文档介绍：燃机低 NOx 排放技术研究杭州华电半山发电有限公司蔡建强摘要: 燃气- 蒸汽联合循环发电改善了以往燃煤发电热耗高,污染重的情况,其对污染物 NOx 排放的控制达到了国家环保的要求。本文主要通过对燃烧过程中 NOx 产生的分析,降低 NOx 产生的几种方法的认识,来了解对燃机轮机降低 NOx 的研究。干式低 NOx 燃烧器对降低 NOx 排放有着显著地成效,但也存在着燃烧面不稳定的问题。关键字: 燃气轮机; NOx ;燃烧器一、前言随着国民经济的高速发展, 能源消耗快速增加, 带来了愈来愈严重的环境污染问题。因此,对火电机组的污染物排放控制就变得非常迫切。众所周知,燃气轮机及其联合循环发电排气的主要污染物为燃烧过程中产生的 NOx, 其NOx 排放浓度根据燃料种类、燃烧方式的不同而有所变化。我国近些年引进的 F 级燃机,由于都采用了先进的干式低 NOx 燃烧技术,其NOx 排放都基本能满足新版排放标准的要求。二、燃烧室中产生 NOx 等污染性气体的原理空气中含有 78%质量的氮气。氮气是一种惰性气体,基本上原样随燃气排出。然而在燃烧室的一次区温度极高, 会形成少量的氮氧化物 NO:, 这是有害的污染物。另一方面,燃料中的碳实际上有不完全燃烧而产生少量的一氧化碳 CO。未燃尽的烃也可能在排气中存在,它们都构成对环境的污染。燃烧室中产生污染物的次级及吸热反应可为: (l) 生成 NOx 的污染及吸热反应,例如 422 222 2224 22 2 NO ON NO ON NO ON???????????????吸热吸热吸热(2) 生成 CO的污染及吸热反应,例如 2 222O CO CO ?????吸热这些次级反应主要在燃烧室的高温区内发生, 而这里的过量空气系数和温度对污染物的产生起着重要的支配作用。三、降低燃气轮机低 NOx 排放的方法 1. 向传统( 扩散火焰) 燃烧室内喷注稀释剂, 例如水或蒸汽针对 NOx 生成机理, 采取向燃烧室中注入少量蒸汽或水以降低燃烧区温度的措施。但是, 对于燃油简单循环燃气轮机, 用水来控制氮氧化物排放会有 % 的热耗率损失。在某些情形下( 例如尖峰场合), 利用水( 或蒸汽) 喷注来增加负荷, 出力大约增加 3%, 其经济性还是很有吸引力的。虽然水或蒸汽喷注的方法以降低燃气轮机氮氧化物排放, 但是会引起频繁的燃烧检查和设备寿命缩短。而且,水质还必须经过预先处理,严防 Na、K盐的混入, 否则会导致燃气轮机叶片的腐蚀。这种方法会增大水处理设备的投资。对于那些要求氮氧化物排放低于 42PPmvd( 或在使用多喷嘴无噪声燃烧室排放低于 25PPmvd), 或为了避免因使用水或蒸汽喷注来控制氮氧化物而造成的严重的循环效率损失,必须用其他的方法控制氮氧化物的排放。 2. 催化剂清除燃气轮机排放的氮氧化物和一氧化碳“选择性催化降低装置(SCR) ”通过让氮氧化物与催化剂中的氨水反应将燃气轮机排气流中的一氧化氮和二氧化氮转化转化成氮分子和氧分子。传统的“选择性催化降低装置”技术要求排气流的温度保持在一个很窄的范围内(550 ℉到 750 ℉即288 ℃到399 ℃),其实际应用仅限于排气部分有余热锅炉的场合。[1] “选择性催化降低装置”安装在锅炉里面的某个区域, 该区域的排气温度必须在上述温度范围之内。新型高温“选择性催化降