По поводу парадокса модернизации печей с целью снижения содержания азота — рады обсудить

Может ли снижение значения с 1800 до 1300 удовлетворить технологические требования? Если речь идет о нагреве воды до 100 градусов, то такая модификация, безусловно, повысит КПД. Если ценность тепла, выделяемого при 1800 и 1300 градусах, сильно различается, то это будет бесполезной попыткой решить несущественные проблемы

1800 и 1300 — это просто примеры, я не знаю точной цифры. Я хочу лишь узнать, нет ли проблем с моим логическим мышлением. Спасибо за ответ!

Эта логика основана на принципе, согласно которому в центре внимания находится печь, и она ненадежна. Гораздо важнее то, сколько тонн стандартного угля требуется для производства 1 тонны продукции — это самый важный показатель энергопотребления. Если ваши изменения приводят к снижению производительности процесса, что влечет за собой большую трату энергии, это будет неоправданным

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем Временной пионер 13.02.2019 в 14:33. Передача тепла в нагревательных устройствах происходит из-за наличия разницы температур; физический смысл закона теплопроводности Фурие заключается в том, что движущей силой является градиент температуры. Следовательно, поскольку для сжигания с низким содержанием азота в горелках печи необходимо снизить температуру сгорания, температура дыма и пламени в печи снижается по сравнению с ситуацией при сжигании с высоким содержанием азота. Это приводит к снижению «приводной силы», что, в свою очередь, влияет на передачу тепловой энергии и напрямую снижает КПД печи. Основными факторами, влияющими на коэффициент тепловой эффективности печи, являются температура выхлопных газов, степень сгорания топлива, эффективность использования энергии дымовых газов и температура горения. Согласно общему мнению в отрасли, наибольшее влияние на печь оказывает снижение температуры дымовых газов; при каждом снижении температуры на 17–20°C. Повышение коэффициента тепловой эффективности печи на один процентный пункт ； Чем выше коэффициент сгорания топлива, тем выше КПД печи ； Коэффициент использования энергии дыма и пламени — это забытый фактор ； Если не использовать сгорание при низком содержании азота, температура сгорания также является упускаемым фактором. Порядок влияния четырех факторов на тепловую эффективность печи, вероятно, следующий: температура дымовых газов, коэффициент использования энергии дымовых газов, температура сгорания, степень сгорания топлива. “Методы сортировки топлива и сортировки воздуха для достижения сгорания с низким содержанием азота применяются лишь в рамках показателя «степени сгорания топлива». К тому же исследования, посвященные этому показателю, продолжаются как в стране, так и за рубежом. Не существует никаких авторитетных данных, позволяющих сравнивать степень сгорания топлива в различных камерах сгорания. У топок с низким содержанием азота коэффициент сгорания топлива относительно высок; это не компенсирует негативное влияние снижения температуры сгорания на эффективность работы печи. Причина в том, что эти два фактора оказывают разное воздействие. Особое внимание следует уделить тому, что к условиям сгорания при низком содержании азота относится также сгорание в условиях недостатка кислорода; при этом необходимо контролировать коэффициент избыточного воздуха. Если происходит сбой в управлении, это усугубляет неполное сгорание, снижает степень сгорания топлива и приводит к превышению уровня угарного газа. Традиционные горелки с низким содержанием азота снижают КПД печи, что приводит к уменьшению гибкости её эксплуатации, к тому, что дым и пламя становятся более нестабильными, а уровень оксида углерода превышает допустимые значения ； Только эффективные горелки с низким содержанием азота могут повысить тепловую эффективность печи, улучшить её рабочие характеристики, предотвратить нестабильность пламени и снизить уровень оксида углерода до допустимых значений.

Благодаря сегрегации топлива и воздуха достигается горение при недостатке кислорода. Хотя воздух и сегрегируется, его общее количество остается неизменным (например, при сжигании природного газа коэффициент избытка воздуха составляет 1,15; при использовании горелок с низким содержанием азота общее количество воздуха также остается прежним). Я не совсем понимаю, почему высокоэффективные горелки с низким содержанием азота могут также повышать тепловую эффективность печи. В чём причина?

Бенефициарами модернизации сгорания с низким содержанием азота являются зарубежные импортные горелки, что говорит о том, что наши политики подкуплены европейцами и американцами!

