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[摘 要]对锅炉低氮燃烧技术分析及应用可以有效提高锅炉燃烧的工作效率，降低氮氧化物排放量，对火电厂的长久发展具有重要意义。在当今生态环境质量恶化的情况下，热工业必须及时调整，以适应社会发展的需要。鉴于此，本文主要分析锅炉低氮燃烧技术分析及应用。
[关键词]锅炉低氮燃烧；技术问题；处理要点
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0020-01
中国的能源生产结构中煤炭的比例超过67%以上，煤炭是中国的主要能源。 由于工业燃煤锅炉的燃烧模式为悬浮燃烧，炉内燃烧温度较高，一般在1100℃以上，燃烧过程中含氮产品的燃煤颗粒可部分转化为NOx。 因此，燃煤工业锅炉的NOx排放高于手工燃烧和链条燃烧。 为了抑制由NOx形成机理产生的氮氧化物，应尽量减少烟气在高温燃烧区域的停留时间，并且可以减少鼓风机在炉内燃烧所需的空气量，并且 NOx排放量将减少。 这种方法在实践中被证明是有效的，并且受到使用单位的欢迎。
1、低氮燃烧技术内容概述
NOx是火电厂主要的空气污染物之一工作原理主要是锅炉燃烧脱氮燃烧技术和烟气脱硝技术燃烧后的脱氮，燃烧脱氮主要是基于低氮的NOx生成机理 燃烧技术，是由低氧燃烧，空气分级燃烧，燃料分级燃烧，烟气再循环等组成，通过将燃烧器置于纵向位置，在锅炉中形成氧化还原，主还原，燃烧区三板， 而且还可以根据不同锅炉的形状来调整燃烧器的位置，使有机燃料和锅炉分风，分类，低温，低氧燃烧，减少燃烧产生的NOx排放，实现 清洁燃烧。
2、锅炉低氮燃烧技术分析
热力型NOx是燃煤锅炉在燃烧过程中氮氧化物的主要来源。其中NOx形成的关键因素在于高温燃烧的火焰，要减少燃煤燃烧过程中产生的热力型NOx含量，可以通过以下两方面进行改善，一是降低火焰的最高温度；二是充分利用燃烧室的空间。所涉及的低氮燃烧技术主要有以下几方面。
2.1、空气分级燃烧
当燃料与空气的混合比例比较适合时，燃煤的燃烧速度快，燃烧温度高。为了有效降低燃煤的燃烧强度和火焰温度，可以通过将空气与燃煤进行分阶段的混合，而且还原性的氛围还有利于抑制NOx的形成，这是由于过量空气系数约为0.8的一次空气能够阻止NOx的大量生成。同时，还能将燃料在总的过量空气系数较低的情况下完全燃烧，进而有效避免由于空气系数偏高造成排烟热量的损失。
2.2、燃料分级燃烧
燃料分级燃烧是指将燃煤从不同的区域喷入到燃烧室中，将全部的燃料进行分阶段分区域的燃烧。一级燃烧一般是在α>1的富氧条件下所进行的燃烧，会产生一定量的NO；二级燃烧是在α<1的条件下形成很强还原性气氛中进行的燃烧，进而将一级燃烧过程中产生的NO还原成N2，实现降低NOx含量的目的。此外，分级燃烧还能有效降低火焰的集中程度，对NOx的形成具有良好的抑制作用。
2.3、烟气再循环
烟气再循环是指将排放的烟气循环回到助燃空气中进行重复利用，进而有效降低助燃空气中的氧气含量，而且在烟气中还含有一定量的CO2，进而能够将氧气含量维持在21%以下。由于助燃空气中的氧气含量较低，进而能够降低燃煤的燃烧速度，降低了单位时间内所释放的热量，从而能够实现降低NOx的目的。烟气的再循环还能适当增加燃烧室中的烟气量，进而能够降低火焰的平均温度，从而减少了NOx的产生量。
2.4、全预混表面燃烧
全预混表面燃烧技术对于控制小型燃煤锅炉的NOx排放量具有非常明显的效果，首先，在表面燃烧的火焰会沿着金属纤维的表面进行均匀的分布，有利于温度场的均匀分布，进而有效降低单位面积上的热负荷；其次，金属纤维表面燃烧的α一般约为1.5左右，较大的过量空气能够对火焰温度起到良好的降低效果。因而，全预混表面燃烧能够将NOx的排放量控制在30mg/m3以下，但是会造成较大的排烟热损失，而且特殊的金属纤维燃烧头易堵塞，清理维护的工作量较大。
