一、NOx氮氧化物的生成機(jī)制

       對(duì)于鍋爐來(lái)說(shuō)，Nox的產(chǎn)生主要來(lái)自空氣中的氮?dú)夂瓦^(guò)量氧氣產(chǎn)生的熱力型Nox，熱力型NOx的產(chǎn)生和燃燒的溫度呈指數(shù)型關(guān)系，通常在燃燒溫度高于1000攝氏度的時(shí)候開(kāi)始產(chǎn)生，而在1400度以上NOx的生成速度會(huì)急劇增加。下圖反映的是燃煤型鍋爐的NOx排放和溫度的關(guān)系，其中熱力型Nox的溫度關(guān)系同樣適合于鍋爐燃燒器。方式一：通過(guò)更換低氮燃燒器，加裝煙氣回流裝置的方式進(jìn)行改造，氮氧化物排放濃度低于30毫克/立方米的項(xiàng)目(1)單臺(tái)燃?xì)忮仩t容量小于等于4蒸噸：低氮鍋爐補(bǔ)助資金=2×鍋爐容量 3。

燃煤型鍋爐的NOx排放和溫度的關(guān)系基于以上NOx的生長(zhǎng)機(jī)制，低氮燃燒器的控制NOx的技術(shù)也主要著眼于兩個(gè)方向：

       1、降低火焰溫度；

       2、降低氧含量。

二、低氮燃燒器和超低氮燃燒器類型

       傳統(tǒng)的鍋爐燃燒器通常的NOx排放在120~150毫克左右。低氮燃燒器通常是指NOx排放在30~80毫克的燃燒器。NOx排放在30毫克以下的通常稱為超低氮燃燒器。

       傳統(tǒng)的燃燒器的高NOx排放主要源于下述幾個(gè)原因：

       1、為了保證燃燒充分，采用了較大的過(guò)量空氣；

       2、燃燒溫度通常在1800度左右。

三、低氮燃燒器三、低氮燃燒器通?；谙铝屑夹g(shù)

       1.電子比例調(diào)節(jié)和氧含量控制技術(shù)；來(lái)控制氧含量；

       2.FGR煙氣再循環(huán)技術(shù)，來(lái)降低火焰溫度和氧含量；

       3.全預(yù)混的表面燃燒技術(shù)來(lái)降低火焰溫度和實(shí)現(xiàn)充分燃燒；

      上述技術(shù)中，通常是低氮燃燒器的必須配置。基于上述技術(shù)，市場(chǎng)的低氮燃燒器主要分為以下類型：

四、各低氮燃燒器優(yōu)缺點(diǎn)介紹

       1、FGR低氮燃燒器

        FGR低氮燃燒器通常能夠?qū)Ox在全火范圍內(nèi)控制到65毫克，極限大約在40毫克左右，進(jìn)一步降低NOx排放可能導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定，或者犧牲可調(diào)比等弊端。

        2、表面燃燒超低氮燃燒器

        表面燃燒超低氮燃燒器通常能夠?qū)Ox在全火范圍內(nèi)控制到30毫克以內(nèi)，其優(yōu)點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)單，不需要FGR煙氣再循環(huán)管道；其主要缺點(diǎn)是需要過(guò)濾空氣，加大了維護(hù)工作量；同時(shí)氧含量在7%左右，降低了部分燃燒效率。

        3、表面燃燒 FGR超低氮燃燒器

        表面燃燒 FGR超低氮燃燒器結(jié)合了表面燃燒的NOx控制優(yōu)點(diǎn)和FGR降氧含量?jī)?yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)在全火范圍控制NOx到20毫克水平，同時(shí)控制氧含量在3%以內(nèi)，化燃燒效率。其主要短處是設(shè)備成本提高。

一、試機(jī)前的準(zhǔn)備工作：

1．檢查燃?xì)夤苈吠庥^是否良好無(wú)損傷及干凈通暢，按所需使用管線檢查相關(guān)閥門(mén)是否已開(kāi)啟或處于正確狀態(tài)下；管路及接頭法蘭等有無(wú)松動(dòng)、泄露現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)聞嗅無(wú)添加臭味；油爐及空分站周圍無(wú)動(dòng)火作業(yè)及明火，如有必須予以隔離或清除。 2．查看燃?xì)鈮毫μ幱谡＃細(xì)夤裾{(diào)壓后壓力0.03～0.05MP。4鍋爐對(duì)煤的種類適應(yīng)性變差低氮燃燒器改造后，大力優(yōu)化調(diào)整燃燒，在很大程度上可以很好地匹配NO的排放水平和鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。 3．從燃?xì)膺M(jìn)氣閥前排空閥放氣排空1～2分鐘，確保管路中無(wú)混合空氣，長(zhǎng)時(shí)間未使用應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)排空時(shí)間。 4. 檢查燃?xì)夤芫€靜電片安裝到位無(wú)缺損松脫，靜電接地極接地可靠。 5. 導(dǎo)熱油泵處于啟動(dòng)狀態(tài)，且壓力、流量正常。

