低氮燃燒器提高燃燒效率,減少氮氧化物含量,低氮燃燒器改造在降低氮含量的同時(shí)極大地提高鍋爐的熱效率,同時(shí)也可以讓煙氣中NOx含量小于50mg/Nm3,CO小10mg/Nm3,過量空氣系數(shù)α小于1.05,調(diào)節(jié)比達(dá)到20:1.達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn).煙氣外循環(huán)(FGR)是燃燒器中一種非常有效降低氮氧化物排放的技術(shù),該技術(shù)對(duì)燃?xì)馊紵餍Ч貏e顯著.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.

1.降低鍋爐峰值溫度，將燃燒區(qū)的煤粉量降低。

   2.降低氧濃度（即降低過量空氣系數(shù)），將部分二次風(fēng)管堵住。

  3.由于要保證鍋爐的出力，可將部分煤粉和空氣從鍋爐上部投入，這樣就控制了燃燒火焰中心區(qū)域助燃空氣的數(shù)量，縮短燃燒產(chǎn)物在高溫火焰區(qū)的停留時(shí)間，避免了高溫和高氧濃度的同時(shí)存在。

   4．在爐膛中設(shè)立再燃區(qū)，利用在主燃區(qū)中燃燒生成的烴根CHi和未完全燃燒產(chǎn)物CO、H2、C和CnHm等，將NO的還原成N2

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。燃燒是NOx產(chǎn)生的主要方式之一，大部分燃燒方式中產(chǎn)生的NO約為90%左右，剩余的10%則以NO2為主。相關(guān)研究結(jié)果表明，火力發(fā)電是空氣中NOx的主要來源，當(dāng)空氣中的NOx溶于水之后會(huì)生成，這種雨會(huì)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境帶來極大程度的危害，并且酸雨還會(huì)對(duì)建筑物、工業(yè)設(shè)備等造成嚴(yán)重腐蝕，進(jìn)而引起巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如果人們引用了含有酸性物質(zhì)的地下水，會(huì)對(duì)身體健康造成影響。02經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)近幾年石油價(jià)格波動(dòng)很大，該產(chǎn)品消耗成本低于液化氣10-15%，根據(jù)我們的測(cè)試結(jié)果，使用聚能氫油與柴油、液化氣的費(fèi)用比較，至少每噸節(jié)省300-1000元不等。同時(shí)，當(dāng)NOx濃度超標(biāo)之后，會(huì)與人體血液中的血色素相結(jié)合由此會(huì)導(dǎo)致血液缺氧，進(jìn)而進(jìn)氣。近年來，我國(guó)在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成了一定程度的破壞，因NOx排放量超標(biāo)引起的各種環(huán)境問題越來越多。為了有效減輕NOx的危害，必須逐步降低NOx的排放量，這已成為我國(guó)當(dāng)前亟待解決的問題之一。

　　2NOx的生成機(jī)理及燃?xì)馊紵鞯拿摰夹g(shù)

　　2.1NOx的生成機(jī)理

　　相關(guān)研究結(jié)果表明，NOx主要有以下幾種生成途徑：

　　2.1.1燃料型NOx。具體是指燃料當(dāng)中所含有的氮化合物在燃燒過程中發(fā)生熱分解，進(jìn)而氧化生成NOx。

　　2.1.2熱力型NOx。具體是指空氣當(dāng)中的氮?dú)庠诟邷氐臈l件下經(jīng)過氧化后生成NOx。

　　2.1.3快速型NOx。當(dāng)燃燒燃燒時(shí)，空氣中的氮與燃料當(dāng)中的碳?xì)潆x子團(tuán)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由此會(huì)快速生成NOx。

