任海軍

摘 要：隨著國內(nèi)、國際社會對環(huán)境保護的廣泛關注和人們環(huán)保意識的不斷加強，青山綠水、藍天白云、鳥語花香是人們對美好生活的向往，也是時代發(fā)展的要求，這就要求加強對環(huán)境的保護力度，對于我們?nèi)粘Ｉ町斨须x不開的鍋爐，雖然燃料使用上我們改進使用天然氣，減少了污染物灰塵的排放，但也存在氮氧化物等污染物的排放，因此，對燃氣鍋爐的新技術改造勢在必行。

關鍵詞：燃氣;煙氣;再循環(huán);超低氮排放;冷凝水;去除

1 燃氣鍋爐改造的相關要求

“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”是國家政策的重大決策部署，事關滿足人民日益增長的美好生活需要，是全面建成小康社會的需要，同時更是促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展和建設美麗中國的條件。為加快改善環(huán)境空氣質(zhì)量，打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，國家制定了相關文件《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》，為認真落實這些決策與部署，以及全國生態(tài)環(huán)境保護大會的要求，所有工業(yè)企業(yè)燃煤鍋爐全部實施煤改電、煤改氣，因此天然氣成為了當前主流燃料之一。

2 天然氣燃燒對大氣產(chǎn)生的影響

天然氣的最終燃燒結(jié)果也不同程度存在環(huán)境污染問題，為極可能減少天然氣燃燒后的產(chǎn)物對大氣環(huán)境的影響，根據(jù)天然氣燃燒特性，在燃燒過程當中會以不同方式（放熱產(chǎn)生與燃燒溫度有關，快速反應產(chǎn)生與化學反應有關，燃燒產(chǎn)生與燃料當中氮含量有關）產(chǎn)生不同的氮氧化物（NOx）。其中一氧化氮（NO）和（NO2）對環(huán)境和人體健康造成的危害最大。

3 煙氣再循環(huán)技術FGR（Flue Gas Recirculation）

為了降低燃氣燃燒后氮氧化物的排放量，實現(xiàn)超低氮（≤30mg/Nm3）排放，一項新型的燃燒技術FGR及燃燒設備一體式燃氣燃燒器在現(xiàn)有技術基礎上能夠?qū)崿F(xiàn)超低氮排放，這就是煙氣再循環(huán)技術，簡稱FGR（Flue Gas Recirculation），其工作原理是：燃燒產(chǎn)生的部分煙氣與氧化劑混合后再次參加燃燒的過程。燃燒產(chǎn)物再循環(huán)是一項降低燃燒溫度的技術，它是從煙囪取得的燃燒氣體的一部分來稀釋燃燒空氣，降低氧氣濃度，以降低火焰溫度。通過實踐FGR煙氣再循環(huán)百分比為煙氣量的5-15%，降低NOx效果十分顯著。一體式燃燒器FGR其工作原理是使用自身所帶的燃燒器風機，將從煙囪收集的煙氣與燃燒空氣混合，煙氣流量通過電動蝶閥調(diào)節(jié)，該閥由燃燒器程控器控制，使用這種方法結(jié)果：在恒定的體積流速下，氧氣量減少;燃燒空氣溫度升高。

煙氣再循環(huán)技術降低了火焰區(qū)域的最高溫度，降低火焰溫度就可以降低NOx的形成。同時煙氣再循環(huán)降低了氧和氮的濃度，同樣起到降低NOx的作用。煙氣再循環(huán)技術中高溫煙氣對氧化劑和燃料起到預熱的作用，有明顯節(jié)能效果。

雖然該項FGR燃燒技術在不同程度上降低了天然氣燃燒產(chǎn)物氮氧化物（NOx）排放量，減少了對環(huán)境大氣的污染，但該技術在使用過程當中存在再循環(huán)煙氣飽含水蒸氣的問題，因為如果煙氣當中的水蒸氣隨同煙氣一并進入燃燒機不僅使鍋爐燃燒極不穩(wěn)定，同時也對燃燒機及其他附屬設施造成了腐蝕，減少了使用壽命。一項燃氣鍋爐FGR再循環(huán)管道煙氣當中的水蒸氣去除方法與研究應運而生，該方案的使用能夠徹底去除再循環(huán)煙氣當中的水蒸氣。

4 燃氣鍋爐FGR煙氣再循概述

燃氣鍋爐每標米立方排放煙氣體積當中含有近18%水蒸氣，燃氣生成的排放煙氣當中水蒸氣冷凝點在57℃-58℃。當FGR煙氣再循環(huán)管道抽取燃氣鍋爐排放煙氣體積的5-15%的煙氣進行再循環(huán)至鍋爐內(nèi)部參與燃燒時，5-15%再循環(huán)煙氣在再循環(huán)管道中循環(huán)至鍋爐燃燒器過程當中，由于沿途散熱，煙氣溫度逐步降低，再循環(huán)管道當中的煙氣因溫度降低，低于水蒸氣冷凝點57℃-58℃之下，煙氣當中的水蒸氣冷凝析出冷凝水，如果析出的冷凝水不能及時在進入燃燒器之前排走，隨同煙氣進入燃燒機、鍋爐，則造成燃燒器和鼓風機內(nèi)部潮濕、積水，甚至帶來電器短路、腐蝕等嚴重后果，同時隨同煙氣進入燃燒機的水蒸氣會影響燃燒機光眼正常感光點火工作，使得鍋爐燃燒及其不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，燃燒機故障停機工作。頻繁啟停燃燒機和附屬鼓風機，對燃燒器和鼓風機的正常工作造成影響，縮短燃燒器和附屬鼓風機使用壽命，甚至會損壞燃燒器。所以，解決煙氣再循環(huán)管道中的冷凝水去除問題的方法與研究是燃氣鍋爐正常低氮燃燒關鍵所在。

5 燃氣鍋爐FGR煙氣中水蒸氣去除技術原理

增加煙氣在再循環(huán)管道內(nèi)的停留時間，在通流過程中遇折流板，水蒸氣冷凝，利用重力原理，冷凝水自留至U型彎底部排水閥門處流出。

綜上所述，為了使用好燃氣鍋爐，減少氮氧化物的排放，當前燃氣鍋爐在使用FGR燃氣技術的基礎上，在煙氣再循環(huán)管道上進燃燒機前增加U型彎折流板裝置，及時有效地把煙氣當中的水蒸氣析出排走，保證燃氣鍋爐正常運行，減少停機率，增加燃燒機使用壽命，解決了燃氣鍋爐再循環(huán)管道煙氣冷凝水去除問題，該方案的使用效果極佳，推廣前景廣闊，該方案具有很高的社會和經(jīng)濟效益。