二、燃燒器燃燒機(jī)相關(guān)部分的檢查：

1．燃燒機(jī)的外觀是否良好無(wú)損傷，燃燒頭是否安裝牢固并調(diào)整好。 2．手動(dòng)啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)查看風(fēng)機(jī)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向是否正確，油爐風(fēng)道、煙道有無(wú)明顯漏風(fēng)（煙）情況。我們的燃燒器性能穩(wěn)定，燃燒器效率更高，讓您買的放心，用的安心。 3．外部的電路聯(lián)接應(yīng)符合電器安裝要求，將燃燒器控制柜電源送電，程控器等部件接插牢固無(wú)松動(dòng)；若需遠(yuǎn)程控制則應(yīng)檢查遠(yuǎn)程控制柜轉(zhuǎn)換按鈕調(diào)至“DCS”位置，其余按鈕不動(dòng)；檢查觸摸屏中各報(bào)警參數(shù)處于正確設(shè)定值，“導(dǎo)熱油超溫、流量低、壓差低”的停爐參數(shù)處于連鎖狀態(tài)。 4．對(duì)燃燒機(jī)進(jìn)行冷態(tài)程序模擬（需電儀配合操作），觀察運(yùn)行中程序控制器走位是否正確，各部件動(dòng)作及離子棒探測(cè)是否正常。特別需要注意的是：在對(duì)進(jìn)氣電磁閥進(jìn)行調(diào)試時(shí)必須關(guān)閉手動(dòng)進(jìn)氣閥且高壓線包處于斷電狀態(tài)。

三、燃燒器的運(yùn)行：

1．檢查： 再次確認(rèn)外部燃?xì)馐欠竦轿唬苈肥欠裢〞?，外部電源控制是否到位放空閥已經(jīng)關(guān)閉；注意：任何人員在點(diǎn)爐過(guò)程中嚴(yán)禁位于油爐頂部及附近。 2．啟動(dòng)（分為現(xiàn)場(chǎng)操作和遠(yuǎn)程操作） 現(xiàn)場(chǎng)操作：遠(yuǎn)程控制柜轉(zhuǎn)換旋鈕處于“PLC”位置，火力調(diào)節(jié)檔（BURNER MANUAL SWITCH）位處于“1”—小火位置。開(kāi)始啟動(dòng)——旋轉(zhuǎn)燃燒器控制柜“啟動(dòng)停止”按鈕（AUXILIARY SWITCH）到“運(yùn)行”后，燃燒器控制柜“點(diǎn)火準(zhǔn)備”燈亮，遠(yuǎn)程控制柜“燃燒器準(zhǔn)備”燈亮，比例調(diào)節(jié)儀（MODULATOR）上電，程控器運(yùn)行，鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，上述兩燈滅，預(yù)吹掃開(kāi)始，進(jìn)口風(fēng)壓調(diào)至5～10mbar、風(fēng)量約5800～6200m3/h之間，且預(yù)吹掃時(shí)間不少于30s。燃?xì)夤苈酚芍鞴苈芳爸Ч苈吩斐?，主管路部分包括手?dòng)關(guān)斷閥、壓力表等。 遠(yuǎn)程操作：遠(yuǎn)程控制柜轉(zhuǎn)換旋鈕處于“DCS”位置，燃燒機(jī)控制柜“啟動(dòng)停止”按鈕（AUXILIARY SWITCH）調(diào)至“運(yùn)行” 檔位，火力調(diào)節(jié)檔（BURNER MANUAL SWITCH）位處于“3”—自動(dòng)位置。開(kāi)始啟動(dòng)——裝置操作間油爐畫(huà)面屏幕上點(diǎn)按“啟動(dòng)”鍵，現(xiàn)場(chǎng)程控器運(yùn)行，鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后上述兩燈滅，預(yù)吹掃開(kāi)始。 3．點(diǎn)火 進(jìn)入點(diǎn)火程序，低氮燃燒機(jī)風(fēng)門(mén)緩慢關(guān)小風(fēng)量至約2500～2800m3/h，吹掃完畢，點(diǎn)火程序啟動(dòng)，高壓線包送電，產(chǎn)生電火花，小火進(jìn)氣閥開(kāi)啟，小火著，燃燒機(jī)控制柜“運(yùn)行指示燈”（BURNER OPERATION）亮, 遠(yuǎn)程控制柜“燃燒器運(yùn)行”燈亮，屏幕顯示火焰，點(diǎn)火成功。 現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)若處于“自動(dòng)”檔位，則程控器會(huì)根據(jù)油溫對(duì)主進(jìn)氣閥自動(dòng)調(diào)節(jié)；遠(yuǎn)程操作時(shí)操作人員根據(jù)工藝要求自行調(diào)節(jié)屏幕上“增加”、“減小”鍵調(diào)節(jié)燃?xì)饬髁俊４藭r(shí)應(yīng)注意觀察是否持續(xù)穩(wěn)定。 4．調(diào)試 調(diào)試初期首先把燃燒機(jī)的負(fù)荷調(diào)至小火（“1”檔），觀察火焰燃燒情況，再調(diào)至大火（“2”檔）荷運(yùn)行，根據(jù)火焰燃燒情況對(duì)供氣電磁閥或者風(fēng)門(mén)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整直至達(dá)到燃燒狀態(tài)（燃燒火焰呈淡藍(lán)色）。注意在調(diào)試過(guò)程中應(yīng)循序漸進(jìn)，逐步調(diào)節(jié)，避免幅度過(guò)大，產(chǎn)生危險(xiǎn)。試調(diào)結(jié)束后，任何人不得再隨意調(diào)整，以免發(fā)生事故。 5．停機(jī) 運(yùn)行調(diào)試結(jié)束后按下停機(jī)按鈕，停機(jī)程序啟動(dòng)，進(jìn)氣閥立即切斷，風(fēng)