　　在上述三種生成途徑當(dāng)中，快速型所占的比例相對(duì)較少，僅為5%左右；3、2017年12月31日以后新建燃?xì)忮仩t，應(yīng)達(dá)到太原市關(guān)于燃?xì)忮仩t低氮燃燒排放標(biāo)準(zhǔn)要求，但不享受低氮燃燒獎(jiǎng)補(bǔ)政策。當(dāng)溫度在1600攝氏度以下時(shí)，熱力型的生成率非常低，但當(dāng)溫度超過1600攝氏度后，熱力型的NOx生成速度會(huì)急劇增加，并且兩者之間成正比例關(guān)系，即溫度越高，NOx的生成率越高。

　　2.2燃?xì)馊紵鞯拿摰夹g(shù)

　　為了有效降低NOx的排放，經(jīng)常會(huì)采用向燃燒室內(nèi)注水火勢(shì)蒸汽的方法，以此來降低燃燒溫度，從而達(dá)到減少NOx的排放量。實(shí)踐證明，雖然這種方法可以使NOx的排放量有所降低，但卻會(huì)對(duì)燃燒的穩(wěn)定性造成一定的影響，所以該方法現(xiàn)已很少使用；有些電廠采用SCR法來降低NOx的排放，SCR即選擇性催化還原法，它是在催化劑的作用下，將N0和NO2還原成為N2，該過程中基本不會(huì)發(fā)生NH3的氧化反應(yīng)，顯著提高了N2的選擇性，并且還大幅度減少了NH3的消耗。但采用該方法時(shí)，需要在燃?xì)馊紵鞯呐艢庵?，加裝專門的SCR脫硝裝置，由此使得成本增大；干式低氮燃燒技術(shù)簡(jiǎn)稱DLN，它的原理是先讓燃燒與較多的空氣相混合，這樣做的主要目的是稀釋燃料，然后再進(jìn)行低溫度的燃燒，借此來達(dá)到降低NOx的目的。由于DLN技術(shù)既不會(huì)對(duì)燃燒的穩(wěn)定性造成影響，也不會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本大幅度增加，所以該方法的應(yīng)用日益增多。排放和效率對(duì)于鍋爐來說是一對(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。

　　3干式燃燒法在燃?xì)馊紵鹘档偷趸锱欧胖械膽?yīng)用

　　3.1低氮燃燒器燃燒系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)是隨著F級(jí)燃?xì)馊紵鞯某霈F(xiàn)而出現(xiàn)的，其現(xiàn)已成為F級(jí)系列燃?xì)馊紵鞯臉?biāo)配。在DLN-2系統(tǒng)的燃燒中，可以使用作為燃料，也可以使用清油作為燃料。當(dāng)以作為燃料時(shí)，如果基本負(fù)荷小于50%，可采用擴(kuò)散燃燒模式，若是負(fù)荷大于50%，則可采用預(yù)混模式。6．低NOx預(yù)燃室燃燒器：燃料和一次風(fēng)快速混合，由于缺氧，只是部分燃料進(jìn)行燃燒，燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區(qū)內(nèi)析出揮發(fā)分，因此減少了NOx的生成。以清油作為燃料時(shí)，可以采用擴(kuò)展模式，但必須注入一定劑量的水或是蒸汽。

　　3.1.1燃燒室。DLN-2的燃燒室為單級(jí)，燃燒的過程中僅有一個(gè)燃燒區(qū)域，每個(gè)燃燒室均配備的5個(gè)噴嘴。輸入的有將近90%左右會(huì)被注入到預(yù)混器當(dāng)中，空氣則會(huì)在噴嘴周圍的管道內(nèi)與相混合；經(jīng)充分混合之后的氣體會(huì)從噴嘴中噴向燃燒區(qū)域，并進(jìn)行稀釋低NOx燃燒。在預(yù)混器內(nèi)設(shè)計(jì)了渦流消除裝置和燃燒導(dǎo)流器，由此能夠進(jìn)一步提升燃燒的穩(wěn)定性。此外，火焰小縮短了氧、氮等氣體在火焰中的停留時(shí)間，對(duì)“熱反應(yīng)NO”和“燃料NO”都有明顯的抑制作用。剩余10%左右，會(huì)通過布設(shè)在燃燒筒周圍的筒體注入到噴嘴旋流器前的空氣流中，這部分燃料能夠起到控制燃燒室內(nèi)壓力動(dòng)態(tài)振動(dòng)的作用。

