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El principio del quemador de nitrógeno bajo

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Caldera Taishan

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Desde el punto de vista del mecanismo de generación de NOx, la tecnología de control de NOx de las calderas de gasóleo/gas también se centra en dos direcciones: la reducción de la temperatura de la llama de combustión y la reducción del contenido de oxígeno. Por lo tanto, una medida importante para suprimir la generación de NOx es empezar por el quemador. ¿Qué es un quemador de bajo contenido en nitrógeno? ¿Cuál es su principio?

El quemador de bajo nitrógeno es un quemador que emite pocos NOx durante la combustión del combustible. Los quemadores convencionales de calderas de gas natural suelen emitir NOx en torno a 120~150mg/m³. Las emisiones habituales de NOx de los quemadores de bajo nitrógeno son de unos 30~80mg/m³. Las emisiones de NOx inferiores a 30mg/m³ suelen denominarse quemadores de ultrabajo nitrógeno. En la actualidad, los quemadores de bajo nitrógeno pueden dividirse a grandes rasgos en las siguientes categorías según sus principios:

1) Quemador de etapa

El quemador por etapas diseñado según el principio de la combustión por etapas hace que el combustible y el aire se mezclen y se quemen por etapas. Dado que la combustión se desvía de la relación equivalente teórica, la producción de nitrógeno puede reducirse.

2) Quemador de autorrecirculación

Se trata de utilizar la cabeza de presión del aire de combustión para aspirar una parte de los gases de combustión, entrar en el quemador y mezclarse y quemarse con el aire. Debido a la recirculación de los gases de combustión, la capacidad calorífica de los gases de combustión es grande, la temperatura de combustión se reduce, y el NOx se reduce.

Otro tipo de quemador de autorrecirculación consiste en recircular parte de los gases de combustión directamente en el quemador y añadirlos al proceso de combustión. Este tipo de quemador tiene el doble efecto de suprimir los óxidos de nitrógeno y de ahorrar energía.

3) Quemador de concentración

El principio es hacer que una parte del combustible se queme abundantemente y la otra parte se queme ligeramente, pero el volumen de aire sigue siendo el mismo en su conjunto. Como ambas partes se queman con una relación estequiométrica diferente, el NOx es muy bajo. Este tipo de combustión también se denomina combustión desviada o combustión no estequiométrica.

4) Quemador de tipo de llama dividida

El principio consiste en dividir una llama en varias llamas pequeñas. Debido a la gran superficie de disipación de calor de las llamas pequeñas, la temperatura de la llama es menor, lo que reduce la "reacción térmica NO". Además, la llama pequeña acorta el tiempo de permanencia del oxígeno, el nitrógeno y otros gases en la llama, y tiene un efecto inhibidor significativo sobre el "NO de reacción térmica" y el "NO del combustible".

5) Quemador de tipo de promoción de mezcla

El tiempo de residencia de los gases de combustión en la zona de alta temperatura es uno de los principales factores que afectan a la cantidad de NOx generada. Mejorar la mezcla de la combustión y el aire, lo que puede reducir el espesor de la superficie de la llama. Bajo la condición de la carga de combustión sin cambios, los gases de combustión están a una alta temperatura en la superficie de la llama. El tiempo de permanencia en la zona se acorta, reduciendo así la cantidad de NOx generada. El quemador promotor de la mezcla está diseñado según este principio.

6) Quemador de cámara de precombustión con bajo contenido de nitrógeno

La cámara de precombustión es una tecnología de combustión por etapas de alto rendimiento y bajo contenido de nitrógeno desarrollada e investigada en mi país en los últimos 10 años. La cámara de precombustión se compone generalmente de aire primario (o aire secundario) y de un sistema de inyección de combustible. El combustible y el aire primario se mezclan rápidamente. En la zona de combustión primaria de la cámara de precombustión se forma una mezcla rica en combustible. Debido a la falta de oxígeno, sólo se quema una parte del combustible. El combustible libera volátiles en la zona de la llama primaria, donde el oxígeno es escaso y la temperatura de la llama es menor, lo que reduce la generación de NOx.

Cualquier tecnología de combustión con bajo contenido de nitrógeno es esencialmente una tecnología para controlar el proceso de combustión. Según los 20 años de experiencia en el uso de quemadores de bajo nitrógeno en países europeos y americanos, si las calderas industriales quieren conseguir una combustión de bajo nitrógeno realmente continua y fiable, no basta con sustituir o modificar el quemador. También es necesario actualizar el dispositivo de control de la combustión, como la instalación de un "control oportuno". "Dispositivo de control de la combustión".