在现代化石燃料燃烧炉中,炉外废气中的热量用于预热燃烧空气,以产生更高的火焰温度并提高效率。最常用的空气预热系统是蓄热系统。
特性 汽油 天然气 H 2 NH 3 可燃极限,空气中的体积百分比 1.4-7.6 5-15 4-75 16-25 自燃温度,o C 300 450 571 651 峰值火焰温度,o C 1977 1884 2000 1850
这种氮还可以与氧结合(特别是火焰温度),生成氮氧化物 (NOx),这是一种有毒污染物。燃料中的碳、氢和硫与空气中的氧结合,生成二氧化碳、水蒸气和二氧化硫,分别释放 8084 千卡、28922 千卡和 2224 千卡的热量。在某些条件下,碳还可以与氧结合生成一氧化碳,释放的热量较少(2430 千卡/千克碳)。碳燃烧成 CO 2 产生的热量比 CO 或烟雾产生的热量要多。
自 1970 年代以来,人们就开始使用水和蒸汽喷射来控制燃气轮机的 NOx 排放。在燃气轮机内部,燃料富集区会产生高火焰温度,这是燃料和空气同时混合并随后燃烧的结果。将水或蒸汽注入燃烧室的火焰区域可形成散热器,从而降低燃烧区温度并减少热 NOx 的形成。如报告前面所述,随着燃烧区温度的降低,NOx 的产生量会成倍减少。此过程中使用的水必须是高质量的(例如软化水),以防止涡轮机中出现沉积物和腐蚀。虽然许多联合循环设施可能在现场设有现有的软化水处理设施,但现有的简单循环设施通常没有。在这些情况下,可以选择建造或租用新的水处理设备,或将高质量的水运送到现场。
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最大化的火焰表面积允许快速释放大量能量。这样,即使在空气预热和炉温较高的情况下,火焰温度也能保持在较低水平,并防止过量产生 NO x 。接触喇叭形燃烧室的火焰在燃烧室中心产生负压。负压由流入的炉内气氛补偿,炉内气氛又通过火焰排放到外部。炉内气氛还能确保火焰冷却。平焰燃烧器可根据所需的性能配置提供各种尺寸。喷嘴混合燃烧器头是平焰燃烧器 BIO..K(图 4)的重要组成部分。混合单元的特殊、久经考验的几何形状确保在燃烧器所需的容量范围内实现精确的化学计量燃烧。两种燃烧器类型都具有低火喷枪,用于逐步扩大控制范围和点火。在主燃烧器关闭的情况下,低火喷枪可实现可重复的保持能力。这样即使在保温模式下也能确保低 O 2 炉内气氛。由 SiC 陶瓷材料制成的混合头保护器可保护混合装置免受由于炉内气氛渗透而导致的热过载 - 特别是在保温模式下。在 Kromschröder 自己的实验室中,石英的几何形状可最佳地适应特定应用的特殊要求。