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極大地提高鍋爐的熱效率,同時也可以讓煙氣中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)比達到20:1.達到排放標準.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)對燃氣燃燒器效果特別顯著.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系列機型帶煙氣外循環(huán)的燃氣燃燒器氮氧化物排放可以達到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)的停留時間，避免了高溫和高氧濃度的同時存在。

   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，當空氣中的NOx溶于水之后會生成，這種雨會對自然生態(tài)環(huán)境帶來極大程度的危害，并且酸雨還會對建筑物、工業(yè)設(shè)備等造成嚴重腐蝕，進而引起巨大的經(jīng)濟損失。如果人們引用了含有酸性物質(zhì)的地下水，會對身體健康造成影響。02經(jīng)濟性優(yōu)勢近幾年石油價格波動很大，該產(chǎn)品消耗成本低于液化氣10-15%，根據(jù)我們的測試結(jié)果，使用聚能氫油與柴油、液化氣的費用比較，至少每噸節(jié)省300-1000元不等。同時，當NOx濃度超標之后，會與人體血液中的血色素相結(jié)合由此會導致血液缺氧，進而進氣。近年來，我國在大力發(fā)展經(jīng)濟的同時，對自然生態(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，這已成為我國當前亟待解決的問題之一。

　　2NOx的生成機理及燃氣燃燒器的脫氮技術(shù)

　　2.1NOx的生成機理

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

　　2.1.2熱力型NOx。具體是指空氣當中的氮氣在高溫的條件下經(jīng)過氧化后生成NOx。

　　2.1.3快速型NOx。當燃燒燃燒時，空氣中的氮與燃料當中的碳氫離子團會發(fā)生化學反應(yīng)，由此會快速生成NOx。

　　在上述三種生成途徑當中，快速型所占的比例相對較少，僅為5%左右；3、2017年12月31日以后新建燃氣鍋爐，應(yīng)達到太原市關(guān)于燃氣鍋爐低氮燃燒排放標準要求，但不享受低氮燃燒獎補政策。當溫度在1600攝氏度以下時，熱力型的生成率非常低，但當溫度超過1600攝氏度后，熱力型的NOx生成速度會急劇增加，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燃氣燃燒器的脫氮技術(shù)

　　為了有效降低NOx的排放，經(jīng)常會采用向燃燒室內(nèi)注水火勢蒸汽的方法，以此來降低燃燒溫度，從而達到減少NOx的排放量。實踐證明，雖然這種方法可以使NOx的排放量有所降低，但卻會對燃燒的穩(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，需要在燃氣燃燒器的排氣中，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，然后再進行低溫度的燃燒，借此來達到降低NOx的目的。由于DLN技術(shù)既不會對燃燒的穩(wěn)定性造成影響，也不會導致生產(chǎn)成本大幅度增加，所以該方法的應(yīng)用日益增多。排放和效率對于鍋爐來說是一對矛盾體，為了排放達到國家標準，又不降低鍋爐熱效率，研發(fā)隊伍，通過優(yōu)化鍋爐受熱面的設(shè)計，在低氮排放的前提下，確保鍋爐效率不下降。

　　3干式燃燒法在燃氣燃燒器降低氮氧化物排放中的應(yīng)用

　　3.1低氮燃燒器燃燒系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)是隨著F級燃氣燃燒器的出現(xiàn)而出現(xiàn)的，其現(xiàn)已成為F級系列燃氣燃燒器的標配。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。當以作為燃料時，如果基本負荷小于50%，可采用擴散燃燒模式，若是負荷大于50%，則可采用預混模式。6．低NOx預燃室燃燒器：燃料和一次風快速混合，由于缺氧，只是部分燃料進行燃燒，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，可以采用擴展模式，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，燃燒的過程中僅有一個燃燒區(qū)域，每個燃燒室均配備的5個噴嘴。輸入的有將近90%左右會被注入到預混器當中，空氣則會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從噴嘴中噴向燃燒區(qū)域，并進行稀釋低NOx燃燒。在預混器內(nèi)設(shè)計了渦流消除裝置和燃燒導流器，由此能夠進一步提升燃燒的穩(wěn)定性。此外，火焰小縮短了氧、氮等氣體在火焰中的停留時間，對“熱反應(yīng)NO”和“燃料NO”都有明顯的抑制作用。剩余10%左右，會通過布設(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)壓力動態(tài)振動的作用。

　　3.1.2運行模式。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噴嘴的擴散通道進行擴散燃燒，常用于燃氣燃燒器點火后轉(zhuǎn)速達到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噴嘴的一次擴散通道和三次預混氣通道。該模式常被用于從81%全轉(zhuǎn)速到燃燒溫度達到預設(shè)溫度階段。③先導預混。若是在燃燒過程中，IGV溫度控制沒有投入，或是預混模式被禁止時，便可在該模式下運行。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。在先導預混模式中，一、二、三次氣流量的分配為固定不變。④預混。這種模式通常在壓氣機進口抽氣加熱投入為50%基本負荷的條件下使用。

