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作为今年本市20项民心工程的重要内容,本市启动燃气锅炉低氮改造,从氮氧化物产生源头进行控制。据了解,燃气锅炉所排放的氮氧化物,在一定条件下可成为PM2.5的原料。本市推动燃气锅炉低氮改造,主要目的就是从源头减少氮氧化物的排放,并减少因氮氧化物二次转化形成的PM2.5。近日在南开区水上温泉花园供热站,3台35蒸吨的燃气锅炉换上了低氮燃烧器,并加装了烟气回收再循环装置,使排放烟气中的氮氧化物浓度降低了八成。“新的燃烧设备把火焰打散,充满整个炉膛,能有效降低烟气含的氮氧化物。在锅炉出口,烟气通过风机回收再利用,降低排烟的氮氧化物。”工作人员介绍。●无须把燃烧器从锅炉上拆下，就可直接取下混合装置，从而可以方便的进行维修***。

本市从2013年“大气十条”颁布实施以来,先后完成了1.8万余台锅炉的煤改燃、使PM2.5、等污染物排放大幅减少。根据近日印发的《天津市2018年燃气锅炉低氮改造工作方案》,本市在摸底排查、建档立卡的基础上,至今年9月底,以中心城区和滨海新区核心区为***,完成燃气锅炉低氮改造61座222台6621蒸吨。通过改造,燃气锅炉氮氧化物排放水平优于80毫克/立方米,部分达到或优于30毫克/立方米,氮氧化物排放显著降低。烟气再循环低氮燃烧器曾经在北京财贸大学校区锅炉房内的法罗力热水锅炉改造中使用，降低了锅炉材料成本，在一定程度上避免酸腐蚀及电器部件短路损害风险。

“今年9月底前,将完成和平区、南开区、河西区、河东区、河北区、红桥区、东丽区、北辰区、西青区、津南区、滨海新区共11个区的222台燃气锅炉低氮改造任务。”市环保局大气处副处长王松说。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。同时,本市将严格考核问责,对各区自查中发现的排查不实、进展滞后等问题,各区***必须立行立改,确保排查到位、改造到位、督查到位

1降低氮氧化物排放的必要性

　　氮氧化物即NOx，它是由多种化合物组成的一类物质，主要包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。燃烧是NOx产生的主要方式之一，大部分燃烧方式中产生的NO约为90%左右，剩余的10%则以NO2为主。相关研究结果表明，火力发电是空气中NOx的主要来源，当空气中的NOx溶于水之后会生成，这种雨会对自然生态环境带来极大程度的危害，并且酸雨还会对建筑物、工业设备等造成严重腐蚀，进而引起巨大的经济损失。如果人们引用了含有酸性物质的地下水，会对身体健康造成影响。同时，当NOx浓度超标之后，会与***血液中的血色素相结合由此会导致血液缺氧，进而进气。近年来，我国在大力发展经济的同时，对自然生态环境造成了一定程度的***，因NOx排放量超标引起的各种环境问题越来越多。为了有效减轻NOx的危害，必须逐步降低NOx的排放量，这已成为我国当前亟待解决的问题之一。低氮燃烧器的分类为：1．阶段燃烧器：根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器，使燃料与空气分段混合燃烧。

　　2NOx的生成机理及燃气燃烧器的脱氮技术

　　2.1NOx的生成机理

　　相关研究结果表明，NOx主要有以下几种生成途径：

　　2.1.1燃料型NOx。具体是指燃料当中所含有的氮化合物在燃烧过程中发生热分解，进而氧化生成NOx。

　　2.1.2热力型NOx。具体是指空气当中的氮气在高温的条件下经过氧化后生成NOx。

　　2.1.3快速型NOx。当燃烧燃烧时，空气中的氮与燃料当中的碳氢离子团会发生化学反应，由此会快速生成NOx。

　　在上述三种生成途径当中，快速型所占的比例相对较少，仅为5%左右；这个很多市民都没有听说过的名词，其实正是北京华盛经纬科技发展有限公司引进的一项环保新技术，已初步试验成功，燃气锅炉氮氧化物排放浓度可以降低到30毫克/立方米以下。当温度在1600摄氏度以下时，热力型的生成率非常低，但当温度超过1600摄氏度后，热力型的NOx生成速度会急剧增加，并且两者之间成正比例关系，即温度越高，NOx的生成率越高。

