北(běi)京市(shì)将在2017年(nián)4月(yuè)1日正式施行最嚴苛的鍋爐氮氧化物(wù)排放(fàng)标準, 要求新建的鍋爐氮氧化物(wù)排放(fàng)低(dī)于30毫克,在用的鍋爐氮氧化物(wù)排放(fàng)低(dī)于80毫克. 對于目前市(shì)場上(shàng)大部分的在用燃氣鍋爐業(yè)主來說,意味著(zhe)必須更換成低(dī)氮燃燒器(qì),才能(néng)滿足排放(fàng)要求.
　　NOx氮氧化物(wù)的生(shēng)成機(jī)制 對于天然氣鍋爐來說，Nox的産生(shēng)主要來自(zì)空氣中的氮氣和過量氧氣産生(shēng)的熱力型Nox，熱力型NOx的産生(shēng)和燃燒的溫度呈指數型關系，通(tōng)常在燃燒溫度高(gāo)于1000攝氏度的時候開(kāi)始産生(shēng)，而在1400度以上(shàng)NOx的生(shēng)成速度會(huì)急劇增加。
　　下(xià)圖反映的是燃煤型鍋爐的NOx排放(fàng)和溫度的關系，其中熱力型Nox的溫度關系同樣适合于天然氣鍋爐燃燒器(qì)。
　　低(dī)氮燃燒器(qì)和超低(dī)氮燃燒器(qì)類型 傳統的天然氣鍋爐燃燒器(qì)通(tōng)常的NOx排放(fàng)在120~150毫克左右。低(dī)氮燃燒器(qì)通(tōng)常是指NOx排放(fàng)在30~80毫克的燃燒器(qì)。NOx排放(fàng)在30毫克以下(xià)的通(tōng)常稱為(wèi)超低(dī)氮燃燒器(qì)。 傳統的燃燒器(qì)的高(gāo)NOx排放(fàng)主要源于下(xià)述幾個(gè)原因：
l 為(wèi)了保證燃燒充分，采用了較大的過量空氣；
l 燃燒溫度通(tōng)常在1800度左右； 低(dī)氮燃燒器(qì)通(tōng)常基于下(xià)列技(jì)術(shù)：
1. 電(diàn)子比例調節和氧含量控制技(jì)術(shù)；來精确控制氧含量；
2. FGR煙(yān)氣再循環技(jì)術(shù)，來降低(dī)火焰溫度和氧含量；
3. 全預混的表面燃燒技(jì)術(shù)來降低(dī)火焰溫度和實現充分燃燒； 上(shàng)述技(jì)術(shù)中1通(tōng)常是低(dī)氮燃燒器(qì)的必須配置；基于上(shàng)述技(jì)術(shù)，市(shì)場的低(dī)氮燃燒器(qì)主要分為(wèi)以下(xià)類型：
l FGR低(dī)氮燃燒器(qì)； l 表面燃燒超低(dī)氮燃燒器(qì)； l 表面燃燒+FGR超低(dī)氮燃燒器(qì)；
　　其中FGR低(dī)氮燃燒器(qì)通(tōng)常能(néng)夠将NOx在全火範圍内控制到(dào)65毫克，極限大約在40毫克左右，進一(yī)步降低(dī)NOx排放(fàng)可能(néng)導緻燃燒不穩定，或者犧牲可調比等弊端； 表面燃燒超低(dī)氮燃燒器(qì)通(tōng)常能(néng)夠将NOx在全火範圍内控制到(dào)30毫克以内，其優點是安裝簡單，不需要FGR煙(yān)氣再循環管道；其主要缺點是需要過濾空氣，加大了維護工(gōng)作量；同時氧含量在7%左右，降低(dī)了部分燃燒效率。
　　表面燃燒+FGR超低(dī)氮燃燒器(qì)結合了表面燃燒的NOx控制優點和FGR降氧含量優點，可以實現在全火範圍控制NOx到(dào)20毫克水(shuǐ)平，同時控制氧含量在3%以内，最大化燃燒效率。其主要短處是設備成本提高(gāo)。 低(dī)氮燃燒器(qì)選擇考慮的主要參數 NOx 排放(fàng) 必須滿足國(guó)家和地方的環保排放(fàng)要求，在滿足要求的前提下(xià)，從(cóng)企業(yè)的社會(huì)責任角度出發，盡量應該選擇NOx排放(fàng)更低(dī)的設備；
　　尾氧含量 為(wèi)了達到(dào)充分燃燒的極限過剩空氣系數為(wèi)大約1.1, 對應的理論尾氧含量為(wèi)大約2%. 更高(gāo)的尾氧含量通(tōng)常意味著(zhe)燃燒器(qì)效率的降低(dī)。理想的燃燒器(qì)最好尾氧含量可以控制在3%以内；
市(shì)場上(shàng)表面燃燒的燃燒器(qì)的尾氧含量通(tōng)常在7%左右，相(xiàng)對于3%的尾氧含量，意味著(zhe)産生(shēng)相(xiàng)同的熱量，需要多(duō)耗費(fèi)大約6~8%的天然氣。對于常年(nián)運轉或者設備長(cháng)期在較高(gāo)負荷運轉，天然氣消耗量比較大的業(yè)主，選擇一(yī)款尾氧含量低(dī)的燃燒器(qì)對于降低(dī)運行成本至關重要。
　　可調比 采用了電(diàn)子比例調節的低(dī)氮燃燒器(qì)通(tōng)常應該具備至少５：１以上(shàng)的高(gāo)可調比。更低(dī)的可調比意味著(zhe)實際運行過程中更多(duō)的ON/Off啓停，同時也意味著(zhe)更多(duō)的天然氣消耗。除非是負荷常年(nián)在一(yī)個(gè)比較小(xiǎo)的穩定區間的鍋爐，選擇一(yī)個(gè)高(gāo)可調比的燃燒器(qì)對于降低(dī)天然氣的消耗，降低(dī)運行成本，延長(cháng)設備的使用壽命非常重要。
　　其它主要考慮因素 燃燒穩定性是選擇低(dī)氮燃燒器(qì)的主要考慮因素，包括設備本身的可靠性。
　　由于在北(běi)京實施低(dī)氮标準之前，全世界範圍内實施低(dī)氮标準的區域主要在美國(guó)，所以基本上(shàng)隻有主要銷售市(shì)場在美國(guó)的燃燒器(qì)品牌在低(dī)氮燃燒器(qì)領域具有比較長(cháng)的應用經驗，主要包括美國(guó)Powerflame, 美國(guó)IC，英國(guó)利普菲德Limpsfield燃燒器(qì)等。同時從(cóng)燃燒穩定性的角度考慮，對于采用FGR 技(jì)術(shù)的低(dī)氮燃燒器(qì)，需要特别關注FGR 煙(yān)氣再循環比例，過大的比例意味著(zhe)燃燒極易不穩定，或者對于設備的技(jì)術(shù)和控制水(shuǐ)平有比較苛刻的要求。