北京国产低氮燃烧器调试厂家直供“本信息长期有效”

位于望京的蓝天供热厂，该厂锅炉房的10台燃气热水锅炉均安装了低氮燃烧器和烟气再循环装置，经过测试，改造后锅炉排放的氮氧化物从原来的不超过100毫克每立方米下降至不超过30毫克每立方米。

热力集团副总经理刘荣介绍，为落实企业环保责任，热力集团2014年就对望京蓝天锅炉房内的2台锅炉进行了烟气清洁节能改造，2016年继续对其他8台锅炉完成了低氮改造。改造后，该厂年减排氮氧化物36吨。

据介绍，2017年，北京热力集团将陆续对所辖208处锅炉房1144台锅炉开展低氮改造，达到新的锅炉排放标准。

记者了解到，本市2015年7月1日出台了新《锅炉大气污染物排放标准》，***加严了燃煤锅炉、燃气锅炉等固定燃烧源氮氧化物排放限值。根据《标准》要求，今年4月1日后，新建锅炉执行30毫克/立方米的排放限值标准；对于位于高污染燃料禁燃区内的在用锅炉，4月1日起，执行80毫克/立方米排放限值。5%增长到2013年的14%，每年替代燃煤900多万吨，减少煤渣近百万吨，减少排放量0。该标准总体上与欧洲锅炉排放标准相当，接近于目前全世界***严的美国南加州锅炉排放标准。

市、区两级***出台经济政策鼓励低氮改造工作在加严标准的同时，本市还给予经济鼓励政策，以促进锅炉低氮改造工作。目前，全市各相关区已基本出台辖区配套资金政策。

1 低热值燃气燃烧特性

低热值气体燃料并没有明确的概念，通常根据气体燃料自身发热量可将气体燃料分为高热值燃料（Q＞15.07MJ/m3）、中热值燃料（6.28MJ/m3＜Q＜15.07MJ/m3）及低热值燃料（Q＜6.28MJ/m3），工业中常见的低热值气体燃料主要有化工过程低热值尾气、高炉煤气、石油化工行业冶炼尾气、煤矿低浓度气等。依据降低NOx的燃烧技术的分类燃烧器是工业燃油锅炉、燃气锅炉上面的的重要设备，它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程，因此，要***NOx的生成量就必须从燃烧器入手。其中，高炉煤气、煤层气等热值介于3.0～6.28MJ/m3的低热值燃料的研究应用已逐步展开，但在工业生产中还存在一些工业废气，含有少量的可燃成分，热值非常低，甚至远低于3.0MJ/m3，这种超低热值燃气种类很多，比如某些煤层气、生物质气化气、垃圾掩埋坑气、炭黑尾气、一些工艺废气等。超低热值燃气比低热值燃气点火、稳燃更困难，能量密度低，长距离输送不经济，在当地没有合适的热用户时只能直接放散，既浪费能源又污染环境。

低热值燃气燃烧器特性主要包括以下几个方面：

（1）燃气中可燃成分少，热值低，着火温度高，火焰传播速度慢，难以点火及稳定燃烧；

（2）燃气压力低且波动范围大，压力过低、速度过慢时容易回火；

（3）低热值燃气多为化工生产线的尾气，需对多条生产线进行汇总综合利用，燃气的流量变化大；

（4）化工工艺过程的操作对尾气的成分及热值影响较大，尾气的燃烧工艺如配风系数需及时匹配调整，否则容易熄火。

2 低热值燃气的稳燃技术

根据燃烧理论，为保证低热值燃气的稳定燃烧，主要的稳燃措施包括优化着火条件、提高火焰温度以及优化燃烧场分布等。

（1）优化着火条件

低热值气体燃料的着火极限高，着火比较困难，燃烧温度也较低。为此，需要提高燃气热值，降低燃料着火下限。如掺烧高热值燃料，提高混合燃气的热值，降低着火温度；燃料和空气预热提高初始温度。

（2）提高火焰温度

燃烧温度的提髙可强化炉内辐射换热并改善炉内的燃烧状况。而实际火焰温度与装置类型、燃烧效率、燃料种类、空气/燃气预热温度等有关。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。如：强化燃料和空气的混合，降低不完全燃烧损失；合理设计炉膛结构，进行绝热燃烧，减少系统散热量；降低空气过剩系数或采用纯氧/富氧燃烧。

