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随着当前锅炉排放越来越严，越来越多的地方开始对锅炉进行低氮改造，如京津冀、郑州、西安等。作为一种清洁能源，能减少近100%和粉尘排放量，60%的二氧化碳排放量和50%的氮氧化合物排放量，并有助于减少酸雨形成，缓解地球温室效应，从根本上提高环境质量。公司锅炉供能燃料，由于锅炉安装较早，锅炉当前氮氧化物排放量为90mg/m3，燃烧器燃烧后的废气排放无法满足***制定的污染物排放新标准——《锅炉大气污染物排放标准DB11/139-2015》的限值要求(2017.3.31日之前在用锅炉排放标准为80mg/m3)。为达到此排放要求，公司对燃气锅炉燃烧器进行改造。通过燃烧调整、二次风配比、SOFA风配比，部分厂汽温参数基本达到了设计值，飞灰可燃物有明显降低。

锅炉的热效率是衡量锅炉的一个指标，影响锅炉的效率的主要因素有：排烟温度热损失、散热损失、燃料不完全燃烧及锅炉结垢等。由于燃烧器进行改造后散热损失及锅炉结垢与改造前的相比较未发生改变，因此对锅炉的热效率并无影响，燃烧器改造前与燃烧器改造后改变的因素主要有两个，即排烟温度热损失与燃料的不完全燃烧程度，因此本文主要研究这两种因素对锅炉效率的影响。NO的控制方法可分为燃烧之前的处理、燃烧过程中的处理和燃烧后的处理。

排烟温度热损失是燃气锅炉热损失中主要的一项，它主要取决于排烟温度与过量空气系数λ。4．在炉膛中设立再燃区，利用在主燃区中燃烧生成的烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm等，将NO的还原成N2。(过量空气系数是燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧1kg燃料所需的空气质量之比，是我国及俄罗斯等国通用的研究可燃混合气成分指标，常用符号λ表示)，λ与排烟热损失q1关系：根据经验公式：q1=(0.5 3.5λ)(T排烟-T环境温度)

在运行中，要尽可能地在保证完全燃烧的条件下降低q1来提高锅炉的燃烧效率，锅炉排烟温度偏高就会导致锅炉的热效率降低。排烟热损失随排烟温度的升高和空气系数的增大而增大。燃气锅炉排烟中含有蒸汽，过热蒸汽是烟气中热量的主要携带者。因此，燃气锅炉排出的烟气中除显热外，还有大量潜热，这一部分热损失的大部分(约70%)可以通过接触式换热设备进行回收。配制简单，价格低廉，储存、运输方便安全，用普通塑料桶或铁桶都可以灌装。低氮锅炉改造根据炉膛尺寸是否达标可分为以下两种方式：

1、更换低氮燃烧器(全预混、烟气外循环、烟气内循环)

2、更换锅炉(冷凝锅炉、三回程燃气锅炉 低氮燃烧头)由于冷凝炉更环保、更低氮，在低氮改造中，选择更换冷凝锅炉已然成为一种必然趋势：1).超***率：冷凝锅炉比普通锅炉效率高20%至30%,冷凝锅炉热效率可达108.9%。

2).冷凝锅炉排烟温度低：排烟温度低至35℃。

3).供水温度可调范围大：冷凝锅炉自备***的、质量好的水温控制系统及独特的结构和燃烧方式。

4).更加环保：冷凝锅炉氮氧化物(NOx)排放量只有30ppm，低于欧洲标准5级的56ppm。排放量大大低于一般锅炉排放标准。由于燃烧效率高，生成的二氧化碳远低于普通燃气锅炉。运行噪声小于40分贝。

北京市节能监测中心研制推出的第二代超低氮燃烧设备亮相中国暖通展。该设备是装在燃气锅炉上的一种燃烧器，可以使燃气锅炉的氮氧化物排放低于30mg，这也是北京市环保局要求2017年4月后所有燃气锅炉必须达到的排放标准。

据北京节能技术监测中心经理蒋历民介绍，现在北京市运行的2万多台燃气锅炉，氮氧化物排放基本都在100mg/m3以上，污染物排放减排存在巨大空间。“我们研发的超低氮燃烧器已经在20多台燃气锅炉上得到试用，可以使氮氧化物排放持续稳定在30mg/m3以下，这也是北京市DB11-139-2015地方***，对锅炉尾气排放提出的***严要求。二、低氮燃烧器分类1、按燃料分为重油燃烧器，燃气燃烧器以及双燃料燃烧器(轻油/燃气或重油/燃气)。”

蒋历民坦言，“与传统扩散式燃烧技术相比，这种采用全预混表面燃烧技术的超低氮燃烧器安全性更高。扩散燃烧是将燃气与空气直扩散在整个炉膛燃烧，一旦爆燃，其影响相当大。而我们这个燃烧技术由于金属纤维网容积远远小于整个炉膛，因此也相对安全的多。另外，丝网空隙设计上，烧头前端***薄弱区域设计有专门泄压开孔;其朝向锅炉防爆门方向;即使万一出现爆燃，也不致于损坏锅炉。”。6．低NOx预燃室燃烧器：燃料和一次风快速混合，由于缺氧，只是部分燃料进行燃烧，燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分，因此减少了NOx的生成。