機(jī)啟動(dòng)，后吹掃開(kāi)始。 6．收尾：程序全部停止后，關(guān)進(jìn)氣閥，切斷電源。長(zhǎng)時(shí)間停爐時(shí)應(yīng)將燃?xì)饪傞y關(guān)閉，并排空管路內(nèi)余氣。

1 低熱值燃?xì)馊紵匦?

低熱值氣體燃料并沒(méi)有明確的概念，通常根據(jù)氣體燃料自身發(fā)熱量可將氣體燃料分為高熱值燃料（Q＞15.07MJ/m3）、中熱值燃料（6.28MJ/m3＜Q＜15.07MJ/m3）及低熱值燃料（Q＜6.28MJ/m3），工業(yè)中常見(jiàn)的低熱值氣體燃料主要有化工過(guò)程低熱值尾氣、高爐煤氣、石油化工行業(yè)冶煉尾氣、煤礦低濃度氣等。在煙氣再循環(huán)對(duì)層燃鍋爐典型區(qū)段燃燒的影響下，結(jié)合空氣分級(jí)技術(shù)通過(guò)半焦催化還原NO。其中，高爐煤氣、煤層氣等熱值介于3.0～6.28MJ/m3的低熱值燃料的研究應(yīng)用已逐步展開(kāi)，但在工業(yè)生產(chǎn)中還存在一些工業(yè)廢氣，含有少量的可燃成分，熱值非常低，甚至遠(yuǎn)低于3.0MJ/m3，這種超低熱值燃?xì)夥N類很多，比如某些煤層氣、生物質(zhì)氣化氣、垃圾掩埋坑氣、炭黑尾氣、一些工藝廢氣等。超低熱值燃?xì)獗鹊蜔嶂等細(xì)恻c(diǎn)火、穩(wěn)燃更困難，能量密度低，長(zhǎng)距離輸送不經(jīng)濟(jì)，在當(dāng)?shù)貨](méi)有合適的熱用戶時(shí)只能直接放散，既浪費(fèi)能源又污染環(huán)境。

低熱值燃?xì)馊紵魈匦灾饕ㄒ韵聨讉€(gè)方面：

（1）燃?xì)庵锌扇汲煞稚?，熱值低，著火溫度高，火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷y以點(diǎn)火及穩(wěn)定燃燒；

（2）燃?xì)鈮毫Φ颓也▌?dòng)范圍大，壓力過(guò)低、速度過(guò)慢時(shí)容易回火；

（3）低熱值燃?xì)舛酁榛どa(chǎn)線的尾氣，需對(duì)多條生產(chǎn)線進(jìn)行匯總綜合利用，燃?xì)獾牧髁孔兓螅?

