蒸汽以提高采收率的直流式蒸汽發(fā)生器（OTSG）在氮氧化物（NOx）和（CO）日益嚴(yán)格的燃燒排放要求下運(yùn)行。幾十年來(lái)，這些要求從百萬(wàn)分之一（ppm）逐步下降到40ppm到30ppm。快進(jìn)到2017年，氮氧化物需求量達(dá)到9ppm，在一些地區(qū)達(dá)到5ppm。1降低氮氧化物排放的必要性氮氧化物即NOx，它是由多種化合物組成的一類物質(zhì)，主要包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。通過(guò)適當(dāng)?shù)娜紵芾恚珻O被降低到接近于零的水平。然而，氮氧化物仍然難以一步步減少，需要在低氮燃燒器科學(xué)和工程方面進(jìn)行重大創(chuàng)新。

在傳統(tǒng)工業(yè)燃燒器中，燃料和空氣在單個(gè)區(qū)域中反應(yīng)，以短暫的火焰突然釋放熱量。這種類型的燃燒產(chǎn)生強(qiáng)烈的火焰，幾乎沒(méi)有CO。然而，強(qiáng)烈的燃燒產(chǎn)生高的火焰溫度，使燃燒空氣中的氮?dú)夂脱鯕馊诤?，產(chǎn)生NOx，一種標(biāo)準(zhǔn)污染物和地面臭氧前體。從100ppm降低到40ppm需要開(kāi)發(fā)被稱為低NOx燃燒器的特殊燃燒器。循環(huán)流化床工業(yè)鍋爐可將NOx排放降低至200mg/Nm3以下，如采用流態(tài)化超低氮燃燒技術(shù)，可將初始排放降至100mg/m?3。他們通過(guò)將空氣分成兩個(gè)不同的區(qū)域來(lái)降低NOx。在一個(gè)區(qū)域加入足夠的空氣形成一個(gè)穩(wěn)定的火焰核心，但沒(méi)有足夠的空氣來(lái)燃燒所有的燃料。然后加入第二部分空氣，以稱為空氣分級(jí)的策略完成燃盡。稱為燃料分級(jí)的補(bǔ)充策略將燃料劃分為不同的階段。

火焰可能沖擊工藝或鍋爐管道，由于延長(zhǎng)火焰長(zhǎng)度而加速故障。為了達(dá)到更低的排放水平并提供額外的動(dòng)力來(lái)使火焰變硬，將煙氣再循環(huán)并添加到燃燒空氣流中。自身再循環(huán)燃燒器一種是利用助燃空氣的壓頭，把部分燃燒煙氣吸回，進(jìn)入燃燒器，與空氣混合燃燒。煙氣中的二氧化碳（CO2）和水（H2O）是活性紅外吸收劑，并與煙氣再循環(huán)（FGR）提供的附加質(zhì)量一起幫助冷卻火焰。但是，隨著氮氧化物排放限制下降，火焰穩(wěn)定性成為問(wèn)題，燃燒器變得越來(lái)越復(fù)雜，被稱為超低NOx燃燒器。

位于望京的藍(lán)天供熱廠，該廠鍋爐房的10臺(tái)燃?xì)鉄崴仩t均安裝了低氮燃燒器和煙氣再循環(huán)裝置，經(jīng)過(guò)測(cè)試，改造后鍋爐排放的氮氧化物從原來(lái)的不超過(guò)100毫克每立方米下降至不超過(guò)30毫克每立方米。

熱力集團(tuán)副總經(jīng)理劉榮介紹，為落實(shí)企業(yè)環(huán)保責(zé)任，熱力集團(tuán)2014年就對(duì)望京藍(lán)天鍋爐房?jī)?nèi)的2臺(tái)鍋爐進(jìn)行了煙氣清潔節(jié)能改造，2016年繼續(xù)對(duì)其他8臺(tái)鍋爐完成了低氮改造。改造后，該廠年減排氮氧化物36噸。

據(jù)介紹，2017年，北京熱力集團(tuán)將陸續(xù)對(duì)所轄208處鍋爐房1144臺(tái)鍋爐開(kāi)展低氮改造，達(dá)到新的鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)。

記者了解到，本市2015年7月1日出臺(tái)了新《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，重點(diǎn)加嚴(yán)了燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t等固定燃燒源氮氧化物排放限值。根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》要求，今年4月1日后，新建鍋爐執(zhí)行30毫克/立方米的排放限值標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于位于高污染燃料禁燃區(qū)內(nèi)的在用鍋爐，4月1日起，執(zhí)行80毫克/立方米排放限值。在歐洲,瑞士瑞特力（Rutli）燃燒器煙氣外循環(huán)技術(shù)比較成熟,其P系列機(jī)型帶煙氣外循環(huán)的燃?xì)馊紵鞯趸锱欧趴梢赃_(dá)到60mg/m3。該標(biāo)準(zhǔn)總體上與歐洲鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)，接近于目前全世界嚴(yán)的美國(guó)南加州鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)。

