基于降低氮氧化物排放量的加热炉低氮燃烧器的改造
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摘 要：随着我国工业化的不断发展，存在了许多氮氧化物排放量不符合规定的加热炉，因此需要对低氮燃烧器进行改造，以适应当前供热和炼油企业安全、可靠、高效、低污染的运行要求。在气体燃烧过程中，从NO产生机理出发，通过描述低NO燃烧技术的初步准备和设计验证。制造和安装过程，以及加热炉的低氮燃烧器重整和改造，提出了基于降低氮氧化物排放量的加热炉低氮燃烧器的改造，从而能够实现设备的运行的长期性和合理性，为未来降低氮氧化物排放量的加热炉低氮燃烧器的改造的发展提供一些参考和建议。
关键词：降低氮氧化物排放量;加热炉低氮燃烧器;改造
氮氧化物是在大气中的主要污染物之一，温室效应为CO2的200倍，与臭氧层的破坏也存在相应的联系。氮氧化物是在光化学烟雾形成的重要元素，根据环境统计数据得出，从2014年，我国的工业尾气氮氧化物的排放量达到了17.29亿万吨，峰值在2007年比提高了37.14个百分点。2015年7月，GB31570-2015的《石油炼制工业污染物排放标》开始实施。随着经济的快速发展，我国国家污染物排放指标衡量已经变得更加严格。自2017年7月1日起，烟气中的氮氧化物排放限值不超过150毫克/立方米，同时新的企业加工炉将于2015年7月1日起开始投入使用，特殊限制区将数值设定在100毫克/立方米限制值。因此，对于石化公司来说，可以通过减少在加热炉烟气道中的氮氧化物实现减排和节约能源。
1 加热炉低氮燃烧器改造的前期准备
我国的氮氧化物管理相对落后，目前，国内大多数的石化公司所使用的低氮燃烧器主要是进口的。近年来，国内研究机构在低氮燃烧器研究方面取得了进展，并在实际应用中不断完善，希望在未来能够取得更好的使用效果。随着GB 31571-2015《石化行业农药排放标准》要求的提出，2017年7月1日起，我国污染排放物完全符合工业污染物排放标准，同时，为了满足低氮燃烧器的改造要求，所有不合格的低氮燃烧器都应进行改装。
1.1 加热炉NOx排放状况
在对炉子NOx排放进行事先调查之后，大多数值与新标准相比超过规定的100毫克/立方米，并且包括改进的燃烧器附加的多冷却炉部分。通过促进NOx排放状况，决定在公司内进行的加热炉改造的所有低NO2转化后如何确保NO2的长期顺应性，同时是否能在改造后保持低NO2条件。
1.2 制定加热炉低氮燃烧器技术要求
为了满足石化公司加热炉生产和环保排放的需求，在加热炉产品的高品质提高的同时，保证低氮燃烧器改造项目的顺利进行。为了顺利完成石化公司的加热炉的低氮燃烧器项目，公司专门成立了小组，定期召开项目协调会议，同时设计并制造低氮燃烧器，以便使用和售后服务能够满足改造后加热炉的需求。
①低氮燃烧器设计应基于燃烧技术，如燃料分级燃烧和烟气再循环;
②低氮燃烧器在设计的过程中必须确定是否会自然通风，调节比应在低氮燃烧器具有在稳定运行范围下的稳定火焰，火焰的长度应该是辐射高度的三分之一，且刚直有力，不舔炉管，不发飘，在操作过程中能够安全稳定的运行;
③低氮燃烧器的燃料气体应单独供给，保证在任何条件下都可以稳定燃烧;
④低氮燃烧器的结构设计应允许主燃烧器、长灯和喷嘴易于拆卸和单独安装，以便更好的进行维护和清洁;
⑤低氮燃燒器不应该在燃料设计负载的范围出现焦化的现象，保证低氮燃烧器处于正常使用的条件。
2 低氮燃烧器的设计见证、制造及安装
低氮燃烧器在制造的过程中，选择了两家制造商，并通过多次谈判确定了最终的低氮燃烧器设计改造。为了确保低氮燃烧器的转换效果，需要在现场确定低氮燃烧器的设计。根据石化管式炉燃烧器试验和制备试验火焰试验项目记录燃烧器试验数据，并在现场验证燃烧试验。
3 结语
由于低氮燃烧器与传统的燃烧器之间有许多差异，为获得最低NO值和满意的性能，美国石油协会（API）是在标准APPRP535-2014《一般炼厂火焰炉燃烧器》中提出了在操作的过程中几点特别注意的事项，分别是设备质量的严格检验，严格确定燃气的最小压力，维持燃料的清洁，空气过量的严格管理，火焰的不稳定情况，炉底温度的稳定性以及确保燃料成分稳定等。
国内外关于NO2参数变化的研究对我国NO2的研究价值影响主要集中在设计阶段燃烧器结构和现场条件的数值模拟方面。然而，随着我国工业化的不断发展，一些石化公司经历了NO2超标以及低氮燃烧器不标准的现象。因此，本文提出了基于降低氮氧化物排放量的加热炉低氮燃烧器的改造，从而能够实现设备的运行的长期性和合理性，为未来降低氮氧化物排放量的加热炉低氮燃烧器的改造的发展提供一些参考和建议。
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