3、我國合理化应用锅炉低氮燃烧技术的措施
3.1、开发有效的空气分级燃烧技术
为了确保令锅炉在燃烧的同时，使得内部排放的氮氧化合物含量得以长期有效的降低，就必须要积极推广使用空气分级燃烧技术。而这类技术的基础性原理，就是将锅炉燃烧期间所需的空气预先予以分级处理，之后分别灌注到锅炉当中，确保炉中的燃料就此得以分级分段的燃烧。须知处于燃烧区域的氧浓度，会对所有类型的NOx生成量产生极为深刻的影响，基于该类原理影响，选择将供给燃烧区当中的空气量控制在全部燃烧所需空气量的70%左右，就能够顺利实现燃烧区域内部氧浓度和温度水平的同步降低目标。所以说，第一级燃烧区域的存在意义便是针对NOx生成作用予以遏制，尽量令这部分燃烧过程延迟下去；至于燃烧环节中所需的其余空气，便主要由燃烧器上的燃尽喷口添加到炉膛，持续到和第一级形成的烟气自然混合之后，更为顺利地完成整个燃烧流程。
3.2、基于平浓淡煤粉燃烧技术更加深层次的改造主燃烧器
进行锅炉内部燃烧器合理性改造期间，需要注意将一次风喷口风速控制在每秒25m以内，而一次风率则保持不变，与此同时，还需要在一次风向出口壁面匹配某些尺寸大一些的稳燃齿，借此发挥出扰动强化的作用。这样一来，一旦说煤粉气流到钝体过后便会快速转化成为高温烟气的回流漩涡，在回流区边缘位置提升燃烧速度梯度，持续到煤粉浓度与燃烧温度俱高之后，形成相对理想的着火稳燃效果，进一步大幅度提升一次风煤粉气流出口火焰的稳定性。再就是选择在一次风喷口周边添加合理大小的周界风，保证衍生出相对较大的出口动量测二次风喷口之后，针对以往经常发生的炉膛水冷壁结渣、回火与高温受热变形、高温腐蚀等消极状况，予以系统化地克制。
另外，还应该注意在二次风喷口沿用收缩型的结构，这样才能够令一二次风之间，尤其浓淡一次风的混合速度得以一定程度地推迟。如此一来，就能够更加有效地推迟浓淡煤粉气流的混合现象，持续到令燃烧活动中含N基因和O2的反应机会全面减少之后，顺利减少NOx的具体生成数量。而选择融入较高浓度的浓一次风煤粉气流，则能够进一步令风的稳燃与着火性能得到有机强化，在令挥发成分得到快速确认之后，快速减少NOx的生成数量，保障煤粉颗粒的燃尽性能。
3.3、炉内含氧量的优化调整
为了减少炉内氧气的增加，增加氮氧化物的量，可以通过炉内的氧含量来控制氮氧化物的量，一般情况下，炉内的氧含量越低，NOx排放量较少，但经过试验发现，炉内氧含量过低会造成粉煤灰可燃物增加，燃烧废物中碳含量高等特点，因此经过长时间的实践，最好控制在确保锅炉燃烧效率的同时，减少电厂的NOx排放，使炉内的氧含量低于2.5%，高于2.5%。
总之，随着我国科研实力的不断提升，有关锅炉低氮燃烧技术方面开始出现了愈来愈多的突破成就，不过毕竟我国这方面研究工作处于初步探索阶段，当中不免会存在一系列的弊端问题。至于目前我国锅炉低氮燃烧技术中遗留的问题、处理的要点，以及日后妥善性应用的方式等内容，将会在后续加以有机延展。
参考文献：
[1]毛永清，关天罡，刘红欣，刘铉.燃煤锅炉超低氮燃烧器技术应用研究[J].电站系统工程，2017，33（06）：32-34.
[2]肖冠华.低氮燃烧技术在对冲燃烧锅炉上的应用[J].科技创新与应用，2017（27）：147+149.
[3]刘志军.在用燃煤锅炉低氮改造技术及应用[J].上海节能，2017（07）：424-427.
[4]刘锋.600MW“W”型锅炉低氮燃烧技术改造[J].城市建设理论研究（电子版），2017（08）：108-110.
