***低氮燃烧器改造规格按需定制 隆鑫热能设备

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；●采用伺服电动机来进行一、二段空气流量调节，并且当燃烧器停止运行时，风门关闭以减少炉内热量损失。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。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；由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧，因而NOx都很低，这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。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。

在过量的空气控制程序中，很多燃烧器厂家在燃烧的初始阶段到燃料的空气（氧气）d导致NOx形成减少。随着氧含量的降低，燃烧可能变得不完整，灰分中未燃碳的量可能增加。此外，蒸汽温度可能降低。将初级区域中的氧气减少至非常低的量（

微调锅炉设置包括磨机平衡，空气调节调节，空气和煤流量平衡，调整点火配置和改进工厂控制系统。

Levy等人（1993）发现，控制不同燃烧器倾斜角度以控制蒸汽温度和改变氧气流量，在不同燃烧器负荷下的磨机负载和空气配置设置也可以有助于减少NOx的形成。他们报告说，减少过量空气与微调锅炉可以达到多达39％的NOx排放。但是，他们也发现，微调锅炉可能会导致热量的增加。他们得出结论，必须解决几个维护和操作问题。在大多数燃烧装置中，前者是NO的主要来源，我们将此类NO称为“热反应NO”，后者称之为“燃料NO”，另外还有“瞬发NO”。这些包括研究持续的低氧运行对水壁浪费的影响以及燃烧器桶可能由于火焰前沿的接近而可能受到的损害。

4.燃烧器的维护

1)压力调节阀

定期检查燃油调压阀，确定可调节螺栓上的锁紧螺母表面是否清洁并可拆卸。如螺钉或螺母表面过脏或生锈，则需修理或更换调节阀。

2)油泵

定期检查油泵确定密封装置是否完好、油泵压力是否稳定，如果燃油压力表指针在油泵运行时抖动很厉害那么证明油泵压力已经不稳定，油泵寿命不长。反之，压力表指针稳定在一个位置，证明油泵压力稳定。在使用热油时，要检查所有的电加热管及油管是否接触或保温良好。燃烧中脱氮主要有：一是***燃烧中NO的形成，二是还原已形成的NO。

3)清洁管道

安装在油罐与油泵之间的过滤器须定期清洗并检查是否有过量磨损或堵塞，可确保燃油从油罐顺利到达油泵，并降低潜在部件失效的可能性。

燃烧器上的过滤器要经常清洗，特别是使用重油或渣油时，可防止喷油嘴和阀门堵塞。工作时，检查燃烧器上的压力表，看是否在正常范围以内。

4)压缩空气管道（介质雾化燃烧器）

则需要检查压缩空气的压力装置表看是否在燃烧器内产生所需的压力，清理供应管路上的所有过滤器并检查管路是否有泄漏。

5)检查进风口

检查燃烧、雾化空气鼓风机上的入口保护装置是否正确安装，风机进风口导流板是否有松动。观察叶片的运转情况，噪音太大或振动时，可调节叶片以消除。

6)喷油嘴清洗

喷油嘴要定期清洗，防止堵塞，如果有磨损则需要更换喷嘴，正常为2000个小时则需要更换，同时检查点火电极与喷嘴之间火花间隙(3mm左右)。

7)清洁火焰探测器(电眼)

常清洁火焰探测器(电眼)，确***置是否安装正确，表面是否有划痕或不清楚，温度是否合适，位置不正及温度过高都会造成光电信号不稳定，甚至断火。

5.燃料油的合理使用

燃料油根据粘度等级不同分为轻油、重油。轻油不需加热即可获得良好的雾化效果，重油或渣油使用前要对油料进行加热以保证油的粘度在燃烧器的允许范围以内，可使用粘度计测量结果并找到的燃油加热温度。渣油样品要预先送到试验室检测其发热值。

重油或渣油使用一段时间后，要对燃烧器进行检查和复合调节。可用燃烧烟气分析仪确定燃料是否燃烧充分，同时检查炉膛内壁看是否有油雾或油味，以避免火灾和油污堵塞。上的油污堆积会随油品的变差而增多，因此要定期清洗。

使用渣油时，储油罐的出油口位置应高于底部50cm左右，以避免油罐底部沉积的水和杂物进入燃油管路。重渣油在进入燃烧器前，须用经过40目、80目、120目的三道过滤器进行过滤，过滤器两边各安一油压表以保证过滤器的良好工作，在堵塞时能及时发现并清洗。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。

此外，工作结束后，应先关闭燃烧器电源开关，再关重油加热，关闭油路总球阀开关，如长时间停机或天冷时应切换油路阀门，用轻油清洗油路，否则会造成油路不畅或难以点火。

3.1 低过量空气燃烧

低过量空气燃烧是燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行，随着烟气中过量氧的减少，可以***烟气中氮氧化物前驱体与O2的反应，这是一种的降低NOx排放的方法，可降低NOx排放15%～20%。但同时，如果炉内氧含量过低，如低于3%，则有可能导致燃气的不完全燃烧，出口烟气中CO含量或其他可燃物含量增加，降低燃烧效率。2优化调整，使用科学的燃烧方法锅炉低氮燃烧器经过改造后，燃烧器的型式已确定，但是在锅炉不同的条件下，燃烧不同的煤种产生的NO的量也会不同，由此可见起主导作用的是锅炉的运行方式。

