国产燃气燃烧器配件服务为先 隆鑫热能设备公司

工业锅炉上已有广泛应用，由于层燃、室燃、循环流化床锅炉的燃烧方式不同、炉膛结构不同，其原始NOx排放也有较大差异，一般来说，在未特意采用炉内低氮燃烧技术时，循环流化床NOx原始排放，一般在300mg/m3以下，也有部分项目排放在400mg/m3左右；以链条炉为代表的层燃炉NOx原始排放一般在300~600mg/Nm3，煤粉工业锅炉为室燃锅炉，NOx原始排放大致在400~600mg/Nm3。

层燃、室燃、循环流化床锅炉可根据燃烧方式的不同采用不同的低氮燃烧技术。针对层燃锅炉配风较常采用空气分级以及烟气再循环来实现低氮燃烧；在烟气再循环对层燃锅炉典型区段燃烧的影响下，结合空气分级技术通过半焦催化还原NO；炉内超级还原脱硝技术是近年来新兴的炉内脱硝技术手段，通过在燃烧火焰区域的合理位置喷氨，实现在高温火焰中直接脱硝。使用全预混技术后，每立方烟气里的氮氧化物可降低到18mg/m3，远远小于***新排放标准。循环流化床锅炉低氮燃烧改造主要对二次风口、给煤口的位置及分布进行优化调整，或是增加烟气再循环系统等；在运行方面，主要通过控制炉膛内燃烧氧量，提高二次风份额，降低给煤粒度，减少料层厚度等来降低氮氧化物的生成。煤粉工业锅炉可结合室燃锅炉的特点，采用浓淡燃烧、空气分级、烟气再循环等多种手段实现低氮燃烧；通过在着火初期的构建还原性气氛，***燃料型NOx的大量生成；通过控制主燃烧区温度分布，避免局部热力型NOx生成量过高。

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；循环流化床工业锅炉可将NOx排放降低至200mg/Nm3以下，如采用流态化超低氮燃烧技术，可将初始排放降至100mg/m?3;左右；针对29MW及以上容量的室燃炉，可将NOx原始排放降至在300mg/Nm3以下。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。

从临潼区铁腕治霾办了解到，截至目前，临潼区共完成155台燃气锅炉低氮燃烧改造，完成率达145%，其中供暖锅炉98台，生产经营类57台，不仅减少了污染排放，而且大大提升了供暖效果。在欧洲,瑞士瑞特力（Rutli）燃烧器烟气外循环技术比较成熟,其P系列机型带烟气外循环的燃气燃烧器氮氧化物排放可以达到60mg/m3。正文：临潼区石油生活城小区共有5200多名业主，小区以前使用的是自备锅炉供暖，由于设备老旧，废气无法达标排放，供热效果也不好。今年年初，小区***1300万元，对锅炉进行了低氮改造，将锅炉更换为20台低氮锅炉。

小区物业的工作人员说，以前的锅炉能源浪费大，热源也无法充分利用，现在的低氮锅炉仅从管道烟囱的PVC材质就能看出，热源被充分利用了，更重要的是，氮氧化物排放从以前的150毫克/立方米，降至30毫克/立方米，实现了达标排放。

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。燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。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。如何去除燃烧烟气中氮氧化物，防止环境污染，现已作为世界范围的问题，被尖锐地提了出来。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。这种放法确实能起到一定的效果，但是对于究竟什么才是合适的尤其混合比例，以及到底如何控制油气混合比例才比较稳定。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。但锅炉燃用煤种发生变化后，就会打破一开始锅炉的经济指标和环保指标的平衡关系。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。首先对原有低氮燃烧器进行针对性改造，将燃烧器改造成更适合与SNCR系统耦合，控制燃料燃烧过程中NOx的生成量，其次建立SNCR烟气脱硝系统，进一步降低烟气中NOx浓度。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。

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。做为燃气锅炉领跑者的知名企业--，在低氮燃气锅炉改造大潮中，敢为人先执着创新,凭借2大***低氮技术，占领市场鼎力推进大气污染治理。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。

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。其中，燃料型NO约占80-90%，是各种低NO技术控制的主要对象。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。