工程技术 技术论坛 9 2019 年 年 2 12 月· 411 · 燃气工业锅炉低氮改造技术及实际应用 白宇坤 哈尔滨红光锅炉总厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150050 ： 摘要：在大气污染中氮氧化物是主要的污染物，现阶段对大气污染进行治理的主要措施就是降低工业锅炉的氮氧化物排放量。因此，对工业锅炉进行低氮改造技术是非常有必要的。本文对燃气工业锅炉低氮燃烧的基本原理进行了分析，同时对燃气工业锅炉常见低氮燃烧改造技术进行了分析，探究了几种目前应用最为广泛的锅炉低氮改造技术，并对其在实际应用中如何选择最为合理的改造方式提出了改进策略。 关键词：燃气工...

　　工程技术 技术论坛 9 2019 年 年 2 12 月 411 燃气工业锅炉低氮改造技术及实际应用 白宇坤 哈尔滨红光锅炉总厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150050 ： 摘要：在大气污染中氮氧化物是主要的污染物，现阶段对大气污染进行治理的主要措施就是降低工业锅炉的氮氧化物排放量。因此，对工业锅炉进行低氮改造技术是非常有必要的。本文对燃气工业锅炉低氮燃烧的基本原理进行了分析，同时对燃气工业锅炉常见低氮燃烧改造技术进行了分析，探究了几种目前应用最为广泛的锅炉低氮改造技术，并对其在实际应用中如何选择最为合理的改造方式提出了改进策略。 关键词：燃气工业锅炉；低氮改造技术；低氮燃烧 中图分类号：X701 文献标识码：A 引言 现阶段将燃气作为工业锅炉的主要能源已经被广泛的进行应用。虽然天然气较传统的燃煤能源相比，具有更加环保的效果，但是在实际的燃烧过程中，还是会出现比较多的氮氧化物，这些氮氧化物生成物被排放到大气中，会对大气造成比较严重的污染。因此对燃气工业锅炉进行低氮改造就是目前比较重要的工作内容。 1 燃气工业锅炉低氮燃烧的基本原理 燃气在燃烧过程中主要将氮氧化物的生成分为热力型、快速型和燃料型。但在实际燃烧中，几乎不会生成燃料型氮氧化物，而快速型氮氧化物的生成量也比较少，因此，在燃气燃烧过程中主要出现的产物是热力型氮氧化物。根据氮元素和一氧化氮在空气中燃烧的化学方程式我们可以知道，氮氧化物生成量的多少与燃烧区的温度、氧气含量以及燃烧时间有关，当燃烧区的温度逐渐升高时，氮氧化物的生成量也逐渐增多。天然气本身并不会产生氮氧化物，只有温度足够高时，才会生成较多的氮氧化物。氮元素的燃烧温度在 800度时才会对氮氧化物的生成量产生影响。当燃烧温度在 800度以下，能够提升燃气的燃烧效率，也就降低了氮氧化物的排放量，当燃烧温度超过 1000 度时，氮氧化物的生成量会随着燃烧时间的增加而增加。因此，燃气在工业锅炉的燃烧中，应当控制燃烧的温度、烟气中氧气的含量和燃烧的时间，这样能够有效降低热力型氮氧化物的产生。 2 燃气工业锅炉常见低氮燃烧改造技术分析 2.1 1 分级燃烧技术 分级燃烧技术是将燃烧器分为富燃料区和贫燃区。通过在贫燃区加入过量的空气，会降低中心火焰的燃烧温度，使燃烧器内的温度均匀分布，不会由于局部温度过高而增加了热力型氮氧化物的生成量，从源头降低了氮氧化物的产生。这种燃烧技术能够有效的延长燃料和空气进行混合的时间，在一定程度上降低了氮氧化物的产生。分级燃烧技术能够将运行参数进行优化，使锅炉的燃烧稳定性得到提升，并且具有良好的节能效果。 2.2 2 R FGR 技术 FGR 技术，也称自身烟气再循环技术，对于燃气工业锅炉来说这一技术的应用比较广泛，对降低氮氧化物的排放也有明显的作用。这种技术是将一部分低温烟气与空气进行混合或直接将低温烟气送入到燃烧器内助燃，进行烟气再循环燃烧。