3.2 空气分级燃烧

空气分级燃烧技术是将助燃空气分级送入燃烧装置的技术，通常在一级燃烧区，将助燃空气量减少到总燃烧空气量的70%～75%（相当于理论空气量的80%），使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧，过量空气系数α＜1，在降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平的同时，在燃烧区域形成还原气氛，***了NOx在一级燃烧区的生成量。为了完成燃气燃烧过程，将完全燃烧所需的其余空气送入第二级燃烧区，与一级“贫氧燃烧”产生的烟气混合，此阶段空气系数α＞1，保证了燃气的燃烬度，同时，由于一阶段产生的烟气对空气的稀释，局部氧含量降低，有利于降低反应（1）（2）的反应速率。由于整个燃烧过程所需空气是分两级或多级送入燃烧区域，故称为空气分级燃烧法。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时，[NO2]/[NO]比例很小，即NO转变为NO2很少，可以忽略。才雷等将空气分级燃烧技术作为降低锅炉NOx排放的主要燃烧控制手段，通过对一次风二次风的给入控制，将烟气出口NOx含量由1164.92mg/m3降低至704.7mg/m3。

3.3 燃料分级技术

燃料分级燃烧技术又称为三级燃烧技术或再燃烧技术，空气和燃料都分级送入炉膛，形成初始燃烧区、再燃区和燃尽区。其原理是利用燃烧中已生成的NO遇到烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm时，会发生NOx的还原反应，进而降低NOx的排放。将80%～85%的燃料送入一级燃烧区，在α＞1条件下，燃烧并生成NOx；另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环，并加入燃烧过程，此种燃烧器有***氧化氮和节能双重效果。其余15%～20%的燃料送入二级燃烧区，在α＜1的条件下形成很强的还原性气氛，使得在一级燃烧区中生成的NOx在二级燃烧区内被还原成氮气，二级燃烧区又称再燃区，在再燃区中不仅使得已生成的NOx得到还原，还***了新的NOx的生成；由于可能存在未燃烬的燃料，需在第三级燃烧区送入空气，保证再燃区中生成的未完全燃烧产物的燃尽。美国John Zink公司利用燃料分级燃烧原理开发了适用于管式加热炉的远距离分级式炉子工业燃烧器结构及方法的专利技术，与未采用该技术的加热炉相比，可减少28%左右的NOx排放。

3.4 烟气再循环

烟气再循环时将一部分低温烟气直接送入燃烧区域，或与一次风或二次风混合后送入燃烧区域，不仅降低燃烧温度，同时也降低了氧气浓度，进而降低了NOx的排放浓度。美国卡博特公司在炭黑尾气余热锅炉系统中采用了烟气再循环技术对尾排烟气进行了有效控制，当循环烟气量由占总给入气体量的0%、6%增大到39%时，烟气NOx含量由522mg/m3降低为376mg/m3及246mg/m3。显然，再循环烟气进入燃烧区域后需要吸收热量，重新升温至燃烧温度，过量的再循环烟气将导致较低的燃烧温度，必然引起不燃烧或燃烧不完全的现象，进一步将导致燃料无法稳定燃烧，通常烟气再循环率控制在30%以内，以确保燃气的稳定燃烧。控制烟气中排放的NOx，其技术措施：①“分级燃烧 SNCR”，国内已有试点。

3.5 低NOx燃烧器

燃烧器的性能对低热值燃气燃烧设备的可靠性和经济性起着主要作用。从NOx的生成机理出发，通过特殊设计的燃烧器结构以及通过改变工业燃烧器的风煤比例，可以将前述的空气分级、燃料分级和烟气再循环降低NOx浓度的低氮燃烧技术用于燃烧器，以尽可能地降低着火氧的浓度、适当降低着火区的温度达到限度地***NOx生成的目的，这是目前低NOx燃烧器的主要设计理念。李阳扶等通过特殊的燃气燃烧器结构设计，将燃料与空气分级分段给入、燃料与助燃空气以亚化学当量比率给入、抽取锅炉尾部烟气经混合装置与空气混合后进入烧嘴，将强化燃气与助燃空气的混合、分级分段燃烧、烟气循环等技术进行集成，大大降低了NOx的生成。低NOx燃烧器中还有一种比较常用的燃烧技术为低NOx旋流燃烧技术，如2.4节所述。旋流燃烧技术强化反应物混合与稳定燃烧方面研究者们已形成了共识，旋流燃烧能够形成燃烧产物的中心回流区，回流区内高温低速的燃烧产物和中间体对未反应的空气和燃料进行预热、稀释，能够有效地强化低热值合成气燃烧，在高速射流下形成稳定的火焰。与此同时，烟气循环使得炉内温度分布更加均匀，稀释燃烧反应物，降低燃烧温度、缩小高温区，降低氧含量，有可能***NOx的形成，但不同研究者对旋流燃烧降低氮氧化物排放的研究结果却存在较大差异。应用FGR技术和全预混技术的产品，已经锅检院现场测试并颁发报告，氮氧化物排放远低于***排放标准，并且经过多行业用户的实际应用得到了众多用户的一致好评。Coghe等分别采用了不同的燃烧器或旋流方式研究旋流数对NOx生产量的影响，结果表明随着旋流数的提高，NOx排放量可降低25%～30%。而Zhou等的研究结果表明，随着旋流数的提高，NOx排放量先高后减小，且仍高于无旋流时的排放量。