李驁

大港油田原油運(yùn)銷公司 天津 300280

低氮燃燒的實(shí)際原理為：基于空氣分級(jí)燃燒技術(shù)以控制NOx。該技術(shù)就是對(duì)燃煤發(fā)揮作用，令其實(shí)現(xiàn)在缺氧高和富氧低兩種溫度階段中燃燒。如此能夠規(guī)避富氧、高燃燒溫度的同現(xiàn)，由此來(lái)顯著阻礙熱力型NOx、燃料型NOx的生成，以實(shí)現(xiàn)左右NOx生成之效果。

1 存在的安全風(fēng)險(xiǎn)及產(chǎn)生原因

1.1 低NOx燃燒技術(shù)對(duì)Q2的影響分析

由于FGR是從尾部煙道中抽出一定比例的低溫?zé)煔夂涂諝饣旌虾笏腿肴紵?，降低了燃燒氣體含氧量，低溫?zé)煔獾膮⑴c使?fàn)t膛內(nèi)燃燒溫度降低，且煙氣流速會(huì)增加，改變了爐膛及各受熱面的換熱量，會(huì)對(duì)排煙損失Q2及鍋爐效率產(chǎn)生一定影響[1]。

（1）如果煙氣循環(huán)量過(guò)大或混合不均勻，可能導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)燃燒及傳熱不穩(wěn)定，引起煙氣中CO、炭黑污染物和碳?xì)浠衔锏犬a(chǎn)物大量產(chǎn)生，污染了受熱面，使鍋爐吸熱量下降，排煙溫度升高，從而導(dǎo)致鍋爐Q2升高。

（2）由于抽取低溫?zé)煔鈪⑴c燃燒，提高了參與燃燒的空氣溫度，爐膛中煙氣量增大，溫度場(chǎng)更均勻、充滿度更好。爐膛內(nèi)火焰中的雙原子分子（如O2、N2）對(duì)熱輻射是透明的，具有輻射能力的主要是三原子分子（如CO2、H2O），F(xiàn)GR致使?fàn)t膛內(nèi)輻射能力增強(qiáng)，理論上也可能提升爐膛的吸熱量。由于FGR增大了鍋爐循環(huán)煙氣量，對(duì)流受熱面煙氣流速隨之提高，在煙溫變化不大的情況下，對(duì)流吸熱量將提高，從而使排煙溫度降低，導(dǎo)致Q2下降。

1.2 個(gè)別燃燒器無(wú)型式試驗(yàn)證書(shū)、報(bào)告

目前，中國(guó)特種設(shè)備試驗(yàn)所是國(guó)內(nèi)唯一具有燃燒器型式試驗(yàn)資格的單位，燃燒器型式試驗(yàn)的工作進(jìn)度跟不上燃燒器生產(chǎn)廠家投產(chǎn)新型燃燒器的速度。為了避免產(chǎn)品積壓，一些燃燒器制造商或代理商出于經(jīng)濟(jì)利益的考慮，可能會(huì)向用戶銷售尚未進(jìn)行型式試驗(yàn)或仍在申請(qǐng)型式試驗(yàn)的新型燃燒器。鍋爐用戶在索要燃燒器型式試驗(yàn)報(bào)告和證書(shū)時(shí)，會(huì)提供其他類型燃燒器型式試驗(yàn)證書(shū)和報(bào)告，并利用用戶安全管理人員的漏洞[2]。未通過(guò)型式試驗(yàn)的燃燒器可能存在安全隱患，投產(chǎn)后可能存在安全隱患。

2 低NOx燃燒技術(shù)對(duì)Q2的影響分析

由于FGR是從尾部煙道中抽出一定比例的低溫?zé)煔夂涂諝饣旌虾笏腿肴紵?，降低了燃燒氣體含氧量，低溫?zé)煔獾膮⑴c使?fàn)t膛內(nèi)燃燒溫度降低，且煙氣流速會(huì)增加，改變了爐膛及各受熱面的換熱量，會(huì)對(duì)排煙損失Q2及鍋爐效率產(chǎn)生一定影響[3]。

