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低氮燃燒器對鍋爐運行的影響

從很多電廠低氮燃燒器改造情況來看，普遍存在汽溫（尤其是再熱汽溫）偏低，飛灰可燃物偏大的情況。

主要受影響因素是鍋爐的設計情況及燃用煤質。通過燃燒調整、二次風配比、SOFA風配比，部分廠汽溫參數基本達到了設計值，飛灰可燃物有明顯降低。 低氮燃燒器改造后，爐內溫度場的變化將會對爐膛出口煙溫及汽溫特性產生較大影響。3鍋爐低氮燃燒器改造后存在問題的應對策略現在燃煤電廠的鍋爐低氮燃燒器的改造還未全部完成，同時該技術的應用中出現的問題正逐漸暴露。這主要表現在以下兩個方面：

1、純從燃燒角度來講，鍋爐采用空氣分級低氮燃燒技術改造之后，燃燒延遲，火焰中心上移，爐膛出口煙溫上升，鍋爐的過熱汽溫、再熱汽溫上升。

2、鍋爐采用空氣分級低氮燃燒技術改造之后，主燃區的溫度下降較多，爐內溫度分布更加均勻。水冷壁的沾污結渣情況會有很大改善，爐內水冷壁吸熱增強，爐膛出口煙溫下降，鍋爐的過熱汽溫、再熱汽溫下降。 鍋爐低氮燃燒改造之后的汽溫特性變化情況主要受以上兩個因素影響，哪個因素的影響占主導地位主要取決于鍋爐的設計情況及燃用煤質情況。研發團隊到美國、歐洲等國交流學習先進的經驗，結合國內實際情況研發出了全預混燃燒技術。 從各廠空氣分級低氮燃燒器運行情況來看，采用設計煤種，隨著分離燃盡風（SOFA）風量的增加，主燃區過量空氣系數降低，過熱器溫升、再熱器溫升均有較大增加。

隨著當前鍋爐排放越來越嚴，越來越多的地方開始對鍋爐進行低氮改造，如京津冀、鄭州、西安等。作為一種清潔能源，能減少近100%和粉塵排放量，60%的二氧化碳排放量和50%的氮氧化合物排放量，并有助于減少酸雨形成，緩解地球溫室效應，從根本上提高環境質量。公司鍋爐供能燃料，由于鍋爐安裝較早，鍋爐當前氮氧化物排放量為90mg/m3，燃燒器燃燒后的廢氣排放無法滿足國家制定的污染物排放新標準——《鍋爐大氣污染物排放標準DB11/139-2015》的限值要求(2017.3.31日之前在用鍋爐排放標準為80mg/m3)。鍋爐低氮燃燒改造之后的汽溫特性變化情況主要受以上兩個因素影響，哪個因素的影響占主導地位主要取決于鍋爐的設計情況及燃用煤質情況。為達到此排放要求，公司對燃氣鍋爐燃燒器進行改造。

鍋爐的熱效率是衡量鍋爐的一個指標，影響鍋爐的效率的主要因素有：排煙溫度熱損失、散熱損失、燃料不完全燃燒及鍋爐結垢等。由于燃燒器進行改造后散熱損失及鍋爐結垢與改造前的相比較未發生改變，因此對鍋爐的熱效率并無影響，燃燒器改造前與燃燒器改造后改變的因素主要有兩個，即排煙溫度熱損失與燃料的不完全燃燒程度，因此本文主要研究這兩種因素對鍋爐效率的影響。在氧濃度較低情況下，增加可燃物在火焰前峰和反應區中停留的時間。

排煙溫度熱損失是燃氣鍋爐熱損失中主要的一項，它主要取決于排煙溫度與過量空氣系數λ。韓國與日本國家一樣，缺乏能源和，價格比較昂貴，所以他們國家設計的燃燒器不僅要求低氮，更要求節能，高效，減少燃氣能源依賴和消耗（類似日韓的發動機一樣省油，水國燃燒器高效節能省燃氣）。(過量空氣系數是燃燒1kg燃料實際供給的空氣質量與理論上完全燃燒1kg燃料所需的空氣質量之比，是我國及俄羅斯等國通用的研究可燃混合氣成分指標，常用符號λ表示)，λ與排煙熱損失q1關系：根據經驗公式：q1=(0.5 3.5λ)(T排煙-T環境溫度)

