根據(jù)山西太原印發(fā)關于推進生物質(zhì)鍋爐超低排放改造和燃氣鍋爐低氮改造的通知，該市燃氣鍋爐低氮改造補貼辦法內(nèi)容如下：

1、單臺鍋爐容量20蒸噸及以下燃氣鍋爐。

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 3.5(萬元)

(2)單臺燃氣鍋爐容量大于4蒸噸：低氮鍋爐獎補資金=1.5×鍋爐容量 6(萬元)

方式二：通過整體更換鍋爐，氮氧化物排放濃度低于30毫克/立方米的項目

(1)單臺鍋爐容量小于等于4蒸噸：低氮鍋爐獎補資金=2.6×鍋爐容量 7(萬元)

(2)單臺鍋爐容量大于4蒸噸：獎補資金=2.5×鍋爐容量 8(萬元)

2.單臺鍋爐容量20蒸噸以上燃氣鍋爐。

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；

3、2017年12月31日以后新建燃氣鍋爐，應達到太原市關于燃氣鍋爐低氮燃燒排放標準要求，但不享受低氮燃燒獎補政策

蒸汽以提高采收率的直流式蒸汽發(fā)生器（OTSG）在氮氧化物（NOx）和（CO）日益嚴格的燃燒排放要求下運行。幾十年來，這些要求從百萬分之一（ppm）逐步下降到40ppm到30ppm。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。快進到2017年，氮氧化物需求量達到9ppm，在一些地區(qū)達到5ppm。通過適當?shù)娜紵芾?，CO被降低到接近于零的水平。然而，氮氧化物仍然難以一步步減少，需要在低氮燃燒器科學和工程方面進行重大創(chuàng)新。

在傳統(tǒng)工業(yè)燃燒器中，燃料和空氣在單個區(qū)域中反應，以短暫的火焰突然釋放熱量。這種類型的燃燒產(chǎn)生強烈的火焰，幾乎沒有CO。然而，強烈的燃燒產(chǎn)生高的火焰溫度，使燃燒空氣中的氮氣和氧氣融合，產(chǎn)生NOx，一種標準污染物和地面臭氧前體。從100ppm降低到40ppm需要開發(fā)被稱為低NOx燃燒器的特殊燃燒器。水冷壁的沾污結渣情況會有很大改善，爐內(nèi)水冷壁吸熱增強，爐膛出口煙溫下降，鍋爐的過熱汽溫、再熱汽溫下降。他們通過將空氣分成兩個不同的區(qū)域來降低NOx。在一個區(qū)域加入足夠的空氣形成一個穩(wěn)定的火焰核心，但沒有足夠的空氣來燃燒所有的燃料。然后加入第二部分空氣，以稱為空氣分級的策略完成燃盡。稱為燃料分級的補充策略將燃料劃分為不同的階段。

火焰可能沖擊工藝或鍋爐管道，由于延長火焰長度而加速故障。為了達到更低的排放水平并提供額外的動力來使火焰變硬，將煙氣再循環(huán)并添加到燃燒空氣流中。在運行方面，主要通過控制爐膛內(nèi)燃燒氧量，提高二次風份額，降低給煤粒度，減少料層厚度等來降低氮氧化物的生成。煙氣中的二氧化碳（CO2）和水（H2O）是活性紅外吸收劑，并與煙氣再循環(huán)（FGR）提供的附加質(zhì)量一起幫助冷卻火焰。但是，隨著氮氧化物排放限制下降，火焰穩(wěn)定性成為問題，燃燒器變得越來越復雜，被稱為超低NOx燃燒器。

氮氧化物是形成PM2.5、O3的重要前驅(qū)體，而PM2.5、O3是大氣環(huán)境空氣質(zhì)量的重要組成部分。根據(jù)高新區(qū)空氣污染物現(xiàn)狀情況，降低氮氧化物排放總量是改善高新區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量的有效手段。有很多的企業(yè)因為生產(chǎn)的需要會產(chǎn)生很多的廢油，這些廢油不僅處理起來非常不方便，而且處理不好還會嚴重的污染環(huán)境。經(jīng)調(diào)研，目前燃氣鍋爐行業(yè)氮氧化物減排潛力較大，且國內(nèi)北京、天津等地已開展燃氣鍋爐低氮燃燒改造工作，技術成熟、經(jīng)驗先進，高新區(qū)燃氣鍋爐低氮改造勢在必行。

