煙氣再循環(huán)的作用
2025-06-06 11:20:21
kenengadmin
49
煙氣再循環(huán)(Flue Gas Recirculation,簡(jiǎn)稱 FGR)是一種通過(guò)將部分鍋爐尾部煙氣引回至燃燒區(qū)域,與空氣或燃料混合后再參與燃燒的技術(shù),在工業(yè)鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)等燃燒設(shè)備中應(yīng)用廣泛,其主要作用如下:
這是煙氣再循環(huán)最核心的作用,原理如下:
降低燃燒溫度:
煙氣中含有大量惰性氣體(如 N?、CO?等),其比熱容較大,引入燃燒區(qū)后會(huì)吸收部分熱量,降低燃燒溫度。而 NO?(尤其是熱力型 NO?)的生成與溫度密切相關(guān),當(dāng)燃燒溫度低于 1300℃時(shí),NO?生成量會(huì)顯著減少。
稀釋氧氣濃度:
煙氣再循環(huán)會(huì)稀釋燃燒區(qū)域的氧氣(O?)濃度,減緩燃燒反應(yīng)速率,使燃燒過(guò)程趨于 “貧氧燃燒”,從而抑制 NO?的生成。
改變?nèi)紵諊?/span>:
煙氣中的 CO?和水蒸氣(H?O)等成分會(huì)參與燃燒反應(yīng),通過(guò)化學(xué)平衡抑制 NO?的生成路徑(如降低氧氣分壓、參與氮氧化物的還原反應(yīng)等)。
優(yōu)化燃料與空氣混合:
煙氣再循環(huán)可增強(qiáng)燃燒區(qū)域的湍流程度,促進(jìn)燃料與空氣的均勻混合,使燃燒更充分,減少未燃盡碳顆粒和一氧化碳(CO)等不完全燃燒產(chǎn)物的生成。
穩(wěn)定低負(fù)荷燃燒:
在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),燃燒溫度和火焰穩(wěn)定性容易下降。引入煙氣后,可通過(guò)調(diào)節(jié)再循環(huán)率(煙氣量占總煙氣量的比例)維持燃燒溫度,避免熄火,拓展設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行負(fù)荷范圍。
均衡受熱面熱負(fù)荷:
對(duì)于大型鍋爐,燃燒區(qū)域溫度過(guò)高可能導(dǎo)致受熱面過(guò)熱或結(jié)渣。煙氣再循環(huán)可通過(guò)降低火焰中心溫度、調(diào)整煙氣流量分布,使?fàn)t膛內(nèi)溫度場(chǎng)更均勻,減少局部過(guò)熱問(wèn)題,延長(zhǎng)受熱面使用壽命。
控制蒸汽溫度:
在某些鍋爐系統(tǒng)中,可通過(guò)調(diào)節(jié)煙氣再循環(huán)量來(lái)改變過(guò)熱器或再熱器的煙氣流量和溫度,從而間接控制蒸汽溫度,減少對(duì)噴水減溫等輔助調(diào)節(jié)手段的依賴。
減少污染物協(xié)同排放:
除 NO?外,煙氣再循環(huán)還可能對(duì)其他污染物(如二氧化硫 SO?、顆粒物等)的排放產(chǎn)生間接影響。例如,降低燃燒溫度可能減少某些揮發(fā)性重金屬的氣化,從而降低顆粒物中重金屬的含量。
適應(yīng)燃料變化:
當(dāng)燃料特性(如熱值、含硫量、揮發(fā)分)發(fā)生波動(dòng)時(shí),煙氣再循環(huán)可通過(guò)調(diào)節(jié)燃燒條件,增強(qiáng)設(shè)備對(duì)燃料變化的適應(yīng)性,保證燃燒效率和污染物排放的穩(wěn)定性。
主要應(yīng)用:
廣泛用于電站鍋爐、工業(yè)窯爐、燃?xì)廨啓C(jī)、焚燒爐等設(shè)備的 NO?減排,尤其在配合低氮燃燒器時(shí)效果更顯著。
關(guān)鍵參數(shù):
煙氣再循環(huán)率通常為 5%~20%,過(guò)高會(huì)導(dǎo)致燃燒溫度過(guò)低,影響效率;過(guò)低則 NO?減排效果不明顯,需根據(jù)燃料類型和設(shè)備特性優(yōu)化。
局限性:
可能增加引風(fēng)機(jī)能耗,且對(duì)含硫煙氣,低溫區(qū)域可能加劇設(shè)備腐蝕(需配合防腐措施)。
總之,煙氣再循環(huán)通過(guò) “溫度控制” 和 “氛圍調(diào)節(jié)” 雙重機(jī)制實(shí)現(xiàn) NO?減排,同時(shí)對(duì)燃燒效率和設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性起到優(yōu)化作用,是當(dāng)前燃燒設(shè)備污染控制的重要技術(shù)之一。