（1）如果煙氣循環(huán)量過(guò)大或混合不均勻，可能導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)燃燒及傳熱不穩(wěn)定，引起煙氣中CO、炭黑污染物和碳?xì)浠衔锏犬a(chǎn)物大量產(chǎn)生，污染了受熱面，使鍋爐吸熱量下降，排煙溫度升高，從而導(dǎo)致鍋爐Q2升高。

（2）由于抽取低溫?zé)煔鈪⑴c燃燒，提高了參與燃燒的空氣溫度，爐膛中煙氣量增大，溫度場(chǎng)更均勻、充滿度更好。爐膛內(nèi)火焰中的雙原子分子（如O2、N2）對(duì)熱輻射是透明的，具有輻射能力的主要是三原子分子（如CO2、H2O），F(xiàn)GR致使?fàn)t膛內(nèi)輻射能力增強(qiáng)，理論上也可能提升爐膛的吸熱量。由于FGR增大了鍋爐循環(huán)煙氣量，對(duì)流受熱面煙氣流速隨之提高，在煙溫變化不大的情況下，對(duì)流吸熱量將提高，從而使排煙溫度降低，導(dǎo)致Q2下降。鍋爐燃燒后排放的NOx其中約95%為NO，而NO2僅占5%左右。依據(jù)氮氧化物生成機(jī)理，可分為熱力型、燃料型和快速型NOx三類。天然氣燃燒時(shí)幾乎不產(chǎn)生燃料型NOx，而快速型NOx的占比也非常低，因此，主要的產(chǎn)物是熱力型NOx。熱力型NOx是空氣中的氮在高溫下分解、氧化后生成，燃燒區(qū)的溫度、氧濃度、滯留時(shí)間是熱力型NOx生成的關(guān)鍵因素。低NOx燃燒技術(shù)就是通過(guò)降低燃燒溫度、提高燃燒溫度場(chǎng)均勻性、控制燃燒區(qū)燃料濃度或氧濃度、破壞NOx生成的最佳條件等方法降低NOx的生成。將部分燃燒煙氣吸回，進(jìn)入燃燒器，與空氣混合燃燒，形成貧氧混合空氣參與燃燒，既能有效降低火焰溫度，又能破壞形成氮氧化物的各分子按比例相遇的概率。由于煙氣再循環(huán)，燃燒煙氣熱容量大，燃燒中心溫度降低，NOx減少幅度明顯。控制系統(tǒng)改造：燃燒器運(yùn)行控制采用RatiotronicTM6000系列燃燒程序控制器，該RatiotronicTM6000系列由英國(guó)DUNPHY燃燒器公司與英國(guó)ETC公司共同研發(fā)。其優(yōu)點(diǎn)在于可以精確控制燃燒器的運(yùn)行，高度的機(jī)電一體化，迅速接收反饋信號(hào)快速調(diào)節(jié)，保持最佳高效的運(yùn)行；配置的燃料控制步進(jìn)電機(jī)、助燃風(fēng)控制步進(jìn)電機(jī)、FGR控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)各種空/燃比獨(dú)立調(diào)整，在低氮燃燒系統(tǒng)中能精確控制燃?xì)馊加?、助燃風(fēng)、FGR回流煙氣間的協(xié)調(diào)運(yùn)行，達(dá)到最佳燃燒狀態(tài)，節(jié)約了能源[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

改造后的鍋爐運(yùn)行工況良好，達(dá)到低氮環(huán)保要求，但是也有遺憾，因?yàn)榈偷紵鞲脑旌蟪霈F(xiàn)問(wèn)題比較復(fù)雜，有些是可以用數(shù)據(jù)計(jì)算的，有些是無(wú)法量化的。本文只針對(duì)鍋爐熱經(jīng)濟(jì)性和耗氨量經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了粗略分析，受本人水平以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況影響無(wú)法更加精細(xì)全面研究更多工況。