燃气锅炉低氮改造技术路线

低氮改造

低氮改造主要在锅炉的源头和尾部进行，即燃烧控制和烟气处理。燃煤锅炉也可两种技术同时采用，对于燃气锅炉，低N0x燃烧技术是普遍采用的措施。根据N0x的生成机理，要想减少其生成量，最重要的就是控制燃烧过程的温度和时间，实际控制因素即为空气燃料比、燃烧区温度及分布、后燃烧区的冷却程度和燃烧机的形状设计等。

01

分级燃烧分级燃烧技术的主要特点是燃料和空气分级送入炉膛。燃料分级是在主燃烧区送入大部分燃料，可在一次火焰区尾部形成一个富含NH3，CH，HCN的低氧还原区，已生成的N0。在通过该区域时，部分会被还原成N2。空气分级是将燃料燃烧所需空气分阶段送入炉膛，先将理论空气量的80％左右送入主燃烧器，形成缺氧富燃料燃烧区，在燃烧后期将燃烧所需空气的剩余部分以二次风形式送入，使燃料在空气过剩区燃尽。分级燃烧能够确保燃料进行充分燃烧，同时大大降低烟气中N0x的生成，采用分级燃烧技术可减少60％左右的N0x排放。

02

燃烧机预混预混燃烧是相对于扩散燃烧的另一种典型燃烧方式，根据预}昆氧化剂的含量是否能够使燃料完全燃烧，分为部分预混和完全预混燃烧两类。在燃烧前，燃料与氧气已经在燃烧器内充分混合，预混燃烧的燃烧温度高、燃烧强度大，对当量比可进行完全控制，由此能够实现对燃烧温度的控制，进而控制热力型N0x的生成。在降低NOx生成方面，完全预混燃烧和部分预混都具有很大潜力，较之非预混燃烧可减少85％左右的N0x生成。不过，预混气体有着极高的可燃性，预混燃烧火焰稳定性差，有可能导致回火，回火现象控制不好，轻则影响燃烧机使用寿命，重则会给燃烧机带来灾害性后果。由于预混燃烧在安全性控制上存在一定技术困难，目前应用并不十分广泛。这项技术还会导致过量空气系数偏高，增加排烟损失、降低锅炉效率。

03

烟气再循环燃烧产生的部分烟气，经冷却后再循环送回燃烧区，或与空气进行混合后送入燃烧区，由此降低氧浓度和燃烧区的温度，达到减少N0x生成量的目的，这种方式被称为烟气再循环燃烧技术。其原理是通过循环烟气的吸热作用降低火焰温度，稀释氧气浓度，降低燃烧速度，以减少热力型NOx生成。

烟气再循环技术主要减少的是热力型N0x，对燃气锅炉降氮效果最为显著，这是由于天然气的含氮量低，且N0x生成又以热力型为主。另外，该技术的使用效果与再循环烟气量也有关，烟气再循环率一般控制在10％～20％，若过高则会出现燃烧不稳定的情况，未完全燃烧热损失也会增加。经验表明，烟气再循环率为10％～15％时，燃气炉的N0。排放浓度可降低40％以上。烟气再循环的控制方法是通过风机进口控制挡板来调节烟气再循环回收的烟气量，挡板由PLc通过4 mA-20 mA信号进行控制，通过回收烟气量与燃烧负荷整定出最佳燃烧曲线，实现自动控制，根据锅炉不同工况下运行状况自动调整烟气的回收量，以达到锅炉在不同负荷运行下，将N0x浓度控制在合理的范围内的目的。烟气再循环技术会在一定程度上降低锅炉的热效率，需要通过合理的回收和精准的控制将其影响降至最低。

烟气再循环技术可在一台锅炉上单独使用，也可和其他低氮燃烧技术配合使用，使得N0x排放更低。