（4）化工工藝過(guò)程的操作對(duì)尾氣的成分及熱值影響較大，尾氣的燃燒工藝如配風(fēng)系數(shù)需及時(shí)匹配調(diào)整，否則容易熄火。

2 低熱值燃?xì)獾姆€(wěn)燃技術(shù)

根據(jù)燃燒理論，為保證低熱值燃?xì)獾姆€(wěn)定燃燒，主要的穩(wěn)燃措施包括優(yōu)化著火條件、提高火焰溫度以及優(yōu)化燃燒場(chǎng)分布等。

（1）優(yōu)化著火條件

低熱值氣體燃料的著火極限高，著火比較困難，燃燒溫度也較低。為此，需要提高燃?xì)鉄嶂担档腿剂现鹣孪?。如摻燒高熱值燃料，提高混合燃?xì)獾臒嶂担档椭饻囟?；燃料和空氣預(yù)熱提高初始溫度。

（2）提高火焰溫度

燃燒溫度的提髙可強(qiáng)化爐內(nèi)輻射換熱并改善爐內(nèi)的燃燒狀況。而實(shí)際火焰溫度與裝置類型、燃燒效率、燃料種類、空氣/燃?xì)忸A(yù)熱溫度等有關(guān)。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(xiàng)目，按照改造投資額的30%給予獎(jiǎng)補(bǔ)資金。如：強(qiáng)化燃料和空氣的混合，降低不完全燃燒損失；合理設(shè)計(jì)爐膛結(jié)構(gòu)，進(jìn)行絕熱燃燒，減少系統(tǒng)散熱量；降低空氣過(guò)剩系數(shù)或采用純氧/富氧燃燒。

（3）優(yōu)化燃燒場(chǎng)分布

燃燒場(chǎng)的分布包括燃?xì)狻⒖臻g以及煙氣在燃燒空間的分布，燃燒場(chǎng)特別是溫度場(chǎng)的優(yōu)化分布來(lái)源于高溫?zé)煔鈱?duì)新鮮燃?xì)?、空氣的加熱，進(jìn)而促進(jìn)空氣與煙氣短時(shí)間內(nèi)升溫至著火溫度。如旋流燃燒中心回流區(qū)強(qiáng)化燃燒，提高火焰溫度；鈍體穩(wěn)定燃燒技術(shù)。

2.1 摻燒高熱值氣體燃料

摻燒高熱值氣體燃料分為兩種類型：

（1）采用高熱值輔助燃料，作為長(zhǎng)明燈使用，形成穩(wěn)定的高溫?zé)嵩矗贾髁魅細(xì)夂涂諝饣旌衔铮?

（1）全混型摻混燃燒，以均勻混合的高低熱值燃?xì)鉃槿剂希扇嘉锖吭黾?，降低著火溫度，提高燃燒溫度，改善了燃燒條件。該方法在低熱值燃?xì)夥€(wěn)定燃燒中較為常用。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。需要注意的是，因高熱值燃料成本較高，在保證低熱值氣體燃料穩(wěn)定燃燒的前提下，髙熱氣體燃料的摻燒比例越小，則經(jīng)濟(jì)性越好。文午祺、陳福龍等基于回流區(qū)分級(jí)著火原理，針對(duì)鈍體或旋轉(zhuǎn)氣流等形成的燃燒器噴口附近的高溫低速回流區(qū)，噴入小股高熱值燃料使其著火，然后點(diǎn)燃熱值僅為1250kJ/kg左右的超低熱值氣體主流，從而使火焰穩(wěn)定，燃燒強(qiáng)度提高。高低熱值燃料供熱比21：79，平均熱值1584kJ/kg。

2.2 富氧燃燒/純氧燃燒

燃燒反應(yīng)是燃料中可燃物與氧氣發(fā)生的氧化放熱反應(yīng)，富氧燃燒/純氧燃燒就是指以氧含量大于21%甚至達(dá)到100%的氧化劑與低熱值氣體燃料進(jìn)行混合燃燒。其次是熱力型，主要是由于爐內(nèi)局部高溫造成，快速型NO生成量很少。在理論需氧量不變的前提下，氧含量的提高減少燃燒煙氣量，爐內(nèi)火焰溫度大幅度提高，不具備輻射能力的氮?dú)馑急壤郎p少，有利于提高煙氣黑度，增強(qiáng)有利于爐膛內(nèi)部輻射傳熱。但富氧燃燒因需要配備空氣分離裝置，故釆用富氧燃燒方法時(shí)，摻燒的空氣中的氧濃度不宜太高，否則會(huì)影響系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性，這也需要在低熱值氣體燃料回收的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定燃燒所需的低氧濃度之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，一般富氧濃度在26%～31%時(shí)。

