一、NOx氮氧化物的生成機制

       對于鍋爐來說，Nox的產生主要來自空氣中的氮氣和過量氧氣產生的熱力型Nox，熱力型NOx的產生和燃燒的溫度呈指數(shù)型關系，通常在燃燒溫度高于1000攝氏度的時候開始產生，而在1400度以上NOx的生成速度會急劇增加。下圖反映的是燃煤型鍋爐的NOx排放和溫度的關系，其中熱力型Nox的溫度關系同樣適合于鍋爐燃燒器。方式一：通過更換低氮燃燒器，加裝煙氣回流裝置的方式進行改造，氮氧化物排放濃度低于30毫克/立方米的項目(1)單臺燃氣鍋爐容量小于等于4蒸噸：低氮鍋爐補助資金=2×鍋爐容量 3。

燃煤型鍋爐的NOx排放和溫度的關系基于以上NOx的生長機制，低氮燃燒器的控制NOx的技術也主要著眼于兩個方向：

       1、降低火焰溫度；

       2、降低氧含量。

二、低氮燃燒器和超低氮燃燒器類型

       傳統(tǒng)的鍋爐燃燒器通常的NOx排放在120~150毫克左右。低氮燃燒器通常是指NOx排放在30~80毫克的燃燒器。NOx排放在30毫克以下的通常稱為超低氮燃燒器。

       傳統(tǒng)的燃燒器的高NOx排放主要源于下述幾個原因：

       1、為了保證燃燒充分，采用了較大的過量空氣；

       2、燃燒溫度通常在1800度左右。

三、低氮燃燒器三、低氮燃燒器通?；谙铝屑夹g

       1.電子比例調節(jié)和氧含量控制技術；來控制氧含量；

       2.FGR煙氣再循環(huán)技術，來降低火焰溫度和氧含量；

       3.全預混的表面燃燒技術來降低火焰溫度和實現(xiàn)充分燃燒；

      上述技術中，通常是低氮燃燒器的必須配置?；谏鲜黾夹g，市場的低氮燃燒器主要分為以下類型：

四、各低氮燃燒器優(yōu)缺點介紹

       1、FGR低氮燃燒器

        FGR低氮燃燒器通常能夠將NOx在全火范圍內控制到65毫克，極限大約在40毫克左右，進一步降低NOx排放可能導致燃燒不穩(wěn)定，或者犧牲可調比等弊端。

        2、表面燃燒超低氮燃燒器

        表面燃燒超低氮燃燒器通常能夠將NOx在全火范圍內控制到30毫克以內，其優(yōu)點是安裝簡單，不需要FGR煙氣再循環(huán)管道；其主要缺點是需要過濾空氣，加大了維護工作量；同時氧含量在7%左右，降低了部分燃燒效率。

        3、表面燃燒 FGR超低氮燃燒器

        表面燃燒 FGR超低氮燃燒器結合了表面燃燒的NOx控制優(yōu)點和FGR降氧含量優(yōu)點，可以實現(xiàn)在全火范圍控制NOx到20毫克水平，同時控制氧含量在3%以內，化燃燒效率。其主要短處是設備成本提高。

一、試機前的準備工作：

1．檢查燃氣管路外觀是否良好無損傷及干凈通暢，按所需使用管線檢查相關閥門是否已開啟或處于正確狀態(tài)下；管路及接頭法蘭等有無松動、泄露現(xiàn)象，現(xiàn)場聞嗅無添加臭味；油爐及空分站周圍無動火作業(yè)及明火，如有必須予以隔離或清除。 2．查看燃氣壓力處于正常，燃氣柜調壓后壓力0.03～0.05MP。4鍋爐對煤的種類適應性變差低氮燃燒器改造后，大力優(yōu)化調整燃燒，在很大程度上可以很好地匹配NO的排放水平和鍋爐的經(jīng)濟性。 3．從燃氣進氣閥前排空閥放氣排空1～2分鐘，確保管路中無混合空氣，長時間未使用應適當延長排空時間。 4. 檢查燃氣管線靜電片安裝到位無缺損松脫，靜電接地極接地可靠。 5. 導熱油泵處于啟動狀態(tài)，且壓力、流量正常。