市、區(qū)兩級(jí)政府出臺(tái)經(jīng)濟(jì)政策鼓勵(lì)低氮改造工作在加嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，本市還給予經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)政策，以促進(jìn)鍋爐低氮改造工作。目前，全市各相關(guān)區(qū)已基本出臺(tái)轄區(qū)配套資金政策。

超混合技術(shù)是利用蒸汽的動(dòng)能提高空氣和燃料的混合能力，從而降低NOx峰值的溫度。將穩(wěn)焰盤的葉片設(shè)計(jì)成主體呈傾斜狀 兩側(cè)面呈弧形的低阻力流線型，使通過(guò)的助燃空氣量較多，形成的助燃空氣旋流強(qiáng)度強(qiáng)r 并能形成中心低壓空氣回流區(qū)。冷凝熱水鍋爐采用了新理念的模塊化設(shè)計(jì)方式，可根據(jù)用戶的實(shí)際需求，提供各種類型不同規(guī)格型號(hào)的冷凝鍋爐。將燃料槍的出口端面設(shè)計(jì)戒與穩(wěn)焰盤相配的傾斜狀，并在傾斜面上設(shè)置不同直徑的出氣孔，氣體燃料以垂直于斜面方向、且以亞音速流速噴射，使氣體燃料和助燃空氣互相對(duì)沖滲透、混合，實(shí)現(xiàn)二者充分完全的超混合。

在中心低速區(qū)設(shè)置了穩(wěn)燃通道，在穩(wěn)燃通道內(nèi)，設(shè)置一級(jí)燃?xì)馔ǖ琅c一級(jí)空氣通道的輸出通道且燃?xì)庖砸欢ń嵌鹊腻F角噴射，使得穩(wěn)胩SLL(氣與燃燒用空氣兩者流向相交，實(shí)現(xiàn)兩者的快速充分混勻： 一級(jí)空氣通道的設(shè)計(jì)流速較慢。從而可以保證該區(qū)域燃燒的穩(wěn)定牲。這種放法確實(shí)能起到一定的效果，但是對(duì)于究竟什么才是合適的尤其混合比例，以及到底如何控制油氣混合比例才比較穩(wěn)定。另外。由子第二級(jí)為高強(qiáng)度旋流風(fēng)，在中心區(qū)域必然形成見(jiàn)壓區(qū)，這樣大的高溫?zé)煔饩蜁?huì)睫瀾不斷流入鎮(zhèn)區(qū)域，從而保證丁清火源。

該技術(shù)主要是通過(guò)將燃料燃燒所需的空氣及燃?xì)夥殖蓛晒苫蚨喙伤腿霠t膛燃燒區(qū)域，控制燃料燃燒初期燃燒強(qiáng)度和N○x的生成暈。排放和效率對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)是一對(duì)矛盾體，為了排放達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，又不降低鍋爐熱效率，研發(fā)隊(duì)伍，通過(guò)優(yōu)化鍋爐受熱面的設(shè)計(jì)，在低氮排放的前提下，確保鍋爐效率不下降。一般將理論空氣量的80%左右送入初期燃燒區(qū)域，通過(guò)在該區(qū)域形成相對(duì)貧氧的環(huán)境，不僅可以合理優(yōu)化燃燒初期熱負(fù)荷，甚至還可以形成還原性氣氛抑制NOx的大量生成，降低終NOx的生成總暈。并在燃燒的后期補(bǔ)充剩下20%的空氣進(jìn)入煙｀

中 完成可燃物的燃盡過(guò)程。因在該區(qū)燃燒強(qiáng)度已經(jīng)大大降低，即使涌入適量的氧氣也不會(huì)產(chǎn)生

大的NOx。

  燃燒器可以在不停機(jī)的前提下進(jìn)行相關(guān)調(diào)節(jié)，可以調(diào)整火焰形狀、燃燒溫度場(chǎng)、并可以進(jìn)行檢修等。超低NOx燃燒器每個(gè)氣體噴槍均可以在線單獨(dú)地調(diào)節(jié)。通過(guò)獨(dú)立的孔閥可以調(diào)節(jié)的燃?xì)獾牧鲃?dòng)速率，同時(shí)還可進(jìn)行噴射角度的旋轉(zhuǎn)以及軸向平移。而北京動(dòng)車段一場(chǎng)也曾安裝魅焰燃燒器，魅焰燃燒技術(shù)的運(yùn)用使低氮排放的同時(shí)CO排放近乎為零，并且還延長(zhǎng)了鍋爐使用壽命。這些可以允許不用停爐就可以在線對(duì)燃燒性能進(jìn)行快速的優(yōu)化。結(jié)果是在特定的爐膛結(jié)構(gòu)內(nèi)有效的分級(jí)燃料燃燒使NOx和C○的生成減到少，無(wú)論是單臺(tái)還是多臺(tái)燃燒器應(yīng)用。