锅炉低氮改造原理

随着国家对环境管控的加深，各种法律规定相继出台。锅炉燃烧产生的氮氧化物一直是环境的重要污染源之一。如何控制好锅炉氮氧化物的排放使其能达到国家的排放标准也成了所有热力相关行业的要考虑的问题。在这个大背景下，锅炉低氮改造这个名词走进了大家的视野。


传统的天然气锅炉燃烧器通常的NOx排放在120~150mg/m左右。而低氮燃烧器通常的NOx排放在30~80mg/m的左右。NOx排放在30mg/m以下的通常称为超低氮燃烧器。
目前低氮燃烧器按低氮燃烧改造原理大致可分为以下几类：
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，由于燃烧偏离理论当量比，故可降低氮的生成。
2）自身再循环燃烧器
一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧。由于烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低，NOx减少，即烟气外循环。
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，此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果，即烟气内循环。
3）浓淡型燃烧器
其原理是使一部分燃料作过浓燃烧，另一部分燃料作过淡燃烧，但整体上空气量保持不变。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。
4）分割火焰型燃烧器
其原理是把一个火焰分成数个小火焰，由于小火焰散热面积大，火焰温度较低，使“热反应NO”有所下降。此外，火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。
5）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。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。要实现超低氮氧化物排放在30mg/m以内，使用单一的技术较难难达到，而采用两种低氮燃烧技术往往较为容易实现，比如采用分级燃烧技术+烟气内循环技术就能较容易地氮氧化物排放控制在30mg/m以内，且能做到双重节能效果，而其他混合式的低氮改造方式稍有不足，目前较为理想的低氮改造方式是分级燃烧+烟气循环了，可以做到节能高效。出于环保力度的不断推进，相信越来越先进的低氮改造技术在不久的将来出现！
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