据统计,目前全北京市燃气锅炉保有量超过1万台,随着“煤改气”工程的继续推进,燃气锅炉保有量仍将增加。北京市大规模使用始于1998年陕京一线投产,数据显示,陕京线已累计向北京市输送超过750亿立方米。同时,当NOx浓度超标之后,会与人体血液中的血色素相结合由此会导致血液缺氧,进而进气。截止到2014年12月22日,当年北京市已用掉106.88亿立方米,与2004年的35亿立方米相比增长了2倍,在一次能源结构中所占的比例,从1997年的0.5%增长到2013年的14%,每年替代燃煤900多万吨,减少煤渣近百万吨,减少排放量0.8万吨。
低氮燃烧器是何物?这个很多市民都没有听说过的名词,其实正是北京华盛经纬科技发展有限公司引进的一项环保新技术,已初步试验成功,燃气锅炉氮氧化物排放浓度可以降低到30毫克/立方米以下。
专家预测,随着北京锅炉排放新标准的实施,低氮燃烧器会在未来3到5年内派上大用场,用来提升大批小区供热燃气锅炉的排放清洁度。
据介绍,新标准拟分为两个阶段实施:实施之日起至2017年3月31日,新建的燃气工业锅炉氮氧化物排放必须低于80毫克/立方米,在用的(2007年9月1日前通过环评审批,下同)燃气锅炉必须低于150毫克/立方米;第二阶段是自2017年4月1日起,新建锅炉排放氮氧化物必须低于30毫克/立方米,在用的燃气锅炉必须低于80毫克/立方米。以链条炉为代表的层燃炉NOx原始排放一般在300~600mg/Nm3,煤粉工业锅炉为室燃锅炉,NOx原始排放大致在400~600mg/Nm3。
现在北京燃气锅炉氮氧化物的排放浓度,大致在120毫克/立方米至200毫克/立方米之间,如果要限期达到的要求,整合引进的低氮燃烧器未来两年将会有很大的需求。
“很多人都误认为只有可吸入颗粒物才是雾霾的罪魁祸首,其实,另一个成因——氮氧化物也不容忽视。” 在日前举行的北京地区燃气锅炉低氮燃烧研讨会上,北京交通大学贾力表示,在北京供热锅炉大规模完成“煤改气”后,大量燃气锅炉所产生的氮氧化物污染物也应引起足够的重视。煤粉工业锅炉可结合室燃锅炉的特点,采用浓淡燃烧、空气分级、烟气再循环等多种手段实现低氮燃烧。目前,北京专门针对燃气锅炉研发的全预混低氮燃烧技术成功试点,氮氧化物排放浓度可降至20毫克/立方米左右,比普通燃气锅炉减少约九成。
蒸汽以提高采收率的直流式蒸汽发生器(OTSG)在氮氧化物(NOx)和(CO)日益严格的燃烧排放要求下运行。几十年来,这些要求从百万分之一(ppm)逐步下降到40ppm到30ppm。快进到2017年,氮氧化物需求量达到9ppm,在一些地区达到5ppm。全预混燃烧器燃烧时火焰呈蓝色短小且密集,并且表面燃烧均匀,形成很平整的火焰面,火焰充满度好,热量能均匀的散发出去。通过适当的燃烧管理,CO被降低到接近于零的水平。然而,氮氧化物仍然难以一步步减少,需要在低氮燃烧器科学和工程方面进行重大创新。
在传统工业燃烧器中,燃料和空气在单个区域中反应,以短暂的火焰突然释放热量。这种类型的燃烧产生强烈的火焰,几乎没有CO。然而,强烈的燃烧产生高的火焰温度,使燃烧空气中的氮气和氧气融合,产生NOx,一种标准污染物和地面臭氧前体。从100ppm降低到40ppm需要开发被称为低NOx燃烧器的特殊燃烧器。他们通过将空气分成两个不同的区域来降低NOx。通过实验室和实际工程示范试验,研究整套系统关键技术参数,包括锅炉负荷变化对低氮燃烧和SNCR耦合技术下的气固两相流动和混合过程的影响规律,研究低NOx燃烧和SNCR技术耦合脱除NOx过程中燃烧区的温度场、流场和浓度场分布规律。在一个区域加入足够的空气形成一个稳定的火焰核心,但没有足够的空气来燃烧所有的燃料。然后加入第二部分空气,以称为空气分级的策略完成燃尽。称为燃料分级的补充策略将燃料划分为不同的阶段。