2.3 高溫空氣預(yù)熱燃燒

高溫空氣預(yù)熱技術(shù)是充分利用加熱爐的排煙余熱將助燃空氣加熱到1000℃，甚至更高，使加熱爐排煙溫度降低到200℃，預(yù)熱的高溫空氣可以增大燃燒速率、穩(wěn)定低熱值燃料燃燒。該技術(shù)不僅能提高燃燒速率，還能回收尾排煙氣余熱，提高熱效率。6×鍋爐容量 7(萬(wàn)元)(2)單臺(tái)鍋爐容量大于4蒸噸：獎(jiǎng)補(bǔ)資金=2。朱彤、張健等對(duì)低熱值煤氣的高溫空氣燃燒過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，當(dāng)燃?xì)夂椭伎諝忸A(yù)熱溫度由600℃增加到1000℃，爐內(nèi)高溫度和平均溫度分別上升267℃和268℃，有利于低熱值燃?xì)夥€(wěn)定燃燒。趙巖采用空-煤氣雙預(yù)熱技術(shù)將空氣預(yù)熱到600℃以上，煤氣預(yù)熱到450℃以上，預(yù)熱后的低熱值煤氣可直接用于加熱爐燃燒，實(shí)現(xiàn)了低熱值煤氣的直接利用和廢氣余熱回收。高溫空氣預(yù)熱通常與蓄熱燃燒相結(jié)合，空氣通過(guò)換向閥進(jìn)入高溫蓄熱體，熱能釋放給助燃空氣，溫度提高到接近爐膛溫度，由于空氣溫度在燃?xì)獾闹瘘c(diǎn)以上，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。

2.4 旋流燃燒

旋流燃燒是利用氣流旋轉(zhuǎn)強(qiáng)化低熱值煤氣燃燒和組織火焰的燃燒技術(shù)，能夠有效提高燃燒的強(qiáng)度和火焰的穩(wěn)定性。目前被大家公認(rèn)，并已在各燃煤機(jī)組鍋爐上廣為應(yīng)用的降NO方法，主要是燃燒中脫氮的低氮燃燒技術(shù)加燃燒后脫氮的煙氣脫硝技術(shù)。旋轉(zhuǎn)射流除了具有直流射流存在的軸向分速度和徑向分速度外，還有一個(gè)切向分速度，而且其徑向分速度在噴嘴出口附近比直流射流的徑向分速度大得多，在強(qiáng)旋轉(zhuǎn)氣流作用下，旋轉(zhuǎn)射流的內(nèi)部建立了一個(gè)回流區(qū)，不但從射流外側(cè)卷吸周圍介質(zhì)，而且還從內(nèi)回流區(qū)中卷吸介質(zhì)，在燃燒過(guò)程中，從內(nèi)外回流區(qū)卷吸的高溫?zé)煔鈱?duì)著火的穩(wěn)定性起著十分重要的作用。郭濤通過(guò)對(duì)高爐煤氣燃燒火焰的傳播速度、回火、脫火以及旋轉(zhuǎn)射流的研究，研制了高爐煤氣雙旋流燃燒器，實(shí)現(xiàn)了高爐煤氣的穩(wěn)定燃燒。

陳寶明等利用旋流加強(qiáng)空氣與低熱值燃?xì)獾幕旌?，結(jié)合蓄熱穩(wěn)燃技術(shù)，成功研制了低熱值燃?xì)馊紵?，可?shí)現(xiàn)高爐煤氣、工業(yè)尾氣、炭黑尾氣等種類的燃?xì)庠诓慌溟L(zhǎng)明火的情況下穩(wěn)定燃燒。

2.5 鈍體穩(wěn)燃

鈍體穩(wěn)燃機(jī)理是利用煙氣在鈍體后形成的高溫低速回流區(qū)作為穩(wěn)定的點(diǎn)火源。脫硝技術(shù)根據(jù)水泥窯氮氧化物的形成機(jī)理，水泥窯降氮減排的技術(shù)措施有兩大類：一類是從源頭上治理。當(dāng)空氣燃?xì)饫@過(guò)鈍體時(shí)，鈍體后形成一個(gè)穩(wěn)定的回流區(qū)，在回流區(qū)內(nèi)充滿回流的高溫?zé)煔?，使回流區(qū)成為內(nèi)部蓄熱體，在回流區(qū)外側(cè)與主流之間的區(qū)域，是新鮮燃?xì)饪諝饣旌衔锖蜔峄亓鳠煔獾耐牧骰旌蠀^(qū)，邊界上存在較大的徑向速度梯度，可燃混合物與高溫?zé)煔庵g發(fā)生強(qiáng)烈的質(zhì)量、動(dòng)量及能量交換，可燃混合物就不斷被加熱而升溫，并達(dá)到著火溫度開(kāi)始著火。