二、燃燒器燃燒機相關部分的檢查：

1．燃燒機的外觀是否良好無損傷，燃燒頭是否安裝牢固并調整好。 2．手動啟動鼓風機查看風機電機旋轉方向是否正確，油爐風道、煙道有無明顯漏風（煙）情況。我們的燃燒器性能穩(wěn)定，燃燒器效率更高，讓您買的放心，用的安心。 3．外部的電路聯(lián)接應符合電器安裝要求，將燃燒器控制柜電源送電，程控器等部件接插牢固無松動；若需遠程控制則應檢查遠程控制柜轉換按鈕調至“DCS”位置，其余按鈕不動；檢查觸摸屏中各報警參數(shù)處于正確設定值，“導熱油超溫、流量低、壓差低”的停爐參數(shù)處于連鎖狀態(tài)。 4．對燃燒機進行冷態(tài)程序模擬（需電儀配合操作），觀察運行中程序控制器走位是否正確，各部件動作及離子棒探測是否正常。特別需要注意的是：在對進氣電磁閥進行調試時必須關閉手動進氣閥且高壓線包處于斷電狀態(tài)。

三、燃燒器的運行：

1．檢查： 再次確認外部燃氣是否到位，管路是否通暢，外部電源控制是否到位放空閥已經(jīng)關閉；注意：任何人員在點爐過程中嚴禁位于油爐頂部及附近。 2．啟動（分為現(xiàn)場操作和遠程操作） 現(xiàn)場操作：遠程控制柜轉換旋鈕處于“PLC”位置，火力調節(jié)檔（BURNER MANUAL SWITCH）位處于“1”—小火位置。開始啟動——旋轉燃燒器控制柜“啟動停止”按鈕（AUXILIARY SWITCH）到“運行”后，燃燒器控制柜“點火準備”燈亮，遠程控制柜“燃燒器準備”燈亮，比例調節(jié)儀（MODULATOR）上電，程控器運行，鼓風機啟動，上述兩燈滅，預吹掃開始，進口風壓調至5～10mbar、風量約5800～6200m3/h之間，且預吹掃時間不少于30s。燃氣管路由主管路及支管路造成，主管路部分包括手動關斷閥、壓力表等。 遠程操作：遠程控制柜轉換旋鈕處于“DCS”位置，燃燒機控制柜“啟動停止”按鈕（AUXILIARY SWITCH）調至“運行” 檔位，火力調節(jié)檔（BURNER MANUAL SWITCH）位處于“3”—自動位置。開始啟動——裝置操作間油爐畫面屏幕上點按“啟動”鍵，現(xiàn)場程控器運行，鼓風機啟動后上述兩燈滅，預吹掃開始。 3．點火 進入點火程序，低氮燃燒機風門緩慢關小風量至約2500～2800m3/h，吹掃完畢，點火程序啟動，高壓線包送電，產生電火花，小火進氣閥開啟，小火著，燃燒機控制柜“運行指示燈”（BURNER OPERATION）亮, 遠程控制柜“燃燒器運行”燈亮，屏幕顯示火焰，點火成功。 現(xiàn)場操作時若處于“自動”檔位，則程控器會根據(jù)油溫對主進氣閥自動調節(jié)；遠程操作時操作人員根據(jù)工藝要求自行調節(jié)屏幕上“增加”、“減小”鍵調節(jié)燃氣流量。此時應注意觀察是否持續(xù)穩(wěn)定。 4．調試 調試初期首先把燃燒機的負荷調至小火（“1”檔），觀察火焰燃燒情況，再調至大火（“2”檔）荷運行，根據(jù)火焰燃燒情況對供氣電磁閥或者風門進行適當調整直至達到燃燒狀態(tài)（燃燒火焰呈淡藍色）。注意在調試過程中應循序漸進，逐步調節(jié)，避免幅度過大，產生危險。試調結束后，任何人不得再隨意調整，以免發(fā)生事故。 5．停機 運行調試結束后按下停機按鈕，停機程序啟動，進氣閥立即切斷，風