（3）优化燃烧场分布

燃烧场的分布包括燃气、空间以及烟气在燃烧空间的分布，燃烧场特别是温度场的优化分布来源于高温烟气对新鲜燃气、空气的加热，进而促进空气与烟气短时间内升温至着火温度。如旋流燃烧中心回流区强化燃烧，提高火焰温度；钝体稳定燃烧技术。

2.1 掺烧高热值气体燃料

掺烧高热值气体燃料分为两种类型：

（1）采用高热值辅助燃料，作为长明灯使用，形成稳定的高温热源，引燃主流燃气和空气混合物；

（1）全混型掺混燃烧，以均匀混合的高低热值燃气为燃料，可燃物含量增加，降低着火温度，提高燃烧温度，改善了燃烧条件。该方法在低热值燃气稳定燃烧中较为常用。低氮燃烧器改造后，炉内温度场的变化将会对炉膛出口烟温及汽温特性产生较大影响。需要注意的是，因高热值燃料成本较高，在保证低热值气体燃料稳定燃烧的前提下，髙热气体燃料的掺烧比例越小，则经济性越好。文午祺、陈福龙等基于回流区分级着火原理，针对钝体或旋转气流等形成的燃烧器喷口附近的高温低速回流区，喷入小股高热值燃料使其着火，然后点燃热值仅为1250kJ/kg左右的超低热值气体主流，从而使火焰稳定，燃烧强度提高。高低热值燃料供热比21：79，平均热值1584kJ/kg。

2.2 富氧燃烧/纯氧燃烧

燃烧反应是燃料中可燃物与氧气发生的氧化放热反应，富氧燃烧/纯氧燃烧就是指以氧含量大于21%甚至达到100%的氧化剂与低热值气体燃料进行混合燃烧。Levy等人（1993）发现，控制不同燃烧器倾斜角度以控制蒸汽温度和改变氧气流量，在不同燃烧器负荷下的磨机负载和空气配置设置也可以有助于减少NOx的形成。在理论需氧量不变的前提下，氧含量的提高减少燃烧烟气量，炉内火焰温度大幅度提高，不具备辐射能力的氮气所占比例减少，有利于提高烟气黑度，增强有利于炉膛内部辐射传热。但富氧燃烧因需要配备空气分离装置，故釆用富氧燃烧方法时，掺烧的空气中的氧浓度不宜太高，否则会影响系统经济性，这也需要在低热值气体燃料回收的经济性和稳定燃烧所需的低氧浓度之间找到一个平衡点，一般富氧浓度在26%～31%时。

2.3 高温空气预热燃烧

高温空气预热技术是充分利用加热炉的排烟余热将助燃空气加热到1000℃，甚至更高，使加热炉排烟温度降低到200℃，预热的高温空气可以增大燃烧速率、稳定低热值燃料燃烧。该技术不仅能提高燃烧速率，还能回收尾排烟气余热，提高热效率。朱彤、张健等对低热值煤气的高温空气燃烧过程进行了数值模拟，当燃气和助燃空气预热温度由600℃增加到1000℃，炉内高温度和平均温度分别上升267℃和268℃，有利于低热值燃气稳定燃烧。赵岩采用空-煤气双预热技术将空气预热到600℃以上，煤气预热到450℃以上，预热后的低热值煤气可直接用于加热炉燃烧，实现了低热值煤气的直接利用和废气余热回收。高温空气预热通常与蓄热燃烧相结合，空气通过换向阀进入高温蓄热体，热能释放给助燃空气，温度提高到接近炉膛温度，由于空气温度在燃气的着火点以上，可以实现稳定燃烧。在大多数燃烧装置中，前者是NO的主要来源，我们将此类NO称为“热反应NO”，后者称之为“燃料NO”，另外还有“瞬发NO”。

2.4 旋流燃烧

旋流燃烧是利用气流旋转强化低热值煤气燃烧和***火焰的燃烧技术，能够有效提高燃烧的强度和火焰的稳定性。旋转射流除了具有直流射流存在的轴向分速度和径向分速度外，还有一个切向分速度，而且其径向分速度在喷嘴出口附近比直流射流的径向分速度大得多，在强旋转气流作用下，旋转射流的内部建立了一个回流区，不但从射流外侧卷吸周围介质，而且还从内回流区中卷吸介质，在燃烧过程中，从内外回流区卷吸的高温烟气对着火的稳定性起着十分重要的作用。郭涛通过对高炉煤气燃烧火焰的传播速度、回火、脱火以及旋转射流的研究，研制了高炉煤气双旋流燃烧器，实现了高炉煤气的稳定燃烧。（北京）能源设备技术有限公司成立至今就一直奉行超越自己比超越对手更有意义的研发理念，在研发创新的过程中，不断超越自己。

