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超低NOx（氮氧化物）锅炉燃烧技术是一种旨在减少锅炉运行过程中氮氧化物排放的先进技术。随着全球对环境保护和可持续发展的重视，控制锅炉燃烧过程中的NOx排放已成为工业领域的重要课题。NOx是大气污染的主要成分之一，其过量排放会导致酸雨、光化学烟雾以及臭氧层破坏等环境问题。因此，开发和应用超低NOx燃烧技术对于改善空气质量、保护生态环境具有重要意义。

超低NOx锅炉燃烧技术主要通过优化燃烧过程来降低NOx的生成量。具体方法包括：分段燃烧技术（如分级燃烧）、低过量空气燃烧、烟气再循环（FGR）、富燃料燃烧与贫燃料燃烧结合、以及采用低NOx燃烧器等。这些技术的核心原理是通过调整燃烧条件（如温度、氧气浓度和燃料混合比例），抑制热力型NOx和燃料型NOx的形成。

1.分级燃烧：将燃烧过程分为多个阶段进行，通过控制各阶段的氧气供应量，降低局部高温区的形成，从而减少热力型NOx的生成。

2.烟气再循环（FGR）：将部分烟气重新引入燃烧区域电气安装工程通用投标初步施工组织设计08，稀释助燃空气中的氧气浓度，降低火焰温度，有效减少NOx的生成。

3.低NOx燃烧器：设计特殊的燃烧器结构，使燃料和空气在进入燃烧室前充分预混，避免局部高温点的出现，从而降低NOx排放。

4.富燃料燃烧与贫燃料燃烧结合：先在富燃料条件下燃烧，形成还原性气氛以分解已生成的NOx，随后在贫燃料条件下完成燃烧过程。

此外，近年来还发展了基于先进计算流体力学（CFD）模拟的燃烧优化技术，能够更精确地预测和控制NOx的生成机制。同时，结合选择性催化还原（SCR）或选择性非催化还原（SNCR）等后处理技术，可以进一步降低NOx排放水平。

总体而言，超低NOx锅炉燃烧技术不仅有助于满足日益严格的环保法规要求，还能提高锅炉的燃烧效率，减少能源浪费。这一技术的应用范围广泛，适用于电力、化工、钢铁、供暖等多个行业，为实现绿色低碳发展提供了重要支撑。

勇要 对燃煤锅炉的低NO.燃烧技术进行了多年研究和开发。本文介绍了超低NO、燃烧技术的原理及其在 某和劣质重油上的试验研究成果和实际应用： 关键词发电厂锅炉低NO.燃烧

原有的低NO燃烧法，基本上是以降低燃烧 区域的温度、使之缓慢燃烧的方法为主的。而本 文的低NO燃烧法的原理则是在燃烧区域（燃烧 器附近）形成均匀的高温还原气氛，供给后续燃烧 所必需的空气。 不管哪种燃料，都会在炉膛内出现以下燃烧 现象。 (1)炉内的高温燃烧使燃料中的N快速地转 换成N系中间生成物（HCN、NH3、NO)。 (2)虽然一部分中间生成物被氧化成NO，但 是在高温还原气氛中，NO可再与中间生成物反应 被还原成N2，从而抑制了NO的生成。 (3)在炉膛内的气体温度下降阶段，通过投入 二次燃烧用空气(以下称二次风)可使未燃烧燃料 完全燃烧，从而抑制热力型NO生成。 如图1所示，在还原气氛（过量空气系数<1） 中.温度越高，含NO的N系生成物的总量越少、

在氧化气氛（过量空气系数>1)中，温度越低，含 NO的N系生成物的总量越少。超低NO燃烧技 术就是利用上述原理，通过优化设计实现富N燃 料的最佳低NO.燃烧过程。

图 N系生成物的总量与火焰温度的关系 注：1ppm=10~6

KACC锅炉的燃烧机理如前所述，一般燃烧 器区域的过量空气系数维持在0.6~0.8，但为了 使该区域能够完全燃烧，需要往炉膛投人一定量 的空气以便形成二次燃烧，由此实现前所未有的 低NO化，并使脱硝设备小型化或无需安装脱硝 设备，从而降低了费用。现在拥有3台重油焚烧 炉的实绩。 (1)锅炉结构 KACC锅炉的结构如图2所示。锅炉分隔为 上、下部分。在下炉膛内配置有燃烧器，炉壁衬有 耐材用来保持火焰的高温，下炉膛的上部水冷管 构成密闭的水冷壁，阻断炉壁间的气体向外流动。 上炉膛由水冷套管构成，促成废气温度下降，因此 使二次风的投入得以实现。 (2)试验条件 试验是将川崎重工滋贺试验工场的立式燃煤

锅炉改造成与KACC锅炉同样的结构，对重油A 重油、沥青和才进行了试验。试 验用油的性能列于表1。 （3）试验结果 各种燃料的NO，排放特性如图3所示。A/0 混合油由70%的重油A和30%的重油C混合而 成。 当下炉膛（燃烧器）的过量空气系数=0.65 0.7时，出现了NO的最小值，该值非常低，只有 45~65ppm对于才，下炉膛的过 量空气系数=0.75时出现了最小值，该值略高于

