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從NOx的產(chǎn)生機(jī)理來看，燃油/氣鍋爐控制NOx的技術(shù)也主要著眼于兩個方向:降低燃燒火焰溫度和降低氧含量。因此，抑制NOx的生成的一個重要措施就是從燃燒器入手。那么什么是低氮燃燒器?它的原理是什么呢?

低氮燃燒器是指燃料燃燒過程中NOx排放量低的燃燒器。傳統(tǒng)的天然氣鍋爐燃燒器通常的NOx排放在120~150mg/m3左右。而低氮燃燒器通常的NOx排放在30~80 mg/m3的左右。NOx排放在30 mg/m3以下的通常稱為超低氮燃燒器。目前低氮燃燒器按原理大致可分為以下幾類:

1)階段燃燒器

根據(jù)分級燃燒原理設(shè)計的階段燃燒器，使燃料與空氣分段混合燃燒，由于燃燒偏離理論當(dāng)量比，故可降低氮的生成。

2)自身再循環(huán)燃燒器

一種是利用助燃空氣的壓頭，把部分燃燒煙氣吸回，進(jìn)入燃燒器，與空氣混合燃燒。由于煙氣再循環(huán)，燃燒煙氣的熱容量大，燃燒溫度降低，NOx減少。

另一種自身再循環(huán)燃燒器是把部分煙氣直接在燃燒器內(nèi)進(jìn)入再循環(huán)，并加入燃燒過程，此種燃燒器有抑制氧化氮和節(jié)能雙重效果。

3)濃淡型燃燒器

其原理是使一部分燃料作過濃燃燒，另一部分燃料作過淡燃燒，但整體上空氣量保持不變。由于兩部分都在偏離化學(xué)當(dāng)量比下燃燒，因而NOx都很低，這種燃燒又稱為偏離燃燒或非化學(xué)當(dāng)量燃燒。

4)分割火焰型燃燒器

其原理是把一個火焰分成數(shù)個小火焰，由于小火焰散熱面積大，火焰溫度較低，使“熱反應(yīng)NO”有所下降。此外，火焰小縮短了氧、氮等氣體在火焰中的停留時間，對“熱反應(yīng)NO”和“燃料NO”都有明顯的抑制作用。

5)混合促進(jìn)型燃燒器

煙氣在高溫區(qū)停留時間是影響NOx生成量的主要因素之一，改善燃燒與空氣的混合，能夠使火焰面的厚度減薄，在燃燒負(fù)荷不變的情況下，煙氣在火焰面即高溫區(qū)內(nèi)停留時間縮短，因而使NOx的生成量降低?；旌洗龠M(jìn)型燃燒器就是按照這種原理設(shè)計的。

6)低氮預(yù)燃室燃燒器

預(yù)燃室是近10年來我國開發(fā)研究的一種高效率、低氮分級燃燒技術(shù)，預(yù)燃室一般由一次風(fēng)(或二次風(fēng))和燃料噴射系統(tǒng)等組成，燃料和一次風(fēng)快速混合，在預(yù)燃室內(nèi)一次燃燒區(qū)形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料進(jìn)行燃燒，燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區(qū)內(nèi)析出揮發(fā)分，因此減少了NOx的生成。

任何一種低氮燃燒技術(shù)實(shí)質(zhì)都是對燃燒過程進(jìn)行管控的技術(shù)。根據(jù)歐美國家低氮燃燒器20年的使用經(jīng)驗，工業(yè)鍋爐要實(shí)現(xiàn)真正持續(xù)可靠的低氮燃燒，僅僅更換或改造燃燒器是不夠的，還需要對燃燒管控裝置進(jìn)行升級，如加裝“及時控”燃燒管控裝置。

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