　　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運行控制方式對一、二、三、四次氣的流量分配進行調(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部分組成：火焰筒、過渡段、燃燒室外殼、端蓋、導流襯套以及噴嘴等。空氣與燃料的混合物經(jīng)由預混區(qū)后，會從噴嘴流入到火焰筒當中，并被置于燃燒室上的點火器點燃。整個燃燒過程所生成的副產(chǎn)物會經(jīng)由過渡段進入到透平一級噴嘴環(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氣的分配閥，采用了全預混的燃燒模式。2.6系統(tǒng)為顯著的特點是在燃燒室的中心軸方向上加裝了第六個噴嘴，它的燃料流量與燃空比可獨立調(diào)節(jié)，即使將該噴嘴關(guān)閉，燃料也不會產(chǎn)生額外的增加。其余的五個噴嘴分成了兩組，一組為2個，一組為三個。此外，2.6系統(tǒng)的全預混模式可分為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。當機組點火啟動之后，直至達到滿負荷運行過程中，各個模式之間可以互相切換。由于2.6系統(tǒng)采用了全預混模式，從而使得燃燒室的結(jié)構(gòu)獲得了簡化，并且整個系統(tǒng)有單一的控制閥進行調(diào)節(jié)，噴嘴的控制方式也得以簡化。換言之，2.6系統(tǒng)是DLN-2系統(tǒng)的改進升級版，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)當結(jié)合燃氣燃燒器的機型進行選擇。這是因為所選的系統(tǒng)與機型匹配性越高，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)按照全市燃氣鍋爐低氮燃燒改造工作要求，全力推進燃氣鍋爐低氮燃燒改造工作，截至目前已在全市完成低氮燃燒改造任務(wù)。

該區(qū)對轄區(qū)涉氮氧化物排放行業(yè)進行梳理，開展多輪次燃氣鍋爐使用情況摸底排查工作，確定轄區(qū)燃氣鍋爐改造任務(wù)清單，并向各鍋爐業(yè)主單位下發(fā)通知，明確工作目標、改造范圍、時間安排、資料報送要求。組織全區(qū)化工、食品等行業(yè)的涉燃氣鍋爐低氮燃燒改造工作推進會，對燃氣鍋爐低氮燃燒改造工作進行動員部署，切實落實排污單位主體責任。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/立方米的項目，按照改造投資額的30%給予獎補資金。同時，號召各企業(yè)積極結(jié)合自身實際，多種措施尋找、考察國內(nèi)外先進燃氣鍋爐低氮燃燒改造廠家，有序開展燃氣鍋爐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臺燃氣鍋爐已全部完成低氮燃燒改造，在全市范圍內(nèi)完成燃氣鍋爐低氮燃燒改造工作。

為了滿足加工行業(yè)的需求，高負荷燃燒器被開發(fā)出來，以滿足在負荷擺動期間仍然在線的燃燒器，并且可以快速改變?nèi)紵室詽M足新的負荷要求。通常情況下，在低負荷時，燃燒器會自行關(guān)閉，容器中的蒸汽量將處理小的蒸汽需求量。當主蒸汽負載回來時，低氮燃燒器會啟動并調(diào)節(jié)到一個較高的速率來處理新的負載。問題是需要花費大約2分鐘的時間才能完成安全啟動程序，然后達到高速蒸汽，到那時蒸汽壓力可能下降到這個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燃燒器在這些低負載下不能循環(huán)，但仍然在運行，隨著負載的增加，它會立即調(diào)整到更高的速率以匹配負載并保持蒸汽壓力。這確保蒸汽壓力保持恒定并支持工藝要求。

對于過程工業(yè)而言，這是首要的考慮因素，因為保護過程的成本遠遠超過蒸汽產(chǎn)生的成本。對于其他應(yīng)用程序，還有一些好處可以使這個刻錄機非常有吸引力。常見的項目是簡單的成本回報，通過減少開關(guān)循環(huán)。每次燃燒器啟動時，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。當這種冷空氣通過容器時，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?shù)偷紵髦匦聠訒r，它將需要彌補這個損失的能量加上負載所需的能量?！痹谌涨芭e行的北京地區(qū)燃氣鍋爐低氮燃燒研討會上，北京交通大學賈力表示，在北京供熱鍋爐大規(guī)模完成“煤改氣”后，大量燃氣鍋爐所產(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！

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)也會造成元件磨損，從而增加了維護成本，降低了設(shè)備的可靠性。每次由于開關(guān)量大而導致組件失效時，燃燒器將不允許運行，并且必須在設(shè)備啟動之前進行修理。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，在實際工作中，由于鍋爐使用的煤種不同，而且鍋爐型號也不同，使得NO的產(chǎn)生量也各不同，產(chǎn)生的問題也不盡相同。如果機組保持開啟狀態(tài)，則安全控制閥，燃燒風扇電機和其他部件不會快速循環(huán)。在所有這些項目中，來自開關(guān)循環(huán)的磨損將快速縮短部件壽命，而正常操作不會縮短部件壽命。

頻繁的開關(guān)循環(huán)也可能導致爐子高溫區(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處于相對較高的溫度。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由于熱沖擊或應(yīng)力而導致過早失效。當材料在短時間內(nèi)經(jīng)歷非常大的溫度變化時，會發(fā)生熱沖擊或應(yīng)力。每當燃燒器循環(huán)開啟和關(guān)閉時，都會發(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。在啟動時，在材料通過延長的預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，并在受熱時膨脹。如果對用于鍋爐、工業(yè)窯爐的用戶來講，一年節(jié)省下來是一個很可觀的數(shù)字。內(nèi)部材料仍然是冷的，并沒有擴大，所以這兩個膨脹率的差異導致材料內(nèi)部的高應(yīng)力水平，導致疲勞開裂并終導致材料失效。較小的單位可以處理更頻繁的開關(guān)循環(huán)，只是因為他們的小尺寸提供有限的擴張和收縮。大型單位不應(yīng)該頻繁的開關(guān)機。除了熱應(yīng)力外，較大的電機不能容忍頻繁的開關(guān)循環(huán)。