機啟動，后吹掃開始。 6．收尾：程序全部停止后，關進氣閥，切斷電源。長時間停爐時應將燃氣總閥關閉，并排空管路內余氣。

1 低熱值燃氣燃燒特性

低熱值氣體燃料并沒有明確的概念，通常根據(jù)氣體燃料自身發(fā)熱量可將氣體燃料分為高熱值燃料（Q＞15.07MJ/m3）、中熱值燃料（6.28MJ/m3＜Q＜15.07MJ/m3）及低熱值燃料（Q＜6.28MJ/m3），工業(yè)中常見的低熱值氣體燃料主要有化工過程低熱值尾氣、高爐煤氣、石油化工行業(yè)冶煉尾氣、煤礦低濃度氣等。在煙氣再循環(huán)對層燃鍋爐典型區(qū)段燃燒的影響下，結合空氣分級技術通過半焦催化還原NO。其中，高爐煤氣、煤層氣等熱值介于3.0～6.28MJ/m3的低熱值燃料的研究應用已逐步展開，但在工業(yè)生產中還存在一些工業(yè)廢氣，含有少量的可燃成分，熱值非常低，甚至遠低于3.0MJ/m3，這種超低熱值燃氣種類很多，比如某些煤層氣、生物質氣化氣、垃圾掩埋坑氣、炭黑尾氣、一些工藝廢氣等。超低熱值燃氣比低熱值燃氣點火、穩(wěn)燃更困難，能量密度低，長距離輸送不經(jīng)濟，在當?shù)貨]有合適的熱用戶時只能直接放散，既浪費能源又污染環(huán)境。

低熱值燃氣燃燒器特性主要包括以下幾個方面：

（1）燃氣中可燃成分少，熱值低，著火溫度高，火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?，難以點火及穩(wěn)定燃燒；

（2）燃氣壓力低且波動范圍大，壓力過低、速度過慢時容易回火；

（3）低熱值燃氣多為化工生產線的尾氣，需對多條生產線進行匯總綜合利用，燃氣的流量變化大；

（4）化工工藝過程的操作對尾氣的成分及熱值影響較大，尾氣的燃燒工藝如配風系數(shù)需及時匹配調整，否則容易熄火。

2 低熱值燃氣的穩(wěn)燃技術

根據(jù)燃燒理論，為保證低熱值燃氣的穩(wěn)定燃燒，主要的穩(wěn)燃措施包括優(yōu)化著火條件、提高火焰溫度以及優(yōu)化燃燒場分布等。

（1）優(yōu)化著火條件

低熱值氣體燃料的著火極限高，著火比較困難，燃燒溫度也較低。為此，需要提高燃氣熱值，降低燃料著火下限。如摻燒高熱值燃料，提高混合燃氣的熱值，降低著火溫度；燃料和空氣預熱提高初始溫度。

（2）提高火焰溫度

燃燒溫度的提髙可強化爐內輻射換熱并改善爐內的燃燒狀況。而實際火焰溫度與裝置類型、燃燒效率、燃料種類、空氣/燃氣預熱溫度等有關。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。如：強化燃料和空氣的混合，降低不完全燃燒損失；合理設計爐膛結構，進行絕熱燃燒，減少系統(tǒng)散熱量；降低空氣過剩系數(shù)或采用純氧/富氧燃燒。

（3）優(yōu)化燃燒場分布

燃燒場的分布包括燃氣、空間以及煙氣在燃燒空間的分布，燃燒場特別是溫度場的優(yōu)化分布來源于高溫煙氣對新鮮燃氣、空氣的加熱，進而促進空氣與煙氣短時間內升溫至著火溫度。如旋流燃燒中心回流區(qū)強化燃燒，提高火焰溫度；鈍體穩(wěn)定燃燒技術。

2.1 摻燒高熱值氣體燃料

摻燒高熱值氣體燃料分為兩種類型：

（1）采用高熱值輔助燃料，作為長明燈使用，形成穩(wěn)定的高溫熱源，引燃主流燃氣和空氣混合物；

（1）全混型摻混燃燒，以均勻混合的高低熱值燃氣為燃料，可燃物含量增加，降低著火溫度，提高燃燒溫度，改善了燃燒條件。該方法在低熱值燃氣穩(wěn)定燃燒中較為常用。隨著氧含量的降低，燃燒可能變得不完整，灰分中未燃碳的量可能增加。需要注意的是，因高熱值燃料成本較高，在保證低熱值氣體燃料穩(wěn)定燃燒的前提下，髙熱氣體燃料的摻燒比例越小，則經(jīng)濟性越好。文午祺、陳福龍等基于回流區(qū)分級著火原理，針對鈍體或旋轉氣流等形成的燃燒器噴口附近的高溫低速回流區(qū)，噴入小股高熱值燃料使其著火，然后點燃熱值僅為1250kJ/kg左右的超低熱值氣體主流，從而使火焰穩(wěn)定，燃燒強度提高。高低熱值燃料供熱比21：79，平均熱值1584kJ/kg。

