1 低氮燃燒技術(shù)分類介紹
低氮燃燒技術(shù)是通過(guò)降低燃燒反應(yīng)溫度，減少過(guò)量空氣系數(shù)， 縮短煙氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間等手段達(dá)到控制NOx的目的， 它是現(xiàn)階段降低燃煤鍋爐NOx 排放最主要也比較經(jīng)濟(jì)的方法。
由于低氮燃燒技術(shù)工藝成熟，投資及運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低，已在火電廠的NOx 排放控制中得到了較多應(yīng)用。以下介紹目前常用的低氮燃燒技術(shù)。
1.1 燃燒分級(jí)技術(shù)
燃燒分級(jí)技術(shù)是在主燃燒器形成初始燃燒區(qū)的上方噴入二次燃料，從而形成富燃料燃燒的再燃區(qū)，當(dāng)NOx 進(jìn)入該區(qū)域時(shí)將被還原成N2。燃燒分級(jí)技術(shù)為了保證再燃區(qū)的不完全燃燒產(chǎn)物能夠燃燼，需要在再燃區(qū)的上面布置燃盡風(fēng)噴口。
燃燒分級(jí)技術(shù)的關(guān)鍵因素是改變?cè)偃紵齾^(qū)的燃料與空氣的比例；存在的問題是為了減少不完全燃燒損失，需加空氣對(duì)再燃區(qū)煙氣進(jìn)行三級(jí)燃燒，因此配風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜。
1.2 空氣分級(jí)燃燒技術(shù)
空氣分級(jí)燃燒技術(shù)（OFA）是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的低氮燃燒技術(shù)， 它的主要原理是將燃料的燃燒過(guò)程分段進(jìn)行。
該技術(shù)是將燃燒用風(fēng)分為一次風(fēng)和二次風(fēng)，目的是減少燃料燃燒區(qū)域的空氣量（一次風(fēng)），提高燃燒區(qū)域的燃料濃度，推遲一次風(fēng)和二次風(fēng)的混合時(shí)間，這樣燃料進(jìn)入爐膛時(shí)就形成了一個(gè)富燃料區(qū)，使燃料在富燃料區(qū)進(jìn)行缺氧燃燒，以降低燃料型NOx 的生成。
缺氧燃燒產(chǎn)生的煙氣再與二次風(fēng)混合，使燃料完全燃燒。目前該技術(shù)與其他初級(jí)控制措施聯(lián)合使用，已成為新建鍋爐整體設(shè)計(jì)的一部分，在適度控制NOx 排放的要求下，一般作為現(xiàn)階段鍋爐低氮排放改造的首選。
空氣分級(jí)燃燒技術(shù)又分水平方向和垂直方向燃燒技術(shù)，它們之間相互作用，彼此關(guān)聯(lián)。
（1）水平方向空氣分級(jí)燃燒技術(shù)如圖1 所示。該燃燒方式是與煙氣垂直的爐膛斷面上組織分級(jí)燃燒，它是通過(guò)將一次風(fēng)和二次風(fēng)不等切圓， 部分二次風(fēng)射流偏向爐墻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
該技術(shù)不但可以使主燃區(qū)處于還原性氣氛從而減少NOx 的排放量，還可使?fàn)t墻附近處于氧化性氣氛，因此可以避免水冷壁的高溫腐蝕以及因還原性氣氛使灰熔融性溫度下降而導(dǎo)致的燃燒器附近結(jié)渣。
（2）垂直方向上空氣分級(jí)燃燒技術(shù)如圖2 所示。將燃料所需的空氣分成2 部分送入爐膛： 一部分為主二次風(fēng)， 約占總二次風(fēng)量70%～85%； 另一部分為燃盡風(fēng)， 約占總二次風(fēng)量的15% ～30%。因此，爐內(nèi)的燃燒分成3 個(gè)區(qū)域，即熱解區(qū)、貧氧區(qū)和富氧區(qū)。上部燃盡風(fēng)送入爐膛時(shí)， 已經(jīng)避開了高溫火焰區(qū)，使未燃盡產(chǎn)物能夠完全燃燒。
1.3 低氮燃燒器技術(shù)（LNB）
將前述的空氣分級(jí)及燃料分級(jí)的原理應(yīng)用于燃燒器的設(shè)計(jì)，盡量降低著火區(qū)的氧濃度和溫度，從而達(dá)到控制NOx生成量的目的， 這類特殊設(shè)計(jì)的燃燒器就是低氮燃燒器，正常條件下可以降低氮排放濃度的30%～50%。
2 三種低氮燃燒技術(shù)的比較
3 低氮燃燒技術(shù)存在的問題
低氮燃燒技術(shù)是應(yīng)用最廣，相對(duì)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的方法。在燃煤過(guò)程中排放的眾多污染物中，NOx 是唯一可以通過(guò)改進(jìn)燃燒方式來(lái)降低其排放量的氣體污染物。但在實(shí)施低氮燃燒技術(shù)時(shí)，會(huì)不同程度地遇到下列問題。
（1）隨著二段空氣量增大，會(huì)使不完全燃燒損失也相應(yīng)增大，實(shí)際中二段空氣量約為空氣總量的15％～20％。
（2）較低溫度、較低氧量的燃燒環(huán)境會(huì)降低鍋爐的燃燒效率，在不提高燃料（例如煤粉）細(xì)度的情況下，飛灰可燃物含量會(huì)增加；由于在燃燒器區(qū)域缺氧燃燒，爐膛壁面附近的CO 含量增加，可能會(huì)引起水冷壁管的金屬腐蝕。
（3）為了降低燃燒溫度，延遲燃燒過(guò)程，在某些情況下會(huì)降低著火穩(wěn)定性和導(dǎo)致鍋爐低負(fù)荷燃燒穩(wěn)定性下降。
（4）大部分燃燒調(diào)整措施的應(yīng)用均可能使沿爐膛高度的溫度分布趨于平坦， 使?fàn)t膛吸熱量發(fā)生不同程度的偏移，最終導(dǎo)致爐膛出口煙溫偏高。
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