　　3.1.2運(yùn)行模式。DLN-2系統(tǒng)的燃燒模式有以下幾種：①一次氣。這種燃燒模式是指燃料僅通向四個(gè)噴嘴的擴(kuò)散通道進(jìn)行擴(kuò)散燃燒，常用于燃?xì)馊紵鼽c(diǎn)火后轉(zhuǎn)速達(dá)到81%全轉(zhuǎn)速前的階段；②L-L。這種燃燒模式又被稱之為貧-貧燃燒，具體是指燃料通向四個(gè)噴嘴的一次擴(kuò)散通道和三次預(yù)混氣通道。該模式常被用于從81%全轉(zhuǎn)速到燃燒溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度階段。③先導(dǎo)預(yù)混。若是在燃燒過程中，IGV溫度控制沒有投入，或是預(yù)混模式被禁止時(shí)，便可在該模式下運(yùn)行。濃淡型燃燒器其原理是使一部分燃料作過濃燃燒，另一部分燃料作過淡燃燒，但整體上空氣量保持不變。在先導(dǎo)預(yù)混模式中，一、二、三次氣流量的分配為固定不變。④預(yù)混。這種模式通常在壓氣機(jī)進(jìn)口抽氣加熱投入為50%基本負(fù)荷的條件下使用。

　　3.1.3燃料控制。DLN-2系統(tǒng)的燃料控制主要是按照燃燒溫度及IGV運(yùn)行控制方式對(duì)一、二、三、四次氣的流量分配進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　3.2DLN-2.6燃燒系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)的燃燒室主要是由以下幾個(gè)部分組成：火焰筒、過渡段、燃燒室外殼、端蓋、導(dǎo)流襯套以及噴嘴等。空氣與燃料的混合物經(jīng)由預(yù)混區(qū)后，會(huì)從噴嘴流入到火焰筒當(dāng)中，并被置于燃燒室上的點(diǎn)火器點(diǎn)燃。整個(gè)燃燒過程所生成的副產(chǎn)物會(huì)經(jīng)由過渡段進(jìn)入到透平一級(jí)噴嘴環(huán)。與DLN-2燃燒系統(tǒng)相比，2.6系統(tǒng)取消了二次和三次燃?xì)獾姆峙溟y，采用了全預(yù)混的燃燒模式。2.6系統(tǒng)為顯著的特點(diǎn)是在燃燒室的中心軸方向上加裝了第六個(gè)噴嘴，它的燃料流量與燃空比可獨(dú)立調(diào)節(jié)，即使將該噴嘴關(guān)閉，燃料也不會(huì)產(chǎn)生額外的增加。其余的五個(gè)噴嘴分成了兩組，一組為2個(gè)，一組為三個(gè)。此外，2.6系統(tǒng)的全預(yù)混模式可分為5種不同的模式，具體為PM1燃燒、PM2燃燒、PM1 PM2燃燒、PM1 PM2 PM3燃燒以及PM1 PM2 PM3 QUAT燃燒。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。當(dāng)機(jī)組點(diǎn)火啟動(dòng)之后，直至達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行過程中，各個(gè)模式之間可以互相切換。由于2.6系統(tǒng)采用了全預(yù)混模式，從而使得燃燒室的結(jié)構(gòu)獲得了簡(jiǎn)化，并且整個(gè)系統(tǒng)有單一的控制閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，噴嘴的控制方式也得以簡(jiǎn)化。換言之，2.6系統(tǒng)是DLN-2系統(tǒng)的改進(jìn)升級(jí)版，雖然該系統(tǒng)在各方面的性能上都得到了優(yōu)化，但具體應(yīng)用中，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合燃?xì)馊紵鞯臋C(jī)型進(jìn)行選擇。這是因?yàn)樗x的系統(tǒng)與機(jī)型匹配性越高，降低氮氧化物的效果就越好。