據(jù)悉，高新區(qū)對轄區(qū)涉氮氧化物排放行業(yè)進行梳理，開展多輪次燃氣鍋爐使用情況摸底排查工作，并通過學習北京、天津等地的先進成熟經(jīng)驗，結合高新區(qū)實際，制定了《淄博高新區(qū)2018年度燃氣鍋爐低氮燃燒改造工作方案》，明確好工作目標、改造范圍、時間安排、資金補助政策等工作，確保低氮改造工作率推進，走在前列。7月初，高新區(qū)環(huán)保局組織全區(qū)化工、食品、學校、衛(wèi)生機構等行業(yè)的涉燃氣鍋爐低氮燃燒改造企業(yè)，召開2018年度燃氣鍋爐低氮燃燒改造工作會議，對燃氣鍋爐低氮燃燒改造工作進行了動員部署，落實排污單位主體責任，轉(zhuǎn)變觀念，強化意識。6．低NOx預燃室燃燒器：燃料和一次風快速混合，由于缺氧，只是部分燃料進行燃燒，燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區(qū)內(nèi)析出揮發(fā)分，因此減少了NOx的生成。此外，申請財政資金支持，號召各企業(yè)，結合企業(yè)實際情況，多種措施尋找、考察國內(nèi)外先進燃氣鍋爐低氮燃燒改造廠家，有序開展燃氣鍋爐低氮燃燒改造的前期工作。待改造完成后，轄區(qū)燃氣鍋爐使用單位將在達標排放的基礎上，進一步降低氮氧化物排放濃度，達到30毫克/立方米的國內(nèi)最低標準。

截至8月底，高新區(qū)已有超半數(shù)企業(yè)簽訂燃氣鍋爐低氮燃燒改造合同，其余企業(yè)處于招標、合同簽訂等階段，預計可在規(guī)定時間內(nèi)完成燃氣鍋爐低氮燃燒改造工作。

3.1 低過量空氣燃燒

低過量空氣燃燒是燃燒過程盡可能在接近理論空氣量的條件下進行，隨著煙氣中過量氧的減少，可以抑制煙氣中氮氧化物前驅(qū)體與O2的反應，這是一種的降低NOx排放的方法，可降低NOx排放15%～20%。但鍋爐燃用煤種發(fā)生變化后，就會打破一開始鍋爐的經(jīng)濟指標和環(huán)保指標的平衡關系。但同時，如果爐內(nèi)氧含量過低，如低于3%，則有可能導致燃氣的不完全燃燒，出口煙氣中CO含量或其他可燃物含量增加，降低燃燒效率。

3.2 空氣分級燃燒

空氣分級燃燒技術是將助燃空氣分級送入燃燒裝置的技術，通常在一級燃燒區(qū)，將助燃空氣量減少到總?cè)紵諝饬康?0%～75%（相當于理論空氣量的80%），使燃料先在缺氧的富燃料燃燒條件下燃燒，過量空氣系數(shù)α＜1，在降低了燃燒區(qū)內(nèi)的燃燒速度和溫度水平的同時，在燃燒區(qū)域形成還原氣氛，抑制了NOx在一級燃燒區(qū)的生成量。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。為了完成燃氣燃燒過程，將完全燃燒所需的其余空氣送入第二級燃燒區(qū)，與一級“貧氧燃燒”產(chǎn)生的煙氣混合，此階段空氣系數(shù)α＞1，保證了燃氣的燃燼度，同時，由于一階段產(chǎn)生的煙氣對空氣的稀釋，局部氧含量降低，有利于降低反應（1）（2）的反應速率。由于整個燃燒過程所需空氣是分兩級或多級送入燃燒區(qū)域，故稱為空氣分級燃燒法。才雷等將空氣分級燃燒技術作為降低鍋爐NOx排放的主要燃燒控制手段，通過對一次風二次風的給入控制，將煙氣出口NOx含量由1164.92mg/m3降低至704.7mg/m3。

