一、NOx氮氧化物的生成機制

       對于鍋爐來說，Nox的產(chǎn)生主要來自空氣中的氮氣和過量氧氣產(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攝氏度的時候開始產(chǎn)生，而在1400度以上NOx的生成速度會急劇增加。鍋爐低氮燃燒和SNCR脫硝技術(shù)在現(xiàn)有LNB技術(shù)和SNCR技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，對鍋爐LNB和SNCR技術(shù)進(jìn)行大量的試驗研究和工程化研發(fā)，研究適應(yīng)于煤粉低氮燃燒和SNCR脫硝優(yōu)化技術(shù)裝備的耦合技術(shù)。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。

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

       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原因：

       1、為了保證燃燒充分，采用了較大的過量空氣；

       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)；來控制氧含量；

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

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

      上述技術(shù)中，通常是低氮燃燒器的必須配置?；谏鲜黾夹g(shù)，市場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)點是安裝簡單，不需要FGR煙氣再循環(huán)管道；其主要缺點是需要過濾空氣，加大了維護(hù)工作量；同時氧含量在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)點和FGR降氧含量優(yōu)點，可以實現(xiàn)在全火范圍控制NOx到20毫克水平，同時控制氧含量在3%以內(nèi)，化燃燒效率。其主要短處是設(shè)備成本提高。

低氮燃燒器及低氮氧化物燃燒器，是指燃料燃燒過程中NOx排放量低的燃燒器，采用低NOx燃燒器能夠降低燃燒過程中氮氧化物的排放。在燃燒過程中所產(chǎn)生的氮的氧化物主要為NO和NO2，通常把這兩種氮的氧化物通稱為氮氧化物NOx。

大量實驗結(jié)果表明，燃燒裝置排放的氮氧化物主要為NO，平均約占95%，而NO2僅占5%左右。一般燃料燃燒所生成的NO主要來自兩個方面：一是燃燒所用空氣（助燃空氣）中氮的氧化；二是燃料中所含氮化物在燃燒過程中熱分解再氧化。在大多數(shù)燃燒裝置中，前者是NO的主要來源，我們將此類NO稱為"熱反應(yīng)NO"，后者稱之為"燃料NO"，另外還有"瞬發(fā)NO"。按運行和操作方式分為：歐瑞特燃燒器有一級、兩級、漸進(jìn)兩級式和帶比例調(diào)節(jié)器的漸進(jìn)兩級式等（后者實行比例調(diào)節(jié)運行）3。

 SHAPE  *

MERGEFORMAT

燃燒時所形成NO可以與含氮原子中間產(chǎn)物反應(yīng)使NO還原成NO2。實際上除了這些反應(yīng)外，NO還可以與各種含氮化合物生成NO2。在實際燃燒裝置中反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，[NO2]/[NO]比例很小，即NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2很少，可以忽略。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(yīng)NO”有所下降。降低NOx的燃燒技術(shù)NOx是由燃燒產(chǎn)生的，而燃燒方法和燃燒條件對NOx的生成有較大影響，因此可以通過改進(jìn)燃燒技術(shù)來降低NOx。

 SHAPE  * MERGEFORMAT

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；

低氮燃燒器?；谙铝屑夹g(shù)：

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

2.全預(yù)混的表面燃燒技術(shù)，來降低火焰溫度和實現(xiàn)充分燃燒；

3.FGR煙氣再循環(huán)技術(shù)，來降低火焰溫度和氧含量；

目前市場的低氮燃燒器主要分為以下類型：

1.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)點是安裝簡單，不需要FGR煙氣再循環(huán)管道；其主要缺點是需要過濾空氣，加大了維護(hù)工作量；同時氧含量在7%左右，降低了部分燃燒效率；

2.分級燃燒器；

分級燃燒器通常能夠?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；

3.分級燃燒器 FGR煙氣在循環(huán)技術(shù)；

分級燃燒器 FGR煙氣在循環(huán)技術(shù)結(jié)合了分級燃燒器NOx控制優(yōu)點和FGR降氧含量優(yōu)點，可以實現(xiàn)在全火范圍控制NOx到20毫克水平，同時控制氧含量在3%以內(nèi)，化燃燒效率。其主要短處是設(shè)備成本提高。

經(jīng)過長達(dá)3年的理論分析、設(shè)計改進(jìn)、我們的研發(fā)團(tuán)隊終于成功研發(fā)出了適合我國低氮燃燒的燃燒機，并成功應(yīng)用于600MW亞臨界控制循環(huán)鍋爐工程。實測數(shù)據(jù)表明：采用該燃燒機，鍋爐的氮氧化物排放降到了水平。

工業(yè)鍋爐上已有廣泛應(yīng)用，由于層燃、室燃、循環(huán)流化床鍋爐的燃燒方式不同、爐膛結(jié)構(gòu)不同，其原始NOx排放也有較大差異，一般來說，在未特意采用爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)時，循環(huán)流化床NOx原始排放，一般在300mg/m3以下，也有部分項目排放在400mg/m3左右；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。以鏈條爐為代表的層燃爐NOx原始排放一般在300~600mg/Nm3，煤粉工業(yè)鍋爐為室燃鍋爐，NOx原始排放大致在400~600mg/Nm3。

層燃、室燃、循環(huán)流化床鍋爐可根據(jù)燃燒方式的不同采用不同的低氮燃燒技術(shù)。針對層燃鍋爐配風(fēng)較常采用空氣分級以及煙氣再循環(huán)來實現(xiàn)低氮燃燒；在煙氣再循環(huán)對層燃鍋爐典型區(qū)段燃燒的影響下，結(jié)合空氣分級技術(shù)通過半焦催化還原NO；爐內(nèi)超級還原脫硝技術(shù)是近年來新興的爐內(nèi)脫硝技術(shù)手段，通過在燃燒火焰區(qū)域的合理位置噴氨，實現(xiàn)在高溫火焰中直接脫硝。循環(huán)流化床鍋爐低氮燃燒改造主要對二次風(fēng)口、給煤口的位置及分布進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，或是增加煙氣再循環(huán)系統(tǒng)等；在運行方面，主要通過控制爐膛內(nèi)燃燒氧量，提高二次風(fēng)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。煤粉工業(yè)鍋爐可結(jié)合室燃鍋爐的特點，采用濃淡燃燒、空氣分級、煙氣再循環(huán)等多種手段實現(xiàn)低氮燃燒；通過在著火初期的構(gòu)建還原性氣氛，抑制燃料型NOx的大量生成；通過控制主燃燒區(qū)溫度分布，避免局部熱力型NOx生成量過高。

中心在對層燃、室燃、循環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)進(jìn)行了大量試驗后，已在工程應(yīng)用上加以驗證，以鏈條爐為代表的層燃爐可將NOx排放降低至250~300mg/Nm3；另一種自身再循環(huán)燃燒器是把部分煙氣直接在燃燒器內(nèi)進(jìn)入再循環(huán)，并加入燃燒過程，此種燃燒器有抑制氧化氮和節(jié)能雙重效果。循環(huán)流化床工業(yè)鍋爐可將NOx排放降低至200mg/Nm3以下，如采用流態(tài)化超低氮燃燒技術(shù)，可將初始排放降至100mg/m?3;左右；針對29MW及以上容量的室燃爐，可將NOx原始排放降至在300mg/Nm3以下。