12月19日，從渭南高新區(qū)環(huán)保分局獲悉，該區(qū)按照全市燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造工作要求，全力推進(jìn)燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造工作，截至目前已在全市完成低氮燃燒改造任務(wù)。

該區(qū)對(duì)轄區(qū)涉氮氧化物排放行業(yè)進(jìn)行梳理，開展多輪次燃?xì)忮仩t使用情況摸底排查工作，確定轄區(qū)燃?xì)忮仩t改造任務(wù)清單，并向各鍋爐業(yè)主單位下發(fā)通知，明確工作目標(biāo)、改造范圍、時(shí)間安排、資料報(bào)送要求。組織全區(qū)化工、食品等行業(yè)的涉燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造工作推進(jìn)會(huì)，對(duì)燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造工作進(jìn)行動(dòng)員部署，切實(shí)落實(shí)排污單位主體責(zé)任。氮氧化物排放濃度削減幅度大于等于50%，且濃度值低于30毫克/立方米的項(xiàng)目，按照改造投資額的30%給予獎(jiǎng)補(bǔ)資金。同時(shí)，號(hào)召各企業(yè)積極結(jié)合自身實(shí)際，多種措施尋找、考察國(guó)內(nèi)外先進(jìn)燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造廠家，有序開展燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造前期工作。

截至11月15日，渭南高新區(qū)14家企業(yè)的24臺(tái)燃?xì)忮仩t已全部完成低氮燃燒改造，在全市范圍內(nèi)完成燃?xì)忮仩t低氮燃燒改造工作。

為了滿足加工行業(yè)的需求，高負(fù)荷燃燒器被開發(fā)出來，以滿足在負(fù)荷擺動(dòng)期間仍然在線的燃燒器，并且可以快速改變?nèi)紵室詽M足新的負(fù)荷要求。通常情況下，在低負(fù)荷時(shí)，燃燒器會(huì)自行關(guān)閉，容器中的蒸汽量將處理小的蒸汽需求量。當(dāng)主蒸汽負(fù)載回來時(shí)，低氮燃燒器會(huì)啟動(dòng)并調(diào)節(jié)到一個(gè)較高的速率來處理新的負(fù)載。問題是需要花費(fèi)大約2分鐘的時(shí)間才能完成安全啟動(dòng)程序，然后達(dá)到高速蒸汽，到那時(shí)蒸汽壓力可能下降到這個(gè)過程不能正常工作的程度。普通的鍋爐，燃燒后一立方煙氣里含有大約200mg/m3的氮氧化物。HTD燃燒器在這些低負(fù)載下不能循環(huán)，但仍然在運(yùn)行，隨著負(fù)載的增加，它會(huì)立即調(diào)整到更高的速率以匹配負(fù)載并保持蒸汽壓力。這確保蒸汽壓力保持恒定并支持工藝要求。

對(duì)于過程工業(yè)而言，這是首要的考慮因素，因?yàn)楸Ｗo(hù)過程的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過蒸汽產(chǎn)生的成本。對(duì)于其他應(yīng)用程序，還有一些好處可以使這個(gè)刻錄機(jī)非常有吸引力。常見的項(xiàng)目是簡(jiǎn)單的成本回報(bào)，通過減少開關(guān)循環(huán)。每次燃燒器啟動(dòng)時(shí)，必須清除爐子（作為安全措施，清除可能從泄漏的氣體閥門進(jìn)入的任何燃料氣體）約90秒，其中迫使大量空氣通過容器清理可能在爐內(nèi)的燃料氣體。當(dāng)這種冷空氣通過容器時(shí)，它被鍋爐加熱到與蒸汽或熱水的溫度大致相同的溫度，然后這個(gè)吹掃空氣被排出堆放到環(huán)境中。加熱這種吹掃空氣的能量消失了，當(dāng)?shù)偷紵髦匦聠?dòng)時(shí)，它將需要彌補(bǔ)這個(gè)損失的能量加上負(fù)載所需的能量?！痹谌涨芭e行的北京地區(qū)燃?xì)忮仩t低氮燃燒研討會(huì)上，北京交通大學(xué)賈力表示，在北京供熱鍋爐大規(guī)模完成“煤改氣”后，大量燃?xì)忮仩t所產(chǎn)生的氮氧化物污染物也應(yīng)引起足夠的重視。這種開關(guān)循環(huán)可以每小時(shí)發(fā)生20次，并且可能成為應(yīng)用程序的主要能量損失來源。使用高對(duì)比燃燒器可以大大減少或消除開關(guān)循環(huán)和相關(guān)的能量損失。燃燒器廠家應(yīng)該很明白這一點(diǎn)！

