9F燃机余热锅炉烟气中黄烟生成原理分析及控制策略

本文格式为Word版，下载可任意编辑——9F燃机余热锅炉烟气中黄烟生成原理分析及控制策略

摘要：燃气轮机是电厂的重要生产设备，其正常运行的稳定性与稳当性能够对发电质量与发电效率产生确定程度的影响。在正常处境下，燃气蒸汽联合循环发电机组的氮氧化物排放量节本能够达成环保标准需求，但当其中一片面机组举行低负荷运行时，燃机余热锅炉便会排出确定的黄烟，需要采取有效措施对其举行操纵。本文就针对9F燃机余热锅炉烟气中黄烟生成原理分析及操纵策略举行研究与分析。

一、9F型燃气轮机运行特点分析

9F型燃气轮机是环管型布局的燃烧室，共分为上下层，上半层燃烧室与下半层燃烧室的外壳与压气机和透平外缸举行确定程度的连接，使其形成一个统一的整体。在此型号燃气轮机的燃烧系统之中，一共包含了20组燃烧器。在运行过程中，一片面压气机的排气会经过旁路机构直接向尾筒之中引入。这样一来，一方面可以对机组启动时的稳定性举行确定程度的提高，另一方面也可以读负载处境下所需的燃料/空气比举行有效的保证。对于燃料空气比而言，主要由通过旁路弯头进入尾筒的空气量对其举行操纵。在特定的负荷状态之下，开启旁路阀，对通过尾筒的空气流量举行确定程度上的增加，进而实现对于通过喷嘴空气流量的减小。燃烧喷嘴设置于内筒的上游，燃料会通过燃料喷嘴进入到内筒之中，并在内筒中与压缩空气举行确定程度的混合，同时内筒会诱发紊流促使燃料和空气举行充分的混合。燃料喷嘴采用预混式多喷嘴形式，它可以对火焰面积举行有效增加，进而对燃烧的温度举行确定程度的降低，在这种处境下氮氧化物的生产便能够得以裁减。

二、燃机余热锅炉烟气中黄烟生成的原理分析

燃料在燃烧的过程当中，氮气在空气中燃烧会生成确定的氮氧化物，氮氧化物的生成主要有三种形式，分别为热力型氮氧化物、燃料型氮氧化物以及快速型氮氧化物。对于自然气而言，其所含的氮含量极低，因此当其在燃烧时所产生的燃料型氮氧化物很少，可以疏忽;而对于快速型氮氧化物而言，其生成量比热力型氮氧化物生成量小一个数量级，且温度对其造成的影响也相对较小。综上所述，自然气在燃烧过程中所产生的氮氧化物主要是热力型氮氧化物。一般处境下，燃机所排放的氮氧化物主要适合一氧化氮为主，同时还存在少量的二氧化氮。对于二氧化氮气体而言，起初为红棕色，在经过确定程度的稀释之后转变为黄褐色，假设二氧化氮气体的浓度较低，那么肉眼无法查看到二氧化氮。当二氧化氮在空气中的浓度达成了15ppm之上时，变为棕黄色气体，且可以被肉眼看到，在正常状态之下，二氧化氮气体的颜色深度随着浓度的身高而增加。当机组处于低负荷运行状态时，为了制止火焰因燃料缺乏而展现熄灭的处境，值班喷嘴分散燃烧的燃料相对较多，而主喷嘴的燃料相对较少。在这一状态之下，氮氧化物的产出量较多，且二氧化氮的产出比重较大。因此，机组在处于低负荷运行状态时，余热锅炉烟气中存在黄烟。当氮氧化物处于400℃至800℃温度范围的环境中时，很轻易向二氧化氮举行转化，同时需要留神的是只要存在尚未燃烧的碳氢化合物，二氧化氮的生成量就会展现确定程度上的增加。

三、燃机余热锅炉烟气中黄烟操纵策略分析

1.操纵策略

要相对燃机余热锅炉烟气中的黄烟举行有效的操纵，就务必对燃气轮机现有的燃烧状态举行确定程度的调整。在调整的过程中，务必对燃烧的稳定性与机组的安好性举行有效的保证，以此为根基，综合考虑经济性与环保性的问题，并对燃料的燃烧效率举行确定程度的提升。对于燃烧稳定性与氮氧化物排放量而言，进入燃烧器的燃料量以及空气量会对其造成抉择性的影响。本文论述的燃气轮机中，对于燃料与空气量的调整时分开举行，可以采取如下几个方面措施策略对烟囱出口的二氧化氮浓度举行有效的降低。（1）调小IGV的开度，促使在同一负荷下的燃烧温度得到确定程度的上升，进而起到降低二氧化氮含量的作用;（2）将燃烧器旁通阀调大，对筒内的火焰温度举行确定程度的提升，进而降低二氧化氮与氮氧化物的比值，使得氮氧化物的含量得到有效的增加，在采用这一策略时需要留神对运行限制举行确定程度的考虑，例如回火限制、透平叶片温度限制等;（3）对值班燃料流量阀以及顶环燃料流量阀举行确定程度的调整，由此实现对于氮氧化物排放量的降低。但需要留神的是，采用这一方法举行调整时，需要考虑到低频振动的处境。

2.操纵效果

在采用上述措施策略对燃气轮机的燃烧方式举行确定程度的调整之后，值班燃料操纵输出信号、旁路阀开度预置曲线、值班喷嘴分散燃烧的燃烧量、主喷嘴的预混燃烧空燃比都得到了有效的优化。进而促使火焰稳定性、燃烧压力波动、氮氧化物排放量等燃气轮机运行中所涉及的参数更为科学与合理。在这一些策略措施的执行下，二氧化氮在氮氧化物中的占比得到了特别显著的降低，同时氮氧化物的排放总量也到了有益的限制，对燃机余热锅炉烟气中黄烟生成的问题举行了有效的解决。

四、结语

本文主要针对9F燃机余热锅炉烟气中黄烟生成原理分析及操纵策略举行研究与分析。首先对9F型燃气轮机运行特点举行了确定程度的阐述，然后在此根基之上分析了燃机余热锅炉烟气中黄烟生成的原理。结果针对这一问题，从调小IGV的开度、