1. Кривые содержания NOx и COx в продуктах сгорания обратно пропорциональны друг другу; снижение содержания азота и экономия энергии с точки зрения процесса сгорания также являются взаимно обратными показателями. Чтобы достичь уровня 9 ППМ при 3% O2 в южной Калифорнии, что соответствует 18 мг/Нм3, или уровня 5 ППМ в заливе Сан-Франциско, что равносильно 10 мг/Нм3, необходимо пожертвовать энергоэффективностью. Ведь для снижения содержания азота, независимо от используемых методов, затраты владельцев обязательно возрастают. Снижение содержания азота способствует улучшению состояния окружающей среды. 2. Независимо от того, являются ли это котлы с огневыми или водяными трубками, или какого-либо другого типа, суть их работы сводится к процессу теплообмена. Если количество природного газа, необходимого для производства единицы горячей воды или пара, остается прежним, то эффективность использования тепла не снижается. Однако это практически невозможно. Что касается образования оксидов азота в процессе сгорания, то термические оксиды азота составляют более 80% от общего количества таких веществ. Поэтому большинство технологий направлено на контроль скорости сгорания и снижение температуры местных зон высокой температуры пламени. Для одного и того же теплообменника при снижении температуры пламени снижается эффективность теплового излучения; кроме того, влияет и тепловая конвекция. Если дым с относительно низкой температурой остается внутри теплообменника дольше, то частичное снижение эффективности теплового излучения может быть компенсировано за счет тепловой конвекции. Но теплообменник остается прежним теплообменником; в худшем случае на дымоход можно установить автоматически регулируемые заслонки для контроля, но их эффективность крайне мала. Поэтому проектирование внутренней части теплообменника, распределение зон нагрева и расчет общего теплового баланса бессмысленны даже с использованием CFD. Игнорируя концепцию системы, при нагреве воды или пара определенного объема или массы расход природного газа остается неизменным, независимо от того, какой используется горелка; следовательно, коэффициент тепловой эффективности котла также остается неизменным. Содержание кислорода в дымовых газах выше, чем раньше; можно сказать, что у этой машины большой коэффициент избыточного воздуха. Это, безусловно, приводит к неэкономичности использования энергии, поскольку N2, содержащийся в воздухе, необходимом для горения, ненужно нагревается, и это приводит к уходу тепла через дымовые газы. Всегда говорят о снижении содержания азота, но обращали ли вы внимание на COx в дымовых газах? Если не снижать содержание азота, то решающую роль будет играть степень сгорания топлива в горелке; уровень COx в выхлопных газах может составлять всего 5 ППМ. Если же использовать вариант с низким содержанием азота — 30–50 мг на единицу продукта, — тогда все будет лучше. Но при чрезвычайно низком содержании азота контроль уровня COx становится ещё более сложным. Что касается сегрегации горючего и воздуха, то здесь применяется метод сгорания с различной концентрацией горючего: сначала происходит сгорание при недостатке кислорода, а затем — при его избытке. Это позволяет избежать ситуации, когда при выходе горючего наружу происходит интенсивное сгорание, что приводит к образованию высокотемпературного пламени. Однако контролировать часть воздуха, находящуюся дальше от пламени, довольно сложно. В качестве ориентира можно воспользоваться давлением воздуха, необходимого для поддержания горения; оно должно быть значительно ниже, чем давление газа в любом типе горелки. В этот момент необходимо обеспечить полное сгорание. У некоторых производителей коэффициент избыточного воздуха немного увеличивается, но в любом случае, после пересчетов, условия, касающиеся уровня NOx, соблюдаются. У полностью предварительно смешанного дыма массой 30 мг содержание кислорода составляет примерно 6–8%. А вода и другие инертные газы, образующиеся при использовании FGR, разогреваются без всякой причины, не так ли? Хотя FGR увеличивает эффективность тепловой конвекции, это происходит в незначительной степени. В будущем в стране, возможно, начнут использовать Hybermix без добавления FGR 30 мг, при котором на пламя распыляется вода или пар для ускорения его тушения. Однако нагрев этих средств также приводит к увеличению энергопотребления. Я обращался к зарубежным производителям котлов с вопросом о проблеме эффективности работы котлов после модификаций, направленных на снижение содержания азота. Они в свою очередь спросили меня: если так важна эффективность работы котла, то какова тогда польза от использования высокоэффективных устройств для снижения энергопотребления в системе дымоудаления? Количество дымовых газов может быть больше или меньше, температура — выше или ниже; речь идет лишь о том, чтобы поднять или снизить температуру нагреваемой в процессе циркуляции среды. Нет необходимости усложнять себя сложными процессами сгорания и теплообмена — в конце концов, это всего лишь модификация.

Ответ очень профессиональный, отлично!

Ответ дан очень профессионально, научился. Реальность такова: если сумма затрат на модернизацию горелки + дополнительные расходы на потребление горючего больше, чем затраты на эксплуатацию системы удаления продуктов сгорания, означает ли это, что модернизация горелки не нужна?

Если рассматривать сравнение операционных затрат в течение 10 лет, то затраты на горелки и газ не могут превышать затраты на последующую обработку отходов. Необходимо учитывать также стоимость аммиака или удобрений на основе удобрений, а также проблему коррозии, которая возникает при их использовании. Удобрения на основе удобрений более безопасны, но их стоимость выше; аммиак же дешевле, однако его удержание в пределах разумных значений требует дополнительных усилий. Стоимость первоначального приобретения таких устройств составляет 2–5 ППМ, что также является значительной суммой. Однако наличие в стране потенциала для обратной переработки позволяет снизить цену горелок с низким содержанием NOx или сверхнизким содержанием NOx.

Если после модификации не удастся достичь условий, предусмотренных первоначальным проектом, то это будет бесполезной затеей. Существует множество типов горелок с низким содержанием азота; разве нет таких, в которых происходит повторное сгорание отходящих газов?