[5]来钰.燃煤锅炉低氮燃烧优化策略分析[J].科技创新与应用，2017（07）：118.
[关键词]锅炉低氮燃烧；技术问题；处理要点
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0020-01
中国的能源生产结构中煤炭的比例超过67%以上，煤炭是中国的主要能源。 由于工业燃煤锅炉的燃烧模式为悬浮燃烧，炉内燃烧温度较高，一般在1100℃以上，燃烧过程中含氮产品的燃煤颗粒可部分转化为NOx。 因此，燃煤工业锅炉的NOx排放高于手工燃烧和链条燃烧。 为了抑制由NOx形成机理产生的氮氧化物，应尽量减少烟气在高温燃烧区域的停留时间，并且可以减少鼓风机在炉内燃烧所需的空气量，并且 NOx排放量将减少。 这种方法在实践中被证明是有效的，并且受到使用单位的欢迎。
1、低氮燃烧技术内容概述
NOx是火电厂主要的空气污染物之一工作原理主要是锅炉燃烧脱氮燃烧技术和烟气脱硝技术燃烧后的脱氮，燃烧脱氮主要是基于低氮的NOx生成机理 燃烧技术，是由低氧燃烧，空气分级燃烧，燃料分级燃烧，烟气再循环等组成，通过将燃烧器置于纵向位置，在锅炉中形成氧化还原，主还原，燃烧区三板， 而且还可以根据不同锅炉的形状来调整燃烧器的位置，使有机燃料和锅炉分风，分类，低温，低氧燃烧，减少燃烧产生的NOx排放，实现 清洁燃烧。
2、锅炉低氮燃烧技术分析
热力型NOx是燃煤锅炉在燃烧过程中氮氧化物的主要来源。其中NOx形成的关键因素在于高温燃烧的火焰，要减少燃煤燃烧过程中产生的热力型NOx含量，可以通过以下两方面进行改善，一是降低火焰的最高温度；二是充分利用燃烧室的空间。所涉及的低氮燃烧技术主要有以下几方面。
2.1、空气分级燃烧
当燃料与空气的混合比例比较适合时，燃煤的燃烧速度快，燃烧温度高。为了有效降低燃煤的燃烧强度和火焰温度，可以通过将空气与燃煤进行分阶段的混合，而且还原性的氛围还有利于抑制NOx的形成，这是由于过量空气系数约为0.8的一次空气能够阻止NOx的大量生成。同时，还能将燃料在总的过量空气系数较低的情况下完全燃烧，进而有效避免由于空气系数偏高造成排烟热量的损失。
2.2、燃料分级燃烧
燃料分级燃烧是指将燃煤从不同的区域喷入到燃烧室中，将全部的燃料进行分阶段分区域的燃烧。一级燃烧一般是在α>1的富氧条件下所进行的燃烧，会产生一定量的NO；二级燃烧是在α<1的条件下形成很强还原性气氛中进行的燃烧，进而将一级燃烧过程中产生的NO还原成N2，实现降低NOx含量的目的。此外，分级燃烧还能有效降低火焰的集中程度，对NOx的形成具有良好的抑制作用。
2.3、烟气再循环
烟气再循环是指将排放的烟气循环回到助燃空气中进行重复利用，进而有效降低助燃空气中的氧气含量，而且在烟气中还含有一定量的CO2，进而能够将氧气含量维持在21%以下。由于助燃空气中的氧气含量较低，进而能够降低燃煤的燃烧速度，降低了单位时间内所释放的热量，从而能够实现降低NOx的目的。烟气的再循环还能适当增加燃烧室中的烟气量，进而能够降低火焰的平均温度，从而减少了NOx的产生量。
2.4、全预混表面燃烧
全预混表面燃烧技术对于控制小型燃煤锅炉的NOx排放量具有非常明显的效果，首先，在表面燃烧的火焰会沿着金属纤维的表面进行均匀的分布，有利于温度场的均匀分布，进而有效降低单位面积上的热负荷；其次，金属纤维表面燃烧的α一般约为1.5左右，较大的过量空气能够对火焰温度起到良好的降低效果。因而，全预混表面燃烧能够将NOx的排放量控制在30mg/m3以下，但是会造成较大的排烟热损失，而且特殊的金属纤维燃烧头易堵塞，清理维护的工作量较大。