图3 KACC锅炉的烧肾过量空气

其它油的NO最小值。 这样一来，在下炉膛内可实现高温还原、上炉 内降低排气温度并稳定NO，与此同时投人二段 燃烧空气，由此取得前所未有的低NO排放。 （4）在锅炉上的实际应用 KACC锅炉拥有3台锅炉应用实绩。使用的 燃料是沥青和重油C中的劣质重油。各个锅炉 的设计值和性能试验时的实际值列于表2。 1号和3号都未安装脱硝装置，NO值在 100ppm以下，并且粉尘浓度也很低，表现出比原

煤粉燃烧器以更低的NO、排放量和低未燃

烧灰分为目标，在提高现有CC（清洁燃烧）燃烧器 性能的基础上开发了ACC燃烧器。 4.1 CC燃烧器和ACC燃烧器的结构对比 CC燃烧器和ACC燃烧器的结构如图4所

示。ACC燃烧器是在CC燃烧器的基础上开发 的，对以下方面进行了改造，因此在烧嘴口形成了

更均匀的高温还原区域。 改良喉口，提高点火性能

强化三次风回旋力 ·优化燃烧器空气流速 4.2试验条件

试验在川崎重工滋贺燃烧试验所的卧式炉上 进行，使用澳大利亚纽兰煤（表3）

两种燃烧器的NO，排放特性见图5。随着燃 烧器过量空气系数的降低，ACC燃烧器对降低 NO.排放值的作用变大，如在横坐标的运行计划 点上，两者的NO排放值相差30ppm以上

95 低NO煤粉燃烧器的烧嘴 过量空气系数与NO.对比特性

4.4NO排放值减量效果的研究

（1）改良后的喉口对NO减量的效果 对喉口附近（一次火焰稳定部位）的火

定、着火等情况进行了传热分析。图6表示各个 燃烧器喉口附近的温度分布情况

、着火等情况进行了传热分析。图6表示各个 烧器喉口附近的温度分布情况

如上所述，ACC燃烧器因改良了喉口的结构 而加强了涡流剥离、实现了早期点火，成功地在燃 烧器附近形成了高温区域，达到NO排放值减量 化的作用。 （2）强化三次风回旋力对NO排放值减量的 效果 在研究强化三次风回旋力对烟气与火焰混合 的影响时，进行了传热分析，研究了在不同的三次 风回旋力条件下空气浓度分布情况。图7显示了 三次风与火焰的混合情况。 当回旋角缩小时，在红色区域即三次风中，未 与火焰混合的部分较多。而当回旋角扩大时，三 次风能进行较好的混合扩散、形成均匀的还原区 域，达到NO减量的效果。 （3）调整燃烧器空气速度对NO减量的影响 与CC燃烧器相比，ACC燃烧器提高了三次 风量所占的比例，而二次风的比例则被等量降 低。也就是使三次风流速提高，达到了增强其回 旋力的目的，从而更进一步强化（2）中的混合扩散 效果

通过采取上述（1）～（3）这些措施，在燃烧器 区域形成均匀的高温还原区域并给后空腔提供了 段燃烧空气，使ACC燃烧器达到了更低的NO 效果。 在2004年投入运转的日本制纸公司殿路 工厂配套电力工程的260t/h煤粉锅炉上已经计 划采用本燃烧器

夕力炉结构如下：在燃烧炉 炉顶处设置方向朝下的燃烧器，在炉底处开一个 孔用作排渣口，还有捕渣管群，当炉底处的火焰流 动方向转向上方后，可用捕渣管群收集渣子。为 了使煤灰温度达到熔点以上、使附着在炉内壁上 的渣厚度变厚即产生所谓的自身涂层作用，在焚 烧炉内壁覆衬耐材，用以保持煤灰分的熔渣化和 向下流动。 试验是在安装于川崎重工技术研究所内的试 验炉上实施的。试验炉的流程图见图8。二次风 从几个不同方向吹人以形成完全燃烧。渣从二段 燃烧空气炉下部的排放口流到渣水槽并被急剧冷 却，由螺旋输送机排放到系统外

以表4中所示的大同煤为基准煤杨村施工组织设计，对其它不 同性能的11种煤进行了NO、排放特性评价

表4 夕北力 试验炉的试验煤链

图9表示了燃烧器过量空气系数与NO排放 浓度的关系。随着燃烧器过量空气系数的下降 强还原气氛的形成，NO排放浓度会降低，在过量 空气系数0.6附近时出现了最小值，大约是最大 值的1/3

夕个儿力一试验炉的燃烧器过量空气 系数与NO.排放量的比较特性

图10表示在对二段燃烧空气的吹人位置进 行变更后，烟气离开燃烧器后在炉内的滞留时间

对NO排放特性的影响。二段燃烧空气吹入处 的位置离燃烧器越远，NO排放浓度越小。因此， 实际运行中的NO预测值为原有煤粉焚烧炉的 1/2。

通过以上所述表明：在煤粉燃烧中通过降低 烧嘴过量空气系数以便形成还原气氛、对燃烧炉 覆衬耐材，以维持高温直至二段燃烧空气吹人、改 变烧嘴结构以延长废气滞留时间等技术措施，可 降低NO.排放值

刘 茵 译自《川崎重工技報》dbj61∕t 104-2015 陕西省村镇建筑抗震设防技术规程，No.153,2003，14 ~17 一场

本众多钢厂采用转炉双联法冶炼