这一技术由于烟气将氧气的浓度进行稀释，同时也吸收了燃烧器中部分热能，有效的降低了燃烧器内的燃烧温度与燃烧速度。由于低温烟气吸收了热能，从而将燃烧温度降低，同时由于混合气体的注入，降低了燃烧速度，这样就会有效的抑制了热力型氮氧化物的生成。由于注入的空气中含有氮分子，这些氮分子有一部分没有参与到氧气的燃烧反应中，并没有直接生成一氧化氮，而是与燃料中的烃类化合物进行反应生成了一部分的氰化氢，氰化氢在厌氧环境下会进行还原反应重新生成氮气，提高了氮气的生成量，同时氧气的浓度并没有因为燃烧反应而出现减少并能够一直为燃烧反应提供氧气，这样也就减少了氮氧化物的生成。 2.3 3 全预混表面燃烧技术 全预混表面燃烧技术的应用主要是当燃料在进行燃烧反应之前，在锅炉的燃烧器中将燃料与助燃剂进行全预混合，再引入运行系统中燃烧头部分金属纤维网处进行燃烧。这样能够增加氧气的含量，加快燃气在燃烧时的反应速度，降低了燃烧时间，使燃烧区的温度比较均匀，不会出现局部温度过高的现象发生，这就降低了热力型氮氧化物的生成。同时这样的燃烧处理技术对氮元素和氧元素之间的燃烧反应有一定的限制作用，从而降低了氮氧化物的生成量。但是需要注意的是，全预混表面燃烧技术对燃烧器的使用寿命有一定程度的影响，同时对合金金属纤维网的维护产生了一定程度的费用提升。 2.4 4 水冷完全预混技术 水冷完全预混技术一般有平板型和圆筒型两种。水冷完全预混技术是通过增加水冷却火焰系统，降低了火孔板由于温度升高而引起的热应力变形，通过冷却水管带走部分热能，从而降低了火孔板的温度，有效的降低了氮氧化物的生成。这一技术能够提升燃料的燃烧效率，降低氮氧化物的排放，并且具有良好的预防回火功能。 3 燃气工业锅炉低氮改造技术的实际应用分析 一般在工业锅炉低氮改造技术的实际应用中，为了提升改造效果，一般会采取更换锅炉燃烧器和对老旧锅炉进行整体更换两种方案，更换方案的选择要根据实际情况以及锅炉自身问题进行合理选择。 在某工业锅炉低氮改造方案中，采用更换低氮燃烧器的改进方式，在低氮燃烧技术中采取分级燃烧与烟气再循环技术相结合的方式。更换前的燃烧器的使用为 GP1000ME 式分体机，氮氧化物的排放量为 120-200 毫克每立方米。改进后的燃烧器为 EK EVO 9.10400G EU3 FGR 燃烧器，同时在系统内增加了烟气再循环系统。烟气再循环系统的风管由锅炉的排气孔与鼓风机相连接。通过改进之后，在锅炉在 80%负荷工作环境下，测得氮氧化物的排放量明显降低，降至 20-30毫克每立方米。 在另一工业锅炉低氮改造方案中，采用整体更换锅炉的应用方式，在低氮燃烧技术中采取全预混表面燃烧技术。该工厂中的老旧锅炉为燃煤锅炉，测得的氮氧化物排放量严重超标。新更换的锅炉采用 WNS 系列的低氮冷凝热水锅炉，这一锅炉容量明显提升，并且在高负荷工作环境下对其进行氮氧化物生成量的测定，其排放值在 27 毫克每立方米，有效的降低了锅炉氮氧化物的排放量。 4 结束语 在燃气工业锅炉低氮改造技术中，分级燃烧与烟气再循环技术相结合的改造技术仍然会是使用最为广泛的一种改造技术。而在低功率中小企业中的燃气锅炉低氮改造中大多使用全预混表面燃烧技术。在燃气工业锅炉低氮改造技术中要根据实际的应用情况，选择最为合理的改造技术，从而提升低氮改造技术的应用效果，逐步完善改造技术，使燃烧更加合理，从而降低氮氧化物的排放量，实现大气环境的保护和改善。 参考文献 [1]朱航科.燃气锅炉低氮技术研究[J].中国资源综合利用, 2019(7):17. [2]王宪辉,李钟.燃气锅炉低氮改造技术探讨[J].山西建筑, 2017(5):15. [3]郭桥.关于燃气锅炉低氮改造的技术分析[J].技术与市场,2018(07):17.