浅谈燃气锅炉低氮燃烧改造设计方案及应用

袁艳美

摘 要：下面我们就以某一台燃气锅炉为例，对其低氮燃烧问题进行适度的改造，使用相关的设计方案对低氮燃烧的设计综合评价方面，水动力校核计算方面以及热力校核计算等方面进行一系列的分析与研究。在实施一系列的改造措施之后，使得该炉产汽量在总体上提高了21.6%，单位燃烧消耗量降低了12.4%左右，氮氧化物的排放量减少了200T左右，燃气锅炉的总效率增加了1.1%，据相关资料预计，在四年左右将可以收回投资成本。

关键词：燃气锅炉；低氮燃烧；改造设计方案

就目前来看，对于燃气锅炉的设计一般情况下都会留有一定的容量，因此当前主要的解决方案是对现有的燃气锅炉进行整体的客观评价，在此基础上进行科学合理的设计，在燃气锅炉安全运行的前提下，充分利用燃气锅炉的自身优势，能够在很大程度上提高经济效益以及社会效益。根据我国的相关规定，氮氧化物的排放量需要控制在标准状态以内，所以在给燃气锅炉进行增容的同时也要对底单燃烧进行相关技术的改造。

一、燃气锅炉低氮燃烧的相关设计方案

因为燃气锅炉在燃烧的过程中会产生许多的氮氧化物，而氮氧化物的类型一般情况下被分为以下三种：其一，热力型；其二，燃料型；其三，快速型。其中快速型占据的部分比较少，燃气锅炉在燃烧的过程中所产生的氮氧化物主要以热力型为主，而造成此现象的主要原因就是因为氮氧化物的主要生成因子是在燃烧的过程中需要众多的助燃空气。从上述现象来看，如果想控制好氮氧化物的排放量必须得对燃气锅炉的燃烧器进行科学的控制，其中最主要的技术就是使用优化的燃料与助燃空气进行科学合理的混合，从而能够更大程度的降低燃气锅炉内的部分炉膛温度。

就当前来看，国内的主要燃气锅炉的燃烧器一般情况下有以下三种低氮燃烧技术：其一，浓淡的燃烧技术；其二，分段的燃烧技术；其三，烟气二次利用的燃烧技术。上述所说的三种技术的燃烧在某些方面来说可以有效的减少氮氧化物，但是，我国目前使用的该种低氮燃烧技术是借鉴燃煤的技术，因此在使助燃空气与燃料进行科学合理的混合方面仍然存在诸多的不足，燃气锅炉的炉膛内部存在大量的高温情况，因此氮氧化物的排放达不到我国的相关标准要求，对我国的环境空气带来了极大的负面影响。

在燃气锅炉进行改造之后，提高了燃气锅炉的炉膛热负荷。系统分析了燃气锅炉的燃气与助燃空气进行多分级结构的设计之后，制造出一些比较特殊的燃气枪使得相关结构设计能够达到亚音速的旋流效果。与此同时结合了三次旋流和四次直流形成强大的强弱旋对冲，使得燃气与助燃空气能够更加充分的混合，大大降低了燃气锅炉的炉膛某些部分的高温，在很大程度上较少了氮氧化物的生成，从而最终实现燃气锅炉低氮燃烧的目标。

二、结合某工程实例进行分析

1、某燃气锅炉的现状

经过一系列的初步校核的计算方式方法，该燃气锅炉的出力在91.3t/h左右，炉膛热负荷为2014MJ/（m3 h），该燃气锅炉的炉膛断面设计稍微偏大，很在很大程度上非常有利于燃气锅炉的增容设计。在另外一方面，由于该燃气锅炉的热负荷比较小，所以该燃气锅炉的高度非常有限，燃烧器的设置不宜过高；燃气锅炉的省煤器出口满足饱和状态，热力校核计算与汽化热量保持平衡状态。可以满足基本的供热需求。

2、某燃气锅炉的燃气低氮燃烧器械设计

由相关资料显示，该燃气锅炉的燃烧器中燃气与助燃空气有多个级别，其中心的燃气与中心风有默契的配合，内强、外弱旋燃气与强旋、弱旋流风进行有机配合，从而形成了多层次的以及多股的火焰，从而在一定程度上提高了燃气锅炉的燃烧总效率，有效减少了燃气锅炉炉膛内部的局部高温，降低了热力型的氮氧化物的生成。该燃气锅炉的燃烧器主要通过的是强旋流从而形成的中心高温烟气的回流区，从而能够最大程度的达到低负荷的燃烧目标。另外，根据燃气锅炉的热负荷的大小可以适度的调整各级的风流量，與此同时也能调节内外的风门开度。

三、结束语

有上述分析可知：现阶段，我国对于石化行业、钢铁行业以及水泥行业的投资与重视不断增高，而上述所说的行业对于蒸汽的需求量也在不断的提高，而现阶段的燃气锅炉已不能满足各大行业的基本需求，但是如果再重新修建一个燃气锅炉在建设的周期方面以及经济环保方面都是没有很大作用。所以需要人们设计好相关方案进行具体问题的解决。

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