陈宝明等利用旋流加强空气与低热值燃气的混合，结合蓄热稳燃技术，成功研制了低热值燃气燃烧器，可实现高炉煤气、工业尾气、炭黑尾气等种类的燃气在不配长明火的情况下稳定***燃烧。

2.5 钝体稳燃

钝体稳燃机理是利用烟气在钝体后形成的高温低速回流区作为稳定的点火源。当空气燃气绕过钝体时，钝体后形成一个稳定的回流区，在回流区内充满回流的高温烟气，使回流区成为内部蓄热体，在回流区外侧与主流之间的区域，是新鲜燃气空气混合物和热回流烟气的湍流混合区，边界上存在较大的径向速度梯度，可燃混合物与高温烟气之间发生强烈的质量、动量及能量交换，可燃混合物就不断被加热而升温，并达到着火温度开始着火。超***率：冷凝锅炉比普通锅炉效率高20%至30%,冷凝热水锅炉热利用率可达109%。

超混合技术是利用蒸汽的动能提高空气和燃料的混合能力，从而降低NOx峰值的温度。将稳焰盘的叶片设计成主体呈倾斜状 两侧面呈弧形的低阻力流线型，使通过的助燃空气量较多，形成的助燃空气旋流强度强r 并能形成中心低压空气回流区。将燃料枪的出口端面设计戒与稳焰盘相配的倾斜状，并在倾斜面上设置不同直径的出气孔，气体燃料以垂直于斜面方向、且以亚音速流速喷射，使气体燃料和助燃空气互相对冲渗透、混合，实现二者充分完全的超混合。中心在对层燃、室燃、循环流化床锅炉的炉内低氮燃烧技术进行了大量试验后，已在工程应用上加以验证，以链条炉为代表的层燃炉可将NOx排放降低至250~300mg/Nm3。

在中心低速区设置了稳燃通道，在稳燃通道内，设置一级燃气通道与一级空气通道的输出通道且燃气以一定角度的锥角喷射，使得稳胩SLL(气与燃烧用空气两者流向相交，实现两者的快速充分混匀： 一级空气通道的设计流速较慢。从而可以保证该区域燃烧的稳定牲。另外。由子第二级为高强度旋流风，在中心区域必然形成见压区，这样大的高温烟气就会睫澜不断流入镇区域，从而保证丁清火源。降低氮氧化物排放，控制氧含量是关键，那么怎样可的降低氧的浓度呢。

该技术主要是通过将燃料燃烧所需的空气及燃气分成两股或多股送入炉膛燃烧区域，控制燃料燃烧初期燃烧强度和N○x的生成晕。一般将理论空气量的80%左右送入初期燃烧区域，通过在该区域形成相对贫氧的环境，不仅可以合理优化燃烧初期热负荷，甚至还可以形成还原性气氛***NOx的大量生成，降低***终NOx的生成总晕。从各厂空气分级低氮燃烧器运行情况来看，采用设计煤种，随着分离燃尽风（SOFA）风量的增加，主燃区过量空气系数降低，过热器温升、再热器温升均有较大增加。并在燃烧的后期补充剩下20%的空气进入烟｀

中 完成可燃物的燃尽过程。因在该区燃烧强度已经大大降低，即使涌入适量的氧气也不会产生

大的NOx。

燃烧器可以在不停机的前提下进行相关调节，可以调整火焰形状、燃烧温度场、并可以进行检修等。超低NOx燃烧器每个气体喷枪均可以在线单独地调节。通过***的孔阀可以调节的燃气的流动速率，同时还可进行喷射角度的旋转以及轴向平移。这些可以允许不用停炉就可以在线对燃烧性能进行快速的优化。结果是在特定的炉膛结构内有效的分级燃料燃烧使NOx和C○的生成减到***少，无论是单台还是多台燃烧器应用。此外，火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的***作用。