据了解，燃气锅炉烟气排放产生的氮氧化物是雾霾的重要成因之一，为控制雾霾的形成，2015年7月北京市环保局颁布新的《锅炉大气污染物排放标准》规定，氮氧化物排放限值从平均120mg/m3降至到30mg/m3，新标准将于2017年4月1日开始实施。目前全市有20蒸吨以下的中小型燃气锅炉9500台左右，***晚要在2017年年底前完成低氮排放改造。“现在锅炉运营单位都在等环保部门的补贴政策和标准，不过目前我们的产品年产量约在2000台左右。低氮燃烧器对锅炉运行的影响从很多电厂低氮燃烧器改造情况来看，普遍存在汽温（尤其是再热汽温）偏低，飞灰可燃物偏大的情况。

为了满足加工行业的需求，高负荷燃烧器被开发出来，以满足在负荷摆动期间仍然在线的燃烧器，并且可以快速改变燃烧率以满足新的负荷要求。通常情况下，在低负荷时，燃烧器会自行关闭，容器中的蒸汽量将处理小的蒸汽需求量。当主蒸汽负载回来时，低氮燃烧器会启动并调节到一个较高的速率来处理新的负载。问题是需要花费大约2分钟的时间才能完成安全启动程序，然后达到高速蒸汽，到那时蒸汽压力可能下降到这个过程不能正常工作的程度。HTD燃烧器在这些低负载下不能循环，但仍然在运行，随着负载的增加，它会立即调整到更高的速率以匹配负载并保持蒸汽压力。燃烧热通过辐射和对流换热的方式快速散发，从而有效控制燃烧室的温度分布，避免了燃烧室内的局部高温，使出口处NOX排放大幅度下降，达到同时降低NOX、CO的排放水平。这确保蒸汽压力保持恒定并支持工艺要求。

对于过程工业而言，这是首要的考虑因素，因为保护过程的成本远远超过蒸汽产生的成本。对于其他应用程序，还有一些好处可以使这个刻录机非常有吸引力。***常见的项目是简单的成本回报，通过减少开关循环。每次燃烧器启动时，必须清除炉子（作为安全措施，清除可能从泄漏的气体阀门进入的任何燃料气体）约90秒，其中迫使大量空气通过容器清理可能在炉内的燃料气体。当这种冷空气通过容器时，它被锅炉加热到与蒸汽或热水的温度大致相同的温度，然后这个吹扫空气被排出堆放到环境中。加热这种吹扫空气的能量消失了，当低氮燃烧器重新启动时，它将需要弥补这个损失的能量加上负载所需的能量。这种开关循环可以每小时发生20次，并且可能成为应用程序的主要能量损失来源。使用高对比燃烧器可以大大减少或消除开关循环和相关的能量损失。各种设计工艺技术路线和装备设施是否科学合理、运行可靠的脱硝效率、运行成本、水泥能耗、二次污染物排放有多少等都将经受实践的检验。燃烧器厂家应该很明白这一点！

除频繁开关循环造成的能量损失外，频繁的开关循环也会造成元件磨损，从而增加了维护成本，降低了设备的可靠性。每次由于开关量大而导致组件失效时，燃烧器将不允许运行，并且必须在设备启动之前进行修理。如果该过程依赖于锅炉低氮燃烧器组件，则可以关闭设施。如果机组保持开启状态，则安全控制阀，燃烧风扇电机和其他部件不会快速循环。在所有这些项目中，来自开关循环的磨损将快速缩短部件寿命，而正常操作不会缩短部件寿命。若使用的煤种是劣质的或者含的水分较多会稍许减少NO的排放量，但是比较难控制。

频繁的开关循环也可能导致炉子高温区域组件的更快。正常的火焰温度在2500°F左右，靠近火焰的成分也会处于相对较高的温度。这些部件（通常是钢，不锈钢和耐火材料）可以无限期地忍受这些高温，没有问题，但是频繁的加热和冷却会由于热冲击或应力而导致过早失效。当材料在短时间内经历非常大的温度变化时，会发生热冲击或应力。每当燃烧器循环开启和关闭时，都会发生这种情况，在一瞬间暴露在2500℉的火焰温度下，瞬间被吹扫循环中的冷空气击中。在启动时，在材料通过延长的预吹扫过程冷却的情况下发生相反的情况，然后立即用2500度的火焰击中。例如，不锈钢扩散器不能以均匀的方式加热，因此外表面首先变热，并在受热时膨胀。内部材料仍然是冷的，并没有扩大，所以这两个膨胀率的差异导致材料内部的高应力水平，导致疲劳开裂并***终导致材料失效。较小的单位可以处理更频繁的开关循环，只是因为他们的小尺寸提供有限的扩张和收缩。但是到底哪种方法才是***节省成本还能排放达标的一直也没有一种统一的结论。大型单位不应该频繁的开关机。除了热应力外，较大的电机不能容忍频繁的开关循环。