火焰可能冲击工艺或锅炉管道,由于延长火焰长度而加速故障。为了达到更低的排放水平并提供额外的动力来使火焰变硬,将烟气再循环并添加到燃烧空气流中。烟气中的二氧化碳(CO2)和水(H2O)是活性红外吸收剂,并与烟气再循环(FGR)提供的附加质量一起帮助冷却火焰。低氮燃烧技术改造后,产生锅炉过热器减温水量增大的问题较多,由于煤粉燃烧的过程变长,加上燃尽风的使用,使得炉膛出口的烟气温度变高,这时炉膛的温度变低,炉膛水冷壁的辐射吸热量就会降低,形成对流的受热面的吸热量就会增加,使得过热器减温水量增加。但是,随着氮氧化物排放限制下降,火焰稳定性成为问题,燃烧器变得越来越复杂,被称为超低NOx燃烧器。
工业燃烧器是使用气体或液体燃料以受控方式产生火焰的机械装置。燃烧器的效率取决于影响火焰稳定性的空气和燃料的混合速率。工业燃烧器是有效燃烧系统设计的关键组成部分。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时,[NO2]/[NO]比例很小,即NO转变为NO2很少,可以忽略。工业燃烧器需要执行的一些关键功能包括燃料准备,空气和燃料的分配以及燃烧控制。工业燃烧器在化工,汽车工业,食品加工业等行业有很多应用。良好的工业低氮燃烧器的特点是:
污染少
低噪声
长寿
运行安全
稳定运行
由于几乎每个行业在制造过程中都使用燃烧器,所以对于制造商来说,定期维护燃烧器以避免操作故障,不必要的故障等,变得非常重要。此外,工业燃烧器的及时维护有助于节省能源和燃料。
市场趋势,驱动因素,制约因素
工业燃烧器是所有行业运行的组成部分,因为它们提供热量传递,蒸汽发生,流体加热等所需的热能。各种行业燃烧器管理系统(BMS)的广泛使用将具有积极的作用对全球工业燃烧器市场的影响。燃烧器管理系统有助于安全启动,运行和关闭锅炉多燃烧器炉段。如果对用于锅炉、工业窑炉的用户来讲,一年节省下来是一个很可观的数字。工业化增长对发展中国家工业锅炉的需求增加,推动了工业燃烧器市场的增长。
由于政府制定的各种规定,所有制造商都必须生产节能燃烧器。此外,许多制造商正在专注于降低生产成本的新技术,同时也减少了工业炉的排放。工业燃烧器会导致空气和燃料的完全燃烧,从而减少二氧化碳的排放。2、表面燃烧超低氮燃烧器表面燃烧超低氮燃烧器通常能够将NOx在全火范围内控制到30毫克以内,其优点是安装简单,不需要FGR烟气再循环管道。钢铁行业的许多公司现在专注于研究和开发生产节能型工业燃烧器。
在工业燃烧器市场中看到的主要趋势之一是使用可再生燃料油。随着越来越重视减少排放,以避免气候条件的变化,使用可再生燃料进行运营变得非常重要。公司正在大力投资研发这类工业燃烧器。
在这个时候,工业燃烧器行业面临着各种挑战。工业燃烧器的改造是一个主要的问题,也可能阻碍未来工业燃烧器市场的发展。
市场细分
全球工业燃烧器市场可以通过燃料类型,自动化,燃烧器类型,工作温度,应用和终用户进行分割。
在燃料类型的基础上,全球工业燃烧器市场分为:
油性
为主
双燃料
在燃烧器类型的基础上,全球工业燃烧器市场分为:
再生燃烧器
高速燃烧器
煤气燃烧器
辐射燃烧器
定制(燃烧锅炉)
平火焰燃烧器
线路燃烧器
其他
在运行温度的基础上,全球工业燃烧器市场分为:
高温(> 1400F)
低温(
在应用的基础上,全球工业燃烧器市场分为:
锅炉
炉/烤箱/窑炉
空气加热/干燥
在终用途的基础上,全球工业燃烧器市场分为:
1石油化学产品
2发电
3化学品及特种化学品
4矿产
5金属
6制药
7玻璃
8陶瓷
9食品加工
10汽车
11印刷出版
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