3、我國合理化应用锅炉低氮燃烧技术的措施
3.1、开发有效的空气分级燃烧技术
为了确保令锅炉在燃烧的同时，使得内部排放的氮氧化合物含量得以长期有效的降低，就必须要积极推广使用空气分级燃烧技术。而这类技术的基础性原理，就是将锅炉燃烧期间所需的空气预先予以分级处理，之后分别灌注到锅炉当中，确保炉中的燃料就此得以分级分段的燃烧。须知处于燃烧区域的氧浓度，会对所有类型的NOx生成量产生极为深刻的影响，基于该类原理影响，选择将供给燃烧区当中的空气量控制在全部燃烧所需空气量的70%左右，就能够顺利实现燃烧区域内部氧浓度和温度水平的同步降低目标。所以说，第一级燃烧区域的存在意义便是针对NOx生成作用予以遏制，尽量令这部分燃烧过程延迟下去；至于燃烧环节中所需的其余空气，便主要由燃烧器上的燃尽喷口添加到炉膛，持续到和第一级形成的烟气自然混合之后，更为顺利地完成整个燃烧流程。
3.2、基于平浓淡煤粉燃烧技术更加深层次的改造主燃烧器
进行锅炉内部燃烧器合理性改造期间，需要注意将一次风喷口风速控制在每秒25m以内，而一次风率则保持不变，与此同时，还需要在一次风向出口壁面匹配某些尺寸大一些的稳燃齿，借此发挥出扰动强化的作用。这样一来，一旦说煤粉气流到钝体过后便会快速转化成为高温烟气的回流漩涡，在回流区边缘位置提升燃烧速度梯度，持续到煤粉浓度与燃烧温度俱高之后，形成相对理想的着火稳燃效果，进一步大幅度提升一次风煤粉气流出口火焰的稳定性。再就是选择在一次风喷口周边添加合理大小的周界风，保证衍生出相对较大的出口动量测二次风喷口之后，针对以往经常发生的炉膛水冷壁结渣、回火与高温受热变形、高温腐蚀等消极状况，予以系统化地克制。
另外，还应该注意在二次风喷口沿用收缩型的结构，这样才能够令一二次风之间，尤其浓淡一次风的混合速度得以一定程度地推迟。如此一来，就能够更加有效地推迟浓淡煤粉气流的混合现象，持续到令燃烧活动中含N基因和O2的反应机会全面减少之后，顺利减少NOx的具体生成数量。而选择融入较高浓度的浓一次风煤粉气流，则能够进一步令风的稳燃与着火性能得到有机强化，在令挥发成分得到快速确认之后，快速减少NOx的生成数量，保障煤粉颗粒的燃尽性能。
3.3、炉内含氧量的优化调整
为了减少炉内氧气的增加，增加氮氧化物的量，可以通过炉内的氧含量来控制氮氧化物的量，一般情况下，炉内的氧含量越低，NOx排放量较少，但经过试验发现，炉内氧含量过低会造成粉煤灰可燃物增加，燃烧废物中碳含量高等特点，因此经过长时间的实践，最好控制在确保锅炉燃烧效率的同时，减少电厂的NOx排放，使炉内的氧含量低于2.5%，高于2.5%。
总之，随着我国科研实力的不断提升，有关锅炉低氮燃烧技术方面开始出现了愈来愈多的突破成就，不过毕竟我国这方面研究工作处于初步探索阶段，当中不免会存在一系列的弊端问题。至于目前我国锅炉低氮燃烧技术中遗留的问题、处理的要点，以及日后妥善性应用的方式等内容，将会在后续加以有机延展。
参考文献：
[1]毛永清，关天罡，刘红欣，刘铉.燃煤锅炉超低氮燃烧器技术应用研究[J].电站系统工程，2017，33（06）：32-34.
[2]肖冠华.低氮燃烧技术在对冲燃烧锅炉上的应用[J].科技创新与应用，2017（27）：147+149.
[3]刘志军.在用燃煤锅炉低氮改造技术及应用[J].上海节能，2017（07）：424-427.
[4]刘锋.600MW“W”型锅炉低氮燃烧技术改造[J].城市建设理论研究（电子版），2017（08）：108-110.
[5]来钰.燃煤锅炉低氮燃烧优化策略分析[J].科技创新与应用，2017（07）：118.