2.2 富氧燃燒/純氧燃燒

燃燒反應是燃料中可燃物與氧氣發(fā)生的氧化放熱反應，富氧燃燒/純氧燃燒就是指以氧含量大于21%甚至達到100%的氧化劑與低熱值氣體燃料進行混合燃燒。其次是熱力型，主要是由于爐內局部高溫造成，快速型NO生成量很少。在理論需氧量不變的前提下，氧含量的提高減少燃燒煙氣量，爐內火焰溫度大幅度提高，不具備輻射能力的氮氣所占比例減少，有利于提高煙氣黑度，增強有利于爐膛內部輻射傳熱。但富氧燃燒因需要配備空氣分離裝置，故釆用富氧燃燒方法時，摻燒的空氣中的氧濃度不宜太高，否則會影響系統(tǒng)經(jīng)濟性，這也需要在低熱值氣體燃料回收的經(jīng)濟性和穩(wěn)定燃燒所需的低氧濃度之間找到一個平衡點，一般富氧濃度在26%～31%時。

2.3 高溫空氣預熱燃燒

高溫空氣預熱技術是充分利用加熱爐的排煙余熱將助燃空氣加熱到1000℃，甚至更高，使加熱爐排煙溫度降低到200℃，預熱的高溫空氣可以增大燃燒速率、穩(wěn)定低熱值燃料燃燒。該技術不僅能提高燃燒速率，還能回收尾排煙氣余熱，提高熱效率。6×鍋爐容量 7(萬元)(2)單臺鍋爐容量大于4蒸噸：獎補資金=2。朱彤、張健等對低熱值煤氣的高溫空氣燃燒過程進行了數(shù)值模擬，當燃氣和助燃空氣預熱溫度由600℃增加到1000℃，爐內高溫度和平均溫度分別上升267℃和268℃，有利于低熱值燃氣穩(wěn)定燃燒。趙巖采用空-煤氣雙預熱技術將空氣預熱到600℃以上，煤氣預熱到450℃以上，預熱后的低熱值煤氣可直接用于加熱爐燃燒，實現(xiàn)了低熱值煤氣的直接利用和廢氣余熱回收。高溫空氣預熱通常與蓄熱燃燒相結合，空氣通過換向閥進入高溫蓄熱體，熱能釋放給助燃空氣，溫度提高到接近爐膛溫度，由于空氣溫度在燃氣的著火點以上，可以實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。

2.4 旋流燃燒

旋流燃燒是利用氣流旋轉強化低熱值煤氣燃燒和組織火焰的燃燒技術，能夠有效提高燃燒的強度和火焰的穩(wěn)定性。目前被大家公認，并已在各燃煤機組鍋爐上廣為應用的降NO方法，主要是燃燒中脫氮的低氮燃燒技術加燃燒后脫氮的煙氣脫硝技術。旋轉射流除了具有直流射流存在的軸向分速度和徑向分速度外，還有一個切向分速度，而且其徑向分速度在噴嘴出口附近比直流射流的徑向分速度大得多，在強旋轉氣流作用下，旋轉射流的內部建立了一個回流區(qū)，不但從射流外側卷吸周圍介質，而且還從內回流區(qū)中卷吸介質，在燃燒過程中，從內外回流區(qū)卷吸的高溫煙氣對著火的穩(wěn)定性起著十分重要的作用。郭濤通過對高爐煤氣燃燒火焰的傳播速度、回火、脫火以及旋轉射流的研究，研制了高爐煤氣雙旋流燃燒器，實現(xiàn)了高爐煤氣的穩(wěn)定燃燒。

陳寶明等利用旋流加強空氣與低熱值燃氣的混合，結合蓄熱穩(wěn)燃技術，成功研制了低熱值燃氣燃燒器，可實現(xiàn)高爐煤氣、工業(yè)尾氣、炭黑尾氣等種類的燃氣在不配長明火的情況下穩(wěn)定燃燒。

2.5 鈍體穩(wěn)燃

鈍體穩(wěn)燃機理是利用煙氣在鈍體后形成的高溫低速回流區(qū)作為穩(wěn)定的點火源。脫硝技術根據(jù)水泥窯氮氧化物的形成機理，水泥窯降氮減排的技術措施有兩大類：一類是從源頭上治理。當空氣燃氣繞過鈍體時，鈍體后形成一個穩(wěn)定的回流區(qū)，在回流區(qū)內充滿回流的高溫煙氣，使回流區(qū)成為內部蓄熱體，在回流區(qū)外側與主流之間的區(qū)域，是新鮮燃氣空氣混合物和熱回流煙氣的湍流混合區(qū)，邊界上存在較大的徑向速度梯度，可燃混合物與高溫煙氣之間發(fā)生強烈的質量、動量及能量交換，可燃混合物就不斷被加熱而升溫，并達到著火溫度開始著火。