Controlling combustion in fossil fu

Controlling combustion in fossil fuel power plants in order to control the emission of pollutants sometimes has adverse effects on plant equipment, including certain metals. To understand how to address the problem, it helps to understand how it develops.

The emission of nitrogen oxides, generally referenced as NOx (NO or NO2), has several adverse effects on human health and on the environment, including the formation of acid rain and ozone. Consequently, the Clean Air Act amendments require power plants to control NOx before releasing combustion gases into the atmosphere.

NOx is usually divided into three groups in the combustion process—fuel NOx, thermal NOx, and prompt NOx. Thermal NOx is highly dependent on temperature, and is the most relevant source when burning fossil fuels. It typically forms at about 2,900F. Thermal NOx refers to NOx formed through high-temperature oxidation of the nitrogen found in combustion air. The formation rate is primarily a function of temperature and the residence time of nitrogen at that temperature. Fuel NOx forms when burning nitrogen-bearing fuels, such as coal and oil. The contribution of prompt NOx, which forms when atmospheric nitrogen reacts with radicals derived from the fuel, is normally considered negligible.

NOx Control Strategies

There are several strategies used in controlling the NOx emissions in fossil fuel–fired units during and after combustion processes. Staged combustion with or without overfire air (OFA) and/or secondary overfire air (SOFA) is a widely used and proven technology, which reduces emissions during the combustion process. The idea behind staged combustion is to limit the amount of excess air (oxygen) in the air-fuel mixture so that the amount of free oxygen, which ties up with nitrogen during combustion, is limited. In this process, the peak temperatures are also reduced, resulting in further NOx reduction.

Urea or ammonia is injected into the flue gas stream as a post-combustion emission control in selective catalytic reduction (SCR) and selective non-catalytic reduction (SNCR). These chemicals react with NOx to produce elemental nitrogen and water vapor.

Secondary Combustion Issues

There are several adverse effects on pressure parts when staged combustion is utilized. Boiler internals are highly susceptible to corrosion in an oxygen-starved combustion environment. The reducing conditions formed during staged combustion promote the formation of hydrogen sulfides and porous metallic sulfides on the pressure parts. Sulfide scales are more porous and less protective than oxides. Reducing conditions also promote carburization of T91 and stainless steel, resulting in loss of corrosion/oxidation resistance.

The addition of OFA and SOFA likely promotes flame impingement and secondary combustion issues, resulting in localized overheating troubles and higher furnace exit gas temperature (FEGT). The rise in FEGT may lead to several problems, such as plugging of vertical pendants with ash deposits, hot ash corrosion, sagging and bowing of pendants, overtempering of creep-strength-enhanced ferritic (CSEF) steels, or reducing creep life of the superheater/reheater tubes and dissimilar-metal welds (DMWs).

In pressure parts, a DMW is a metallurgical joint between the austenitic steels and ferritic steels (Figure 1). DMWs are frequently used in high-temperature superheat and reheat circuits due to the material transitions. The DMW is one of several locations subjected to creep fatigue damage. The finite life of a DMW is further reduced with increasing FEGTs. Although creep life is a function of time, temperature, and stress, temperature plays a major role in the remaining creep life.

Результаты (русский) 1:

Контроль сжигания ископаемого топлива электростанции с целью контроля выбросов загрязняющих веществ иногда оказывает неблагоприятное воздействие на заводе оборудование, включая некоторых металлов. Чтобы понять, как для решения этой проблемы, он помогает понять, как она развивается.Выбросы оксидов азота, обычно упоминается как NOx (NO и NO2), имеет несколько отрицательных эффектов на здоровье человека и окружающую среду, включая образование кислотных дождей и озона. Следовательно Закон о чистом воздухе поправки требуют электростанций для управления NOx до выпуска газов сгорания в атмосферу.NOx обычно делится на три группы в процессе горения — топлива NOx, термические NOx и оперативное NOx. Термические NOx сильно зависит от температуры, и является наиболее подходящим источником при сжигании ископаемого топлива. Обычно образует на около 2, 900F. Термические NOx относится к NOx, формируется путем высокотемпературного окисления азота в воздух для горения. Уровень образования является главным образом функция температуры и времени удержания азота при этой температуре. Формы NOx топлива при сжигании топлива азота подшипник, таких как уголь и нефть. Вклад оперативно NOx, какие формы, когда атмосферного азота реагирует с радикалами, производный от топлива, обычно считается незначительным.Стратегии контроля уровня NOxСуществует несколько стратегий, используемых в ограничения выбросов NOx в единицах – ископаемого топлива в котлах, во время и после процессов горения. Поэтапный процесс горения, с или без острого воздуха (Офа) и/или острого вторичного воздуха (диван) является широко используемым и проверенные технологии, которая уменьшает выбросы во время процесса сгорания. Идея за поэтапное сгорание является ограничить количество избыточного воздуха (кислорода) в воздушно топливной смеси, так что количество свободного кислорода, который связывает вверх с азотом во время сгорания, ограничено. В этом процессе также снижаются пиковые температуры, что приводит к дальнейшему сокращению выбросов NOx.Аммиак или мочевина впрыскивается в потока дымовых газов после сжигания выбросов в качестве управления избирательного каталитического восстановления (ИКВ) и селективного некаталитического восстановления (ИНКВ). Эти химические вещества реагируют с NOx производить элементарный азот и водяного пара.Вопросы вторичного сгоранияЕсть несколько негативных последствий на давление частей когда поэтапное сжигание используется. Внутреннее устройство котла очень восприимчивы к коррозии в среде кислорода голод сгорания. Сокращение условий, сформированные в ходе поэтапного сгорания способствуют образованию водорода сульфидами и пористых металлических сульфидов на детали давления. Сульфид весы являются более пористые и степень защиты, чем оксидов. Сокращение условия также способствуют науглероживания T91 и нержавеющей стали, что приводит к потере коррозии/окисление сопротивления.Добавление OFA и диван вероятно способствует пламя, отражающееся и проблемы вторичного сгорания, в результате локализованных перегрева неприятностей и выше температура печи выхода газа (FEGT). Рост в FEGT может привести к несколько проблем, таких как подключить вертикальной подвески с ясень месторождения, горячего пепла коррозии, провисания и кланяясь подвески, overtempering повышенной прочности ползучести ферритные (CSEF) сталей, или сокращение жизни ползучести перегреватель/промежуточного пароперегревателя трубки и разнородных металлов Сварка (DMWs).В напорных частей ДМВ является металлургический совместных между аустенитных сталей и ферритных сталей (рис. 1). DMWs часто используются в высокой температуры перегрева и разогрева схемы из-за материала переходов. ДМВ является одним из нескольких мест, подвергается ползучести усталость ущерб. Конечное жизни DMW далее уменьшается с увеличением FEGTs. Хотя жизнь ползучести является функцией времени, температуры и напряжения, температуры играет важную роль в жизни оставшихся ползучести.

