天然气锅炉低氮燃烧改造问题分析研究

陈华刚

（中国石化集团中原石油勘探局有限公司供热管理处，河南 濮阳 457000）

在最近的几年来，伴随着我国环境保护压力不断增加，我国对于工业大气污染排放的要求随之提高，在锅炉烟气排放过程中，标准也是比较高，通过对燃煤锅炉作出合理除尘和脱硫改造，保证自身的运行效率得到全面提升。此外因为天然气燃料自身是存在着比较高燃烧效率和排放污染较低，在日常中得到了十分广泛的应用。因此现如今我国各个地区中已经是出现了比较多的燃煤锅炉改成为燃气锅炉。因此在本文之中，主要是分析了天然气锅炉低碳燃烧改造的问题，在这个基础之上提出了下文中的一些内容。

一、降低燃气锅炉NOX的排放方法分析

（一）合理的选择低氮燃烧器

针对于NOX而言，主要是在锅炉进行燃烧时所出现的，根据相关分析可以得出，锅炉燃烧所出现NOX生成量是于燃烧过程中的温度和过量空气系数a存在直接联系，然而这两个因素和燃气/空气速度比以及混合浓度存在联系，为了能够实现燃烧器低NOX排放，因此必须要对锅炉炉膛结构和受热面给予充分的保障，通过对燃气和空气作出合理的分解，保障可以形成一个比较稳定的燃烧分级区域，这样才可以满足锅炉运行过程中负荷的要求。

除此之外，传统燃气锅炉在燃烧过程中，稳焰盘内部旋流叶片是以平板式所呈现出来，这个时助燃的空气存在较大的阻力，在流速和能力方面损失比较严重，其中燃烧的喷嘴通常情况下是沿着喷追轴直接喷出，并不是带有着旋转，这个时候气体燃料没有办法和助燃空气交叉到一起进行混合燃烧，比较容易存在着局部高温问题，生产大量的热力型NOX。但是进行改造后，稳焰盘是带有着倾角或者是互动流线型，这时气体将会沿着稳焰盘形成相应的角度，从而射出，同时对于稳定轴向流动中，可以让旋流区域带有着一定的倾角，使气流通过时能够做出相应的调节，保证燃料以及助燃空气之间得到更加充分以及合理的燃烧，避免锅炉局部的温度出现升高，最终对热力学的NOX进行降低。

（二）烟气再循环的技术

对于燃气锅炉的烟气循环技术而言，主要是包括了炉内烟气循环和炉外延期循环，炉内延期循环则是根据燃烧器进行完成，可以在燃烧起外侧增加一定直流风，这样在燃烧时将会使其内外侧形成一种负压，有效的对烟气回流量控制，对燃烧在燃烧时候的温度进行降低，同时也是可以降低的出现量，针对于这种方法来说，在回流罩材料方面的要求较高，同时对于锅炉内部的火焰形状及尺寸方面存在一定影响。但是采取这种方式可以较小的降低燃料气体压力，通过文丘里原理来进行分析，所吸入到的燃烧会产生一些二氧化碳，并且对燃气带来稀释，导致燃烧的速度和温度进行降低，最终达到降低NOX排放的目的。

二、燃气锅炉在进行低氮改造中需要注意的一些问题

一是现有的先进低碳燃烧器在运行时候的NOX排放浓度基本上可以控制在每立方米五十到八十毫克，假如要想使NOX排放标更低，那么在对锅炉进行改造的时，可以合理去应用低氮燃烧器和烟气再循环技术方式，在对烟气进行排放过程中，通过合理去增加烟气化学处理措施，使最终效果更佳的理想。二是通过选择低氮燃烧器来对锅炉的低氮进行改造，在进行改造时，需要对燃烧器的调试工作引起足够的重视。不仅需要根据规定能够满足锅炉运行百分之八十五以上的负荷排放要求，同时也是需要对过了的每一个负荷段排放情况以及燃烧情况进行相应的调试和对比，通常情况下主要是为了NOX排放量进行降低，是需要对过量的空气系数a进行降低，但是如果空气系数a比较低的情况下，那么会导致最终的燃烧并不稳定，也是会增加快速性NOX的出现。同时高负荷端的过滤剧烈震动也在低氮改造中要引起足够的重视，三是在采用燃气锅炉进行低氮改造时，如果使用全新燃烧器，那么必须要和锅炉的生产厂家和设计单位作出沟通，对其燃烧器以及锅炉墙的安装只存进行充分考虑，同时也是需要对锅炉内部的受热面作出重新核定，这样可以保证着火区域不会对锅炉正常热循环带来影响。除此之外叶斯需要对新低氮燃烧器对于天然气的参数要求作出核对，并且充分的考虑锅炉原来鼓风机的整体送风能力，这点需要引起重视。

总结

通过上述分析得出，天然气锅炉人少所生产的NOX主要是为热力型的NOX以及快速性的NOX。要想对NOX排放量进行降低，必须要将燃烧室的温度能够控制在1800k之下，同时让燃烧的区域变得更加均匀，过量空气系数a是需要保持在1.05-1.10范围之内，并且是越低越好的，通过合理对烟气再循环和低氮燃烧器的方案应用，保证天然气锅炉的NOX排放量得到降低，同时在实现锅炉低碳排放方面存在着十分重要的一个作用，应用时候的方便十分简单，并不需要过多的资金投入，但是其效果十分理想。