　　2.2燃气燃烧器的脱氮技术

　　为了有效降低NOx的排放，经常会采用向燃烧室内注水火势蒸汽的方法，以此来降低燃烧温度，从而达到减少NOx的排放量。实践证明，虽然这种方法可以使NOx的排放量有所降低，但却会对燃烧的稳定性造成一定的影响，所以该方法现已很少使用；有些电厂采用SCR法来降低NOx的排放，SCR即选择性催化还原法，它是在催化剂的作用下，将N0和NO2还原成为N2，该过程中基本不会发生NH3的氧化反应，显著提高了N2的选择性，并且还大幅度减少了NH3的消耗。但采用该方法时，需要在燃气燃烧器的排气中，加装专门的SCR脱硝装置，由此使得成本增大；同时，当NOx浓度超标之后，会与***血液中的血色素相结合由此会导致血液缺氧，进而进气。干式低氮燃烧技术简称DLN，它的原理是先让燃烧与较多的空气相混合，这样做的主要目的是稀释燃料，然后再进行低温度的燃烧，借此来达到降低NOx的目的。由于DLN技术既不会对燃烧的稳定性造成影响，也不会导致生产成本大幅度增加，所以该方法的应用日益增多。

　　3干式燃烧法在燃气燃烧器降低氮氧化物排放中的应用

　　3.1低氮燃烧器燃烧系统

　　该系统是随着F级燃气燃烧器的出现而出现的，其现已成为F级系列燃气燃烧器的标配。在DLN-2系统的燃烧中，可以使用作为燃料，也可以使用清油作为燃料。当以作为燃料时，如果基本负荷小于50%，可采用扩散燃烧模式，若是负荷大于50%，则可采用预混模式。以清油作为燃料时，可以采用扩展模式，但必须注入一定剂量的水或是蒸汽。混合促进型燃烧器烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一，改善燃烧与空气的混合，能够使火焰面的厚度减薄，在燃烧负荷不变的情况下，烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短，因而使NOx的生成量降低。

　　3.1.1燃烧室。DLN-2的燃烧室为单级，燃烧的过程中仅有一个燃烧区域，每个燃烧室均配备的5个喷嘴。输入的有将近90%左右会被注入到预混器当中，空气则会在喷嘴周围的管道内与相混合；1降低氮氧化物排放的必要性氮氧化物即NOx，它是由多种化合物组成的一类物质，主要包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。经充分混合之后的气体会从喷嘴中喷向燃烧区域，并进行稀释低NOx燃烧。在预混器内设计了涡流消除装置和燃烧导流器，由此能够进一步提升燃烧的稳定性。剩余10%左右，会通过布设在燃烧筒周围的筒体注入到喷嘴旋流器前的空气流中，这部分燃料能够起到控制燃烧室内压力动态振动的作用。

　　3.1.2运行模式。DLN-2系统的燃烧模式有以下几种：①一次气。这种燃烧模式是指燃料仅通向四个喷嘴的扩散通道进行扩散燃烧，常用于燃气燃烧器点火后转速达到81%全转速前的阶段；②L-L。这种燃烧模式又被称之为贫-贫燃烧，具体是指燃料通向四个喷嘴的一次扩散通道和三次预混气通道。该模式常被用于从81%全转速到燃烧温度达到预设温度阶段。③先导预混。若是在燃烧过程中，IGV温度控制没有投入，或是预混模式被禁止时，便可在该模式下运行。在先导预混模式中，一、二、三次气流量的分配为固定不变。④预混。这种模式通常在压气机进口抽气加热投入为50%基本负荷的条件下使用。低氮燃烧器，通过调节燃烧空气和燃烧头，在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2，用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。