除頻繁開關(guān)循環(huán)造成的能量損失外，頻繁的開關(guān)循環(huán)也會(huì)造成元件磨損，從而增加了維護(hù)成本，降低了設(shè)備的可靠性。每次由于開關(guān)量大而導(dǎo)致組件失效時(shí)，燃燒器將不允許運(yùn)行，并且必須在設(shè)備啟動(dòng)之前進(jìn)行修理。如果該過程依賴于鍋爐低氮燃燒器組件，則可以關(guān)閉設(shè)施。但是，在實(shí)際工作中，由于鍋爐使用的煤種不同，而且鍋爐型號(hào)也不同，使得NO的產(chǎn)生量也各不同，產(chǎn)生的問題也不盡相同。如果機(jī)組保持開啟狀態(tài)，則安全控制閥，燃燒風(fēng)扇電機(jī)和其他部件不會(huì)快速循環(huán)。在所有這些項(xiàng)目中，來自開關(guān)循環(huán)的磨損將快速縮短部件壽命，而正常操作不會(huì)縮短部件壽命。

頻繁的開關(guān)循環(huán)也可能導(dǎo)致爐子高溫區(qū)域組件的更快。正常的火焰溫度在2500°F左右，靠近火焰的成分也會(huì)處于相對(duì)較高的溫度。這些部件（通常是鋼，不銹鋼和耐火材料）可以無限期地忍受這些高溫，沒有問題，但是頻繁的加熱和冷卻會(huì)由于熱沖擊或應(yīng)力而導(dǎo)致過早失效。當(dāng)材料在短時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷非常大的溫度變化時(shí)，會(huì)發(fā)生熱沖擊或應(yīng)力。每當(dāng)燃燒器循環(huán)開啟和關(guān)閉時(shí)，都會(huì)發(fā)生這種情況，在一瞬間暴露在2500℉的火焰溫度下，瞬間被吹掃循環(huán)中的冷空氣擊中。在啟動(dòng)時(shí)，在材料通過延長(zhǎng)的預(yù)吹掃過程冷卻的情況下發(fā)生相反的情況，然后立即用2500度的火焰擊中。例如，不銹鋼擴(kuò)散器不能以均勻的方式加熱，因此外表面首先變熱，并在受熱時(shí)膨脹。如果對(duì)用于鍋爐、工業(yè)窯爐的用戶來講，一年節(jié)省下來是一個(gè)很可觀的數(shù)字。內(nèi)部材料仍然是冷的，并沒有擴(kuò)大，所以這兩個(gè)膨脹率的差異導(dǎo)致材料內(nèi)部的高應(yīng)力水平，導(dǎo)致疲勞開裂并終導(dǎo)致材料失效。較小的單位可以處理更頻繁的開關(guān)循環(huán)，只是因?yàn)樗麄兊男〕叽缣峁┯邢薜臄U(kuò)張和收縮。大型單位不應(yīng)該頻繁的開關(guān)機(jī)。除了熱應(yīng)力外，較大的電機(jī)不能容忍頻繁的開關(guān)循環(huán)。