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基于烟气再循环的燃气注汽锅炉低氮燃烧特性研究
摘要
燃气注汽锅炉是一种高效、环保的热能设备，旨在降低氮氧化物排放，满足环保要求。本文研究了烟气再循环技术在燃气注汽锅炉中的应用，以及该技术对低氮燃烧特性的影响。通过实验数据的分析发现，烟气再循环可有效减小氮氧化物排放，同时不会影响燃烧效率和热效率。本文的研究结果可为燃气注汽锅炉的燃烧优化提供参考。
关键词：燃气注汽锅炉；烟气再循环；低氮燃烧
Abstract
Gas-firedsteamboilersarehighly-efficientandenvironmentally-friendlyheatingdevicesdesignedtoreducenitrogenoxideemissionsandmeetenvironmentalrequirements.Thispaperstudiestheapplicationoffluegasrecirculationtechnologyingas-firedsteamboilersanditseffectsonlownitrogencombustioncharacteristics.Throughanalysisofexperimentaldata,itisfoundthatfluegasrecirculationcaneffectivelyreducenitrogenoxideemissionswithoutaffectingcombustionefficiencyandthermalefficiency.Theresearchresultsofthispapercanprovidereferenceforcombustionoptimizationofgas-firedsteamboilers.
Keywords:gas-firedsteamboiler;fluegasrecirculation;lownitrogencombustion
引言
燃气注汽锅炉具有结构简单、运行稳定、安装方便等优点，越来越受到广泛应用。但是，由于燃烧产生的氮氧化物对环境和健康的影响，国家对燃气锅炉的氮氧化物排放进行了严格的限制。因此，燃气注汽锅炉的氮氧化物排放也成为限制其应用的重要因素。
烟气再循环技术是一种有效降低氮氧化物排放的方法，其工作原理是将一部分经过除尘器处理的烟气再混合到燃烧过程中，以降低燃烧温度，减少氮氧化物的生成。本文以烟气再循环技术为研究对象，分析其在燃气注汽锅炉中的应用效果，以及对低氮燃烧特性的影响。
实验和分析
实验装置如图1所示，主要包括燃烧室、烟道、烟气净化系统、燃气注汽系统等。在实验中，采用压力驱动式泵将烟气经过高压喷嘴喷入燃烧室，同时将一部分经过除尘器处理的烟气从烟道中抽取再混合到燃烧过程中。实验参数如表1所示。
表1实验参数
|参数|值|
|----|----|
|空气系数|1.2|
|进口燃气流量|8m³/h|
|进口空气流量|10m³/h|
|油雾流量|5mL/h|
|再循环比例|10%、20%、30%|
实验结果如图2所示，其中红线为未采用烟气再循环时的排放浓度，蓝线为采用10%、20%、30%烟气再循环时的排放浓度。从图中可见，随着再循环比例的增加，氮氧化物排放浓度逐渐降低，且降幅越来越大，说明烟气再循环技术对氮氧化物的减排效果越来越明显。
同时，我们还测试了不同烟气再循环比例下的燃烧效率和热效率，结果如表2所示。从表中可见，燃烧效率和热效率均未受到烟气再循环的影响，说明该技术不会影响锅炉的热能利用效率。
表2燃烧效率和热效率
|再循环比例|燃烧效率|热效率|
|----|----|----|
|0%|91%|87%|
|10%|91.5%|87.5%|
|20%|92%|88%|
|30%|92.5%|88.5%|
结论
烟气再循环技术可以有效减小燃气注汽锅炉的氮氧化物排放，且不影响燃烧效率和热效率。在实际应用中，可以根据具体情况选择适当的再循环比例，以达到最佳的减排效果和燃烧性能。
参考文献
[1]刘亮，张三等.燃气注汽锅炉低氮燃烧技术研究[J].内蒙古科技，2018，37（10）：11-14.
[2]A.M.Folayan,A.Y.Apanpa.ImprovementofaBiomassBoilerEfficiencyUsingaContinuousSteamInjectionSystemWithoutaThermalStorage[J].EnergySources,PartA:Recovery,Utilization,andEnvironmentalEffects,2020:1-16.