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鍋爐低氮燃燒的核心原理是通過(guò)優(yōu)化燃燒過(guò)程，降低燃燒溫度并減少氧氣濃度，從而控制熱力型氮氧化物（NOx）的生成，同時(shí)結(jié)合燃料分級(jí)、煙氣再循環(huán)等技術(shù)進(jìn)一步減少燃料型NOx。以下是具體原理及關(guān)鍵技術(shù)：
一、控制熱力型NOx的生成
熱力型NOx是高溫環(huán)境下氮?dú)猓∟2）與氧氣（O2）反應(yīng)生成的產(chǎn)物，其生成量與燃燒溫度、氧氣濃度及高溫停留時(shí)間密切相關(guān)。低氮燃燒技術(shù)通過(guò)以下方式減少其生成：
分級(jí)燃燒技術(shù)
主燃燒區(qū)缺氧燃燒：在燃燒初期減少空氣供給量，使燃料在缺氧或貧氧狀態(tài)下燃燒，降低燃燒溫度（通?？刂圃?00-1000℃以下），從而控制NOx生成。
再燃區(qū)與燃盡區(qū)補(bǔ)氧：在后續(xù)階段補(bǔ)充空氣，使燃料完全燃燒，同時(shí)避免局部高溫區(qū)形成。
效果：通過(guò)溫度控制，熱力型NOx生成量可減少50%-70%。
全預(yù)混表面燃燒技術(shù)
燃料與空氣準(zhǔn)確混合：采用特殊合金編織的金屬絲網(wǎng)，使氣體和空氣在燃燒前充分預(yù)混，形成均勻的短簇火焰。
均勻燃燒控制高溫：避免局部高溫區(qū)，有效控制熱力型NOx生成，實(shí)現(xiàn)超低排放（NOx＜30mg/m3）。
二、減少燃料型NOx的生成
燃料型NOx是燃料中氮化合物在燃燒過(guò)程中分解生成的，其生成量與燃料類型、燃燒溫度及氧氣濃度相關(guān)。低氮燃燒技術(shù)通過(guò)以下方式減少其生成：
燃料分級(jí)燃燒技術(shù)
主燃燒區(qū)低氧燃燒：將燃料分階段投入，主燃燒區(qū)采用低氧環(huán)境，減少燃料中氮的氧化。
還原區(qū)二次燃料噴射：在還原區(qū)噴入二次燃料，利用未燃碳?xì)浠衔镞€原已生成的NOx，進(jìn)一步降低排放。
效果：燃料型NOx生成量可減少30%-50%。
濃淡燃燒技術(shù)
燃料濃度差異化：使部分燃料在空氣不足的條件下燃燒（濃燃燒），另一部分在空氣過(guò)剩的條件下燃燒（淡燃燒）。
溫度與氧氣濃度雙控制：濃燃燒區(qū)因缺氧燃燒溫度較低，淡燃燒區(qū)因空氣過(guò)量但燃燒溫度分散，整體減少NOx生成。
三、煙氣再循環(huán)技術(shù)（FGR）
通過(guò)將部分低溫?zé)煔庵匦乱肴紵齾^(qū)，降低氧氣濃度并稀釋燃燒反應(yīng)物，從而減少NOx生成：
工作原理
抽取鍋爐尾部約10%-30%的煙氣（溫度約170℃），通過(guò)不銹鋼管道混入燃燒空氣進(jìn)入爐內(nèi)。
降低燃燒區(qū)溫度（通常減少50-100℃）和氧濃度，控制熱力型NOx生成。
效果
結(jié)合分級(jí)燃燒技術(shù)，NOx排放濃度可降至30mg/m3以下，滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)。
四、低氮燃燒技術(shù)的綜合應(yīng)用
空氣分級(jí)燃燒器
通過(guò)調(diào)整燃燒器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)空氣分級(jí)送入，形成氧化還原分區(qū)燃燒，降低NOx生成。
典型應(yīng)用：ABB-CE公司的整體爐膛空氣分級(jí)直流燃燒器、B&W公司的雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器等。
燃料分級(jí)低氮旋流燃燒器
在爐膛內(nèi)同時(shí)實(shí)施空氣和燃料分級(jí)，形成三級(jí)燃燒方式（熱解區(qū)、貧氧區(qū)、富氧區(qū)），進(jìn)一步降低NOx排放。
爐內(nèi)還原脫硝技術(shù)
在燃燒火焰區(qū)域噴入氨或尿素，利用高溫火焰直接還原NOx，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硝，減少后續(xù)處理成本。
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