3.3 燃料分級技術

燃料分級燃燒技術又稱為三級燃燒技術或再燃燒技術，空氣和燃料都分級送入爐膛，形成初始燃燒區(qū)、再燃區(qū)和燃盡區(qū)。燃燒中脫氮主要有：一是抑制燃燒中NO的形成，二是還原已形成的NO。其原理是利用燃燒中已生成的NO遇到烴根CHi和未完全燃燒產(chǎn)物CO、H2、C和CnHm時，會發(fā)生NOx的還原反應，進而降低NOx的排放。將80%～85%的燃料送入一級燃燒區(qū)，在α＞1條件下，燃燒并生成NOx；其余15%～20%的燃料送入二級燃燒區(qū)，在α＜1的條件下形成很強的還原性氣氛，使得在一級燃燒區(qū)中生成的NOx在二級燃燒區(qū)內(nèi)被還原成氮氣，二級燃燒區(qū)又稱再燃區(qū)，在再燃區(qū)中不僅使得已生成的NOx得到還原，還抑制了新的NOx的生成；由于可能存在未燃燼的燃料，需在第三級燃燒區(qū)送入空氣，保證再燃區(qū)中生成的未完全燃燒產(chǎn)物的燃盡。美國John Zink公司利用燃料分級燃燒原理開發(fā)了適用于管式加熱爐的遠距離分級式爐子工業(yè)燃燒器結構及方法的專利技術，與未采用該技術的加熱爐相比，可減少28%左右的NOx排放。

3.4 煙氣再循環(huán)

煙氣再循環(huán)時將一部分低溫煙氣直接送入燃燒區(qū)域，或與一次風或二次風混合后送入燃燒區(qū)域，不僅降低燃燒溫度，同時也降低了氧氣濃度，進而降低了NOx的排放濃度。近年來，煤燃燒造成的大氣污染問題備受人們關注,尤其我國北方供暖期的嚴重霧霾更是影響到了人們的日常生活。美國卡博特公司在炭黑尾氣余熱鍋爐系統(tǒng)中采用了煙氣再循環(huán)技術對尾排煙氣進行了有效控制，當循環(huán)煙氣量由占總給入氣體量的0%、6%增大到39%時，煙氣NOx含量由522mg/m3降低為376mg/m3及246mg/m3。顯然，再循環(huán)煙氣進入燃燒區(qū)域后需要吸收熱量，重新升溫至燃燒溫度，過量的再循環(huán)煙氣將導致較低的燃燒溫度，必然引起不燃燒或燃燒不完全的現(xiàn)象，進一步將導致燃料無法穩(wěn)定燃燒，通常煙氣再循環(huán)率控制在30%以內(nèi)，以確保燃氣的穩(wěn)定燃燒。

3.5 低NOx燃燒器

燃燒器的性能對低熱值燃氣燃燒設備的可靠性和經(jīng)濟性起著主要作用。分割火焰型燃燒器其原理是把一個火焰分成數(shù)個小火焰，由于小火焰散熱面積大，火焰溫度較低，使“熱反應NO”有所下降。從NOx的生成機理出發(fā)，通過特殊設計的燃燒器結構以及通過改變工業(yè)燃燒器的風煤比例，可以將前述的空氣分級、燃料分級和煙氣再循環(huán)降低NOx濃度的低氮燃燒技術用于燃燒器，以盡可能地降低著火氧的濃度、適當降低著火區(qū)的溫度達到限度地抑制NOx生成的目的，這是目前低NOx燃燒器的主要設計理念。李陽扶等通過特殊的燃氣燃燒器結構設計，將燃料與空氣分級分段給入、燃料與助燃空氣以亞化學當量比率給入、抽取鍋爐尾部煙氣經(jīng)混合裝置與空氣混合后進入燒嘴，將強化燃氣與助燃空氣的混合、分級分段燃燒、煙氣循環(huán)等技術進行集成，大大降低了NOx的生成。低NOx燃燒器中還有一種比較常用的燃燒技術為低NOx旋流燃燒技術，如2.4節(jié)所述。旋流燃燒技術強化反應物混合與穩(wěn)定燃燒方面研究者們已形成了共識，旋流燃燒能夠形成燃燒產(chǎn)物的中心回流區(qū)，回流區(qū)內(nèi)高溫低速的燃燒產(chǎn)物和中間體對未反應的空氣和燃料進行預熱、稀釋，能夠有效地強化低熱值合成氣燃燒，在高速射流下形成穩(wěn)定的火焰。與此同時，煙氣循環(huán)使得爐內(nèi)溫度分布更加均勻，稀釋燃燒反應物，降低燃燒溫度、縮小高溫區(qū)，降低氧含量，有可能抑制NOx的形成，但不同研究者對旋流燃燒降低氮氧化物排放的研究結果卻存在較大差異。Coghe等分別采用了不同的燃燒器或旋流方式研究旋流數(shù)對NOx生產(chǎn)量的影響，結果表明隨著旋流數(shù)的提高，NOx排放量可降低25%～30%。而Zhou等的研究結果表明，隨著旋流數(shù)的提高，NOx排放量先高后減小，且仍高于無旋流時的排放量。