　　3.1.3燃料控制。DLN-2系统的燃料控制主要是按照燃烧温度及IGV运行控制方式对一、二、三、四次气的流量分配进行调节。

　　3.2DLN-2.6燃烧系统

　　该系统的燃烧室主要是由以下几个部分组成：火焰筒、过渡段、燃烧室外壳、端盖、导流衬套以及喷嘴等。空气与燃料的混合物经由预混区后，会从喷嘴流入到火焰筒当中，并被置于燃烧室上的点火器点燃。整个燃烧过程所生成的副产物会经由过渡段进入到透平一级喷嘴环。与DLN-2燃烧系统相比，2.6系统取消了二次和三次燃气的分配阀，采用了全预混的燃烧模式。2.6系统为显著的特点是在燃烧室的中心轴方向上加装了第六个喷嘴，它的燃料流量与燃空比可***调节，即使将该喷嘴关闭，燃料也不会产生额外的增加。其余的五个喷嘴分成了两组，一组为2个，一组为三个。此外，2.6系统的全预混模式可分为5种不同的模式，具体为PM1燃烧、PM2燃烧、PM1 PM2燃烧、PM1 PM2 PM3燃烧以及PM1 PM2 PM3 QUAT燃烧。当机组点火启动之后，直至达到满负荷运行过程中，各个模式之间可以互相切换。由于2.6系统采用了全预混模式，从而使得燃烧室的结构获得了简化，并且整个系统有单一的控制阀进行调节，喷嘴的控制方式也得以简化。换言之，2.6系统是DLN-2系统的改进升级版，虽然该系统在各方面的性能上都得到了优化，但具体应用中，还应当结合燃气燃烧器的机型进行选择。3、表面燃烧 FGR超低氮燃烧器表面燃烧 FGR超低氮燃烧器结合了表面燃烧的NOx控制优点和FGR降氧含量优点，可以实现在全火范围控制NOx到20毫克水平，同时控制氧含量在3%以内，化燃烧效率。这是因为所选的系统与机型匹配性越高，降低氮氧化物的效果就越好。

煤在燃烧过程中生成NOx的途径有三个：（1）热力型NOx，是空气中氮气在高温下氧化生成的NOx，一般在1300℃以上生成，占总量的10～20%；（2）燃料型NOx，是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解之后又氧化而形成的NOx，占总量的75～90%；（3）快速型NOx，是燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢原子团反应而形成的NOx，其所占比例很小。基于炉内脱氮的低NOx燃烧技术针对NOx的形成受温度、氧量的影响极大这一规律，通过改进燃烧方式避开使NOx大量生成的温度区间，从而实现NOx的减排。低NOx煤粉燃烧系统设计的主要任务是减少挥发分氮转化成NOx的量。燃料型NOx为煤中的有机氮氧化生成的，生成温度低于热力型，但与氧的浓度关系密切，煤粉与空气的混合过程也对其有显著影响。正因如此，降低燃料型NOx的主要方法是建立早期着火和使用控制氧量的燃料/空气分级燃烧技术，尽可能地使燃烧过程偏离生成NOx的化学当量比，降低NOx的排放量。锅炉设计中，影响NOx排放值的因素主要有三部分组成。首先是炉膛轮廓选型，包括炉膛容积热负荷、断面热负荷、燃烧器区域热负荷、上排燃烧器至屏下的距离、下排燃烧器距灰斗的距离等设计参数，合理的炉膛轮廓选型，是控制燃烧温度和为采取其它必要的低NOx燃烧技术提供所必须的时间和空间的条件，以保证在采取这些措施：一是不会过多地影响燃烧效率；（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。二是整个炉膛的燃烧***，包括一、二次风速和风率（对于切圆燃烧还有一、二次风正切(CFS－Ⅰ)和反切(CFS－Ⅱ)，假想切圆直径的大小），空气整体分级（CCOFA\SOFA），一次风的集中或分段布置等，其目的是实现空气分级并防止因空气分级而导致炉膛结渣和燃烧效率降低；三是燃烧器本身的结构，合理的结构有利于实现燃料分级、空气分级和提前着火。所有这些因素主要根据煤质来决定，在锅炉设计中已经全部完成。

