文档介绍：燃气轮机DLN燃烧室NOx减排改造
 
   
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
摘要：燃气轮机是以空气及燃气（天然气）为工质的旋转式热力发动机，其具有效率高、功率大、体积小、投资回报率高、运行成本低和寿命周期长等优点。天然气作为清洁能源被世界广泛公认，集众长于一身的燃气轮机组近年来发展迅猛，我国政府也积极鼓励发展燃气轮机。NOx是燃气轮机发电机组排放的主要污染物之一，不断降低排放量的相应改造也应运而生。
关键词：燃气轮机；DLN燃烧室；NOX减排；标定
本文研究的燃气轮机为紧凑式箱装6B燃气轮机，控制采用GE的MarkⅥ控制系统、自动化程度高；燃机与一台双压无补燃余热锅炉组成单循环联合机组，余热锅炉产高压、低低压蒸汽进入全厂蒸汽管网。燃机-余热锅炉长周期运行，为确保机组稳定、高效运行，满足国家现行规范中要求的燃机烟气中NOX含量不超过50mg/m3最新标准。本文下面就该燃气轮机DLN燃烧室NOX减排改造进行论述。
1改造过程及标定分析

国家现行相关规范中要求燃机烟气中NOX含量不超过50mg/m3，而该燃机为标准燃烧室，尾气中NOX含量在345mg/m3左右，与国标GB13223-2011要求的50mg/m3有很大差距。经过调研、技术交流，采用GE干式低氮燃烧室DryLowNOX（简称DLN）可以抑制NOX在尾气中的含量。DLN燃烧室采用预混火焰，即空气和天然气在燃烧区上游完全掺混，同时降低天然气与空气的比值，即提供过量空气，从而降低火焰温度，无需稀释即可降低NOX的含量。主要施工内容包括：改造后部分废弃的旧系统设备部件拆除，新增系统设备及管路安装，控制系统改造接线及热控原件拆、装，配合GE控制人员对燃机DLN改造后的调试。

增加DLN燃烧系统，包括：两级燃料喷嘴、DLN燃烧室、天然气管道及环管、DLN天然气三通阀、火焰检测系统（包括配备的冷却水系统）、低氮点火系统、危险气体检测系统。
其中，DLN燃烧室（见图1），因采用干式低NOX燃烧（DryLowNOX）技术而得名。DLN燃烧室是一个两级预混合燃烧室，设计成单烧天然气燃料。这种燃烧系统包含四大部件：燃料喷注系统（二级喷嘴、中心体环状预混器）、火焰筒、文丘里和盖帽/中心体组件。
图1DLN燃烧室
早在没有被要求限制氮氧化物（NOX）排放之前，GE公司早期设计的燃烧室属于扩散型燃烧室。采用扩散型燃烧方式，燃机燃烧室内的火焰温度肯定会高于氮氧化物（NOX）生成的起始温度（1650℃），所以扩散型燃烧方式氮氧化物（NOX）的排放较为严重。而改造后的DLN燃烧室主要是通过对燃气轮机燃烧室的改进，使燃料、空气充分预混，并优化燃料分配和运行方式来实现对燃料、空气掺混的合理控制（控制燃料空气比），使燃料在火焰筒中处于“贫燃料”燃烧，降低火焰中心温度，减少氮氧化物的生成。同时降低燃烧噪声和保证部分负荷时燃烧的稳定性，确保足够的燃气停留时间（控制燃烧时间），让CO燃烧完全。干式低NOX燃烧(DLN)技术中使燃料在火焰筒中处于“贫燃料”燃烧，这种燃烧方式称为均相贫预混的湍流火焰传播燃烧方式。扩散燃烧和DLN预混燃烧的对比，见图2。
图2扩散燃烧和DLN预混燃烧