在運行中，要盡可能地在保證完全燃燒的條件下降低q1來提高鍋爐的燃燒效率，鍋爐排煙溫度偏高就會導致鍋爐的熱效率降低。排煙熱損失隨排煙溫度的升高和空氣系數的增大而增大。燃氣鍋爐排煙中含有蒸汽，過熱蒸汽是煙氣中熱量的主要攜帶者。因此，為了降低NO的排放量，必須人們優化調整燃燒方法，并且在滿足環保排放要求的前提下要程度兼顧運行經濟性。因此，燃氣鍋爐排出的煙氣中除顯熱外，還有大量潛熱，這一部分熱損失的大部分(約70%)可以通過接觸式換熱設備進行回收。低氮鍋爐改造根據爐膛尺寸是否達標可分為以下兩種方式：

1、更換低氮燃燒器(全預混、煙氣外循環、煙氣內循環)

2、更換鍋爐(冷凝鍋爐、三回程燃氣鍋爐 低氮燃燒頭)由于冷凝爐更環保、更低氮，在低氮改造中，選擇更換冷凝鍋爐已然成為一種必然趨勢：1).超率：冷凝鍋爐比普通鍋爐20%至30%,冷凝鍋爐熱效率可達108.9%。

2).冷凝鍋爐排煙溫度低：排煙溫度低至35℃。

3).供水溫度可調范圍大：冷凝鍋爐自備先進的、質量好的水溫控制系統及獨特的結構和燃燒方式。

4).更加環保：冷凝鍋爐氮氧化物(NOx)排放量只有30ppm，低于歐洲標準5級的56ppm。排放量大大低于一般鍋爐排放標準。由于燃燒，生成的二氧化碳遠低于普通燃氣鍋爐。運行噪聲小于40分貝。

燃燒機的分類目前主要包括以下幾種：

一、燃油燃燒機（包括輕油燃燒機.重油燃燒器）

燃油鍋爐燃燒機民用灶具、打火機、噴燈、發動機中的噴燃裝置等都屬于燃油鍋爐燃燒機。

二、燃氣燃燒機（燃燒機.液化氣燃燒機.煤氣燃燒機.沼氣燃燒機.甲醛燃燒機）

將可燃氣體(城市煤氣、)由微電腦控制系統按程序控制進入燃燒器的燃燒頭內由一次風與可燃氣體混合，點火燃燒，二次風助燃，實現充分燃燒。

三、生物制顆粒燃燒機（生物質顆粒燃燒機（Biomass pellet burner）廣泛應用于鍋爐、壓鑄機、工業爐窯、焚燒爐、熔煉爐、廚房設備、干燥設備、食品烘干設備、熨燙設備、烤漆設備、公路筑路機械設備、工業退火爐、瀝青加熱設備等各種熱能行業。低氮燃燒技術改造后，產生鍋爐過熱器減溫水量增大的問題較多，由于煤粉燃燒的過程變長，加上燃盡風的使用，使得爐膛出口的煙氣溫度變高，這時爐膛的溫度變低，爐膛水冷壁的輻射吸熱量就會降低，形成對流的受熱面的吸熱量就會增加，使得過熱器減溫水量增加。）

四、工業燃燒器（鍋爐燃燒器.窯爐燃燒器.廢油燃燒器.蓄熱式燃燒器.綠源燃控燃器.節能型燃燒器.低氮燃燒器）

五、民用燃燒器（生物質燃燒器.雙高火燃燒器.管道燃氣燃燒器）

六、特種燃燒器（工業燒嘴.瀝青攪拌站燃燒機.船用鍋爐燃燒器.水媒漿燃燒器）