锅炉低氮燃烧技术的秘密

产生的背景

燃料的燃烧过程中会产生部分氮氧化物，氮氧化物对环境与人体都有巨大的伤害。溶于水时会形成酸雨，对建筑物、公用设备有腐蚀作用，也会破坏土壤的酸碱性，对生态环境造成非常大的伤害。城市中的光化学烟雾也充斥着它的身影，浓度越高，毒害作用越强，严重时甚至可以导致死亡。在这种环境下，低氮燃烧技术应运而生。

我国的锅炉大气污染物排放标准基本经历了控制烟尘、控制SO2和控制NOX三个阶段，随着国家能源结构转型和产业升级，政府在大力推广天然气等清洁能源的使用，燃气锅炉低氮排放成为了新时代的要求。

锅炉在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2，通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NOx。化石燃料在燃烧过程中产生的氮氧化物主要为燃料型、快速型和热力型，其中主要是热力型。因此，低氮燃烧技术主要是抑制热力型氮氧化物的形成。低氮燃烧技术是通过改变燃烧设备的燃烧条件来降低NOx的形成，即通过调节燃烧温度、烟气中氧浓度和烟气在高温区停留时间来抑制或破坏NOx。

低氮燃烧国家规范

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，控制锅炉污染物排放，防治大气污染，国家环保部制定《锅炉大气污染物排放标准》。新版《锅炉大气污染物排放标准》(GB 13271-2014)要求2017年4月1日后在用锅炉须由现行标准的氮氧化物排放量≤200mg/m³降低至排放量≤80mg/m³，新建锅炉由现行标准的氮氧化物排放量≤80 mg/m³降低至排放量≤30mg/m³。

低氮燃烧技术方式

空气分级燃烧

目前,空气分级燃烧是一项比较成熟的燃烧技术。空气进入燃烧器的时候留下一部分，燃料的燃烧得不到充分的氧气，产生的氮氧化物随之减少。留下来的空气在燃料不完全燃烧完成后进入燃烧器，与烟气混合再次燃烧，使燃料完全燃烧。空气分级燃烧在减少氮氧化物的产生时，也可使燃料充分燃烧。

燃料分级燃烧技术

燃料分级燃烧技术又称为再燃烧技术或三级燃烧技术，在一次燃烧区a>1时，燃料燃烧生成NOX；在第二燃烧区a<1时,使其呈还原性气氛，在高温和还原气氛下，与一次燃烧区生成的NOx反应，生成氮分子，不仅将已生成的NOX还原，也抑制了新的NOX的生成。这个区域通常称为还原区或再燃烧区，二次燃料通常称为再燃燃料；使用再燃烧技术后，NOx排放量会大大降低。

烟气再循环燃烧

烟气再循环是锅炉的空气预热器前使一部分低温烟气与一次风或二次风混合后送入炉内。可降低燃烧温度和氧气浓度，从而也降低了NOX的排放浓度。

图源：http://www.oulic.com

低氮燃烧技术的应用

低氮技术主要为低氮燃烧技术及尾气处理技术。低氮燃烧技术由于成熟度高，系统简单、投资及运行成本低而被更广泛应用。

在火电厂方面：主要是采用复合式的空气分级低NOx燃烧技术，提高了SOFA风的比例，可获得较高的燃烧效率、煤粉安全稳定燃烧、有效降低NOx的排放，缓解炉后脱硝的压力。

在燃气锅炉方面：为全面落实《太原市打赢蓝天保卫战2020 年决战计划》（并政办发〔2020〕15 号），提升氮氧化物治理水平，降低氮氧化物排放总量，持续改善省城环境空气质量，特推进全市燃气锅炉低氮改造。

关于瑞海热控

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