无论是切向燃烧还是墙式燃烧的低NOx燃烧技术，都是首先从燃烧器本身的空气分级开始的，进而对全炉膛进行整体空气分级，以进一步降低NOx排放量，然后实行燃烧器本身的燃料分级。燃料分级送入可在燃烧器区的下游形成一个富集NH3、CmHn、HCN的低氧还原区，燃烧产物通过此区时，已经生成的NOx会部分地被还原为N2。此外，同时采取提前着火强化燃烧的措施：一是可以提前进入还原区，进一步降低NOx的浓度；二是使整个燃烧过程延长，在NOx降低的同时，燃烧效率不致下降太多。例如，对于广泛应用于电站锅炉的切向燃烧低NOx空气分级燃烧器，燃烧器本身空气分级的同轴燃烧系统CFS-I、CFS-II（concentric firing system-I，concentric firing system-Ⅱ）；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。整体炉膛空气分级直流燃烧器，如CCOFA（close coupled overfire air）紧凑燃尽风、SOFA（separated overfire air）分离燃尽风、VCCOFA（vaned close coupled overfire air）叶片式紧凑燃尽风，以及种类繁多的改进变异型式，即LNCFSⅠ～Ⅲ（low NOx concentric firing systemⅠ～Ⅲ）、TFS2000R（tangential firing system 2000R）燃烧系统都是属于燃烧***方面的措施。

燃烧器本身燃料分级的低NOx燃烧系统，如三菱重工公司的PM (polution minimun)或A-PM（advanced-PM）***的低污染燃烧器，加上整体空气分级AA风（addition air, 附加风）以后，就成了MACT（mitsubishi advanced combustion tech***ogy）三菱***的燃烧技术。近年来，为了进一步降低NOx，还发展了再燃技术，实际上也可视为是一种燃料整体分级低NOx燃烧技术。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。

在燃料的燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃烧反应的一部份：燃烧生成的氮氧化物主要是NO和NO2，统称为NOx。

大气中的NOx溶于水后会生成为雨，酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失，如:腐蚀建筑物和工业设备；氮氧化物排放浓度削减幅度大于等于50%，且浓度值低于30毫克/立方米的项目，按照改造***额的30%给予奖补资金。***露天的古迹；损坏植物叶面，导致森林；使湖泊中鱼虾；***土壤成分，使农作物减产甚至；饮用酸化物造成的地下水，对******。 同样的酸浓度下雨对树木和农作物的损害是***雨的1倍。NOx还对人的身体健康有直接损害，NOx浓度越大其毒性越强，因为它易于动物血液中的血色素结合，造成血液缺氧而引起。NOx经太阳紫外线照射与汽车尾气中的碳氢化合物同时存在时，能生成一种浅蓝色的***物质硝基化合物会形成光化学烟雾。城市光化学烟雾是指含有碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物的城市大气，由于阳光辐射则发生化学反应所产生的生成物与反应物的特殊混合雾。光化学烟雾对***有很大的刺激性和作用。它刺激人的眼、鼻、气管和肺等，产生眼红流泪、气喘咳嗽等症状，长期慢性危害使肺机能减退、支气管发炎，甚至发展成***。严重时可使人头晕胸痛，恶心呕吐，手足抽搐，血压下降，昏迷致死。光化学烟雾可导致成千上万人受害或，还可使植物褪掉绿色、改变颜色，造成叶伤、叶落、花落和果落，直到减产或绝收。此外，还可使家畜发病率高，使橡胶制品龟裂老化、腐蚀金属、损坏各种器物、材料和建筑物等。由于城市里氮氧化物和烃类排放量较大以及特有的气候条件，所以容易形成光化学烟雾。