Результаты (русский) 2:

Управление горение в ископаемом топливе, чтобы контролировать эмиссию загрязняющих веществ иногда оказывает неблагоприятное воздействие на заводском оборудовании, в том числе некоторых металлов. Чтобы понять, как решить проблему, это помогает понять, как она развивается. выброс окислов азота, как правило, ссылаются, как NOx (NO или NO2), имеет несколько неблагоприятное воздействие на здоровье человека и на окружающую среду, в том числе формирование кислотных дождей и озон. Следовательно, поправки Закон о чистом воздухе требует электростанций контролировать NOx перед выпуском дымовых газов в атмосферу. NOx, как правило, делятся на три группы в процесс сгорания топлива, тепловой NOx NOx и быстрого NOx. Тепловая NOx сильно зависит от температуры, и наиболее важным источником при сжигании ископаемого топлива. Это, как правило, образует примерно 2,900F. Тепловая NOx относится к NOx, образованного путем высокотемпературного окисления азота найти в воздух для горения. Скорость образования зависит главным образом от температуры и времени пребывания азота при этой температуре. Формы топлива NOx при сжигании азотсодержащих видов топлива, таких как уголь и нефть. Вклад оперативной NOx, которая образует при атмосферный азот реагирует с радикалами, полученных от топлива, как правило, считается незначительным. Стратегии управления NOx Есть несколько стратегий, используемых в управлении выбросов NOx в ископаемом топливе единиц во время и после процессов горения. Ступенчатого сжигания с или без острого воздуха (OFA) и / или среднее острого воздуха (SOFA) является широко используется и проверенная технология, которая уменьшает выбросы в процессе сгорания. Идея ступенчатое сжигание, чтобы ограничить количество избыточного воздуха (кислорода) в воздушно-топливной смеси, так что количество свободного кислорода, который связывает азотом при горении, является ограниченным. В этом процессе, пиковые температуры также снижается, что приводит к дальнейшему снижению NOx. Мочевина или аммиак впрыскивают в поток дымового газа в качестве контроля выбросов дожигания в селективного каталитического восстановления (SCR) и селективного некаталитического восстановлени (СНКВ) , Эти химические вещества вступают в реакцию с NOx, чтобы производить элементарный азот и водяной пар. Вторичные Вопросы горения Есть несколько побочных эффектов на части давления, когда используется ступенчатое сжигание. Котельные внутренние сильно подвержены коррозии в среде сгорания кислорода голодали. Восстановительные условия, образующиеся при ступенчатом сжигании способствовать формированию сероводорода и сульфидов металлов пористых на части давления. Сульфидные весы являются более пористыми и менее, чем защитная оксидов. Сокращение условия также способствуют науглероживание T91 и нержавеющей стали, что приводит к потере устойчивости к коррозии / окисления. Добавление OFA и диван, вероятно, способствует пламя, и вопросы вторичного сгорания, в результате чего локализованных перегрева бед и высокой температуре печи выход газа (FEGT). Рост FEGT может привести к ряду проблем, таких как подключение вертикальных подвесок с зольных отложений, коррозии горячей золы, провисание и кланяясь подвесок, overtempering ползучести-прочность усиленной ферритных (CSEF) стали или снижения текучести жизни пароперегревателя / подогреватель трубы и отличается металлов сварных швов (DMWs). В части давления, DMW является металлургический соединение между аустенитных сталей и ферритных сталей (рисунок 1). DMWs часто используются в высокотемпературных перегрева и повторного нагрева цепей из-за материальных переходов. DMW является одним из нескольких мест, подверженных ползучести усталости ущерб. Конечная жизнь DMW дополнительно снижается с увеличением FEGTs. Хотя ползучести жизнь функцией времени, температуры и напряжения, температуры играет важную роль в оставшейся ползучести жизни.