摘要：燃煤在锅炉实际燃烧过程中会产生氮氧化物，如果没有进行全面性的优化改造，会造成氮氧化物的排放量持续增多，对人们的生存环境也会造成较大的影响。在当前的环保情况下，低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用应该进行积极的优化。针对氮氧化物的实际生成以及排放等进行全面的控制，最终促进工业的良好的发展。本文将针对低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用进行针对性的探讨。
关键词：低氮燃烧技术；燃煤锅炉；环保
随着经济的发展，社会的进步，低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用受到了广泛的关注。在工业生产中锅炉占有重要的地位，同时发挥着重要的作用，在实际运行中会消耗大量的燃料，进而释放出一些含有氮氧化物的废气。如果这些物质没有经过精细化的处理，对环境会造成一定的污染。在当前节能环保政策影响下，燃煤锅炉开始向低氮燃烧技术方式发展，同时将先进技术应用其中，进而降低氮氧化物的实际排放，在真正意义上能够提高锅炉的实际燃烧效率，对环境也具有一定的保护作用。
1、燃煤锅炉在燃烧过程中生成NOX的原理
煤炭在燃烧的过程中，会产生NO和NO2等氮氧化物。通常情况下，把NO和NO2合称为NOX。一般来说，NOX的生成方式有三种，分别为燃烧生成方式、高温氧化生成方式及快速生成方式。燃烧生成方式，指的是燃料当中存在氮化合物，在燃料燃烧的过程当中，形成NOX。高温氧化生成方式，指的是空气中的氮气在高温状态之下，氧化形成NOX。快速生成方式，指的是燃料在燃烧时，空气中的氮和燃料中的碳氢原子团反应形成NOX。
2、低氮燃烧技术具体分类
低氮燃烧技术主要是将燃烧反应温度降低，同时将过量空气系数不断减少，进而能够将烟气在高温区中的实际停留时间不断缩短，最终将NOX进行全面性的控制。在当前降低燃煤锅炉NOX排放量中是最为主要的方式。对于低氮燃烧技术来讲工艺较为成熟，同时实际的投资以及相关的运行费用较低，因此在火电厂中的NOX实际排放控制具有较好的应用。在当前形势下针对低氮燃烧技术具有以下几种分类。
2.1燃料分级技术
这种技术指的是主燃烧器在初始燃烧的过程当中，再次放入燃料，但由于燃料富富有余，初始燃烧阶段NOX将在燃料过剩的过程中逐渐被还原成N2。在这整个的燃烧过程中，主燃烧器的初始燃烧阶段是第一级，二次加入燃料之后形成的富燃料燃烧是第二级，从而明确划分燃料的分级处理阶段。这种技术由于在第二级燃烧区(也就是再燃区)需要将不完全燃烧物燃烧殆尽，所以必须要在第二级燃烧区上方设置风口[1]。该技术的难点是要不断调整第二级燃烧区当中的空气与燃料配比。为了减少燃料的不完全燃烧造成的损失，则要设置第三级燃烧区，将空气加入其中。由于需要设置多层的燃料燃烧区域，因此，该技术的配风系统十分复杂，燃料与空气比例不好掌控。
2.2空气分级燃烧技术
现阶段我国应用的最为广泛的低氮燃烧技术就是空气分级燃烧技术，简称(OFA)。该技术的原理是把燃料在燃烧过程中，加入空气的过程进行定量与分段处理，产生一次送风与二次送风。一次送风要减少空气送入量，减少燃料与空气结合产生NOX，由于空气送入量少，燃炉内形成燃料富燃状态，使得燃料浓度变高，在这种缺氧的状况之下，燃料燃烧产生的烟气与二次送风的空气进行混合，将燃料继续燃烧[2]。现阶段的这种技术可以与其他的初控措施进行混合使用，设计出新型锅炉。在空气分级燃烧技术基础上，又可以细分为水平方向空气分级燃烧技术与垂直方向空气分级燃烧技术。
水平方向空气分级燃烧技术是在烟气垂直炉膛断面上组织燃烧，这种分级燃烧技术是将一次风与二次风进行交替送风，部分二次风偏入炉墙来实现分级效果。这种燃烧分级技术，不仅可以让主燃烧区进行富燃烧，使得NOX生成量减少，还可以在炉墙附近加入空气量，避免水冷壁高温腐蚀；另外因还原性气氛会使灰熔融性温度下降的原因，所以燃烧器附近会产生渣子。
垂直方向空气分级燃烧技术是将空气分段送入炉膛，但在送风的过程当中，又将二次送风分为主二次风与燃尽风[3]。在这种情况之下，锅炉内的燃烧区分成三个部分，其功能分别为热解区、贫氧气区和富氧气区。当燃料以及煤烟进入燃尽风区域时，温度已经下降，避开了高温区域，可以使得各种未燃尽物质和烟尘能够充分燃烧殆尽。
2.3低氮燃烧器技术
将空气分级以及相关的燃烧分级的具体性原理运用在燃烧器中进行全面的设计，能够将火区的实际浓度以及温度不断的降低，进而对NOX进行有效的控制生成量。这样方式的特殊设计利用的燃烧器就是以低氮燃烧器为核心，在一般情况下能够将氮排放浓度不断的降低。
3、氮氧化物实际形成机理以及实际控制现状
在通常情形下，燃煤在实际燃烧过程中，其生成的主要氮氧化物主要有以下几点：NO、NO2和N2O等。就整体而言拥有较多的NO以及NO2。因此，低氮燃烧最为主要的作用是将这两种物质生成进行全面性的控制。在氮氧化物实际生成中主要以3种方式为主，其一，在高温情形下，空气中存在的氮气被氧化进而生成氮氧化物。
其二，在燃料中存在着氮化合物在实际燃烧中会逐渐被热分解，在实际氧化后会生成氮氧化物这种物质。其三，在空气中的氮以及燃料中的谈氢离子团会发生反应，金额生成氮氧化物这样的物质。在很大程度上讲氮氧化物的实际生成以及炉内温度以及燃料的实际停留时间等具有紧密的联系。因此，针对氮氧化物生成机理以及脱氮技术应进行全方位的分析，这样的方式对燃煤锅炉低氮燃烧技术优化具有着重要的意义。
当前燃煤锅炉的低氮燃烧技术分为3种处理方式，主要是以燃烧前以及燃烧中和燃烧后为核心。在其实际燃烧前针对燃料进行全面性的脱氮处理，但这样的方式具有较高的成本以及工艺具有一定的复杂性，因此在当前具有较少的应用。在其燃烧中的脱氮是将反应区中的氧浓度不断降低以及在高温区中的燃料实际停留时间不断的缩短，进而才能将氮氧化物的实际生成量不断的降低。在燃烧后的脱氮是将氮氧化物不断的还原，另外，以吸附这样的方式能够降低实际中的排放量，其实际的运行技术相对较为成熟。
4、低氮燃烧技术在实际改造后的方案选择
4.1针对摆角以及燃尽风进行全面性的优化
针对摆角以及燃尽风应进行全面性的优化以及相关的调整，能够对低氮燃烧进行良好的控制。同时还应对燃尽风的实际摆角进行适当性的调整，进而能够有效避免炉膛两侧存在着较大的温差。在其锅炉中的总风量持续稳定这样的情形下，应与运行状态结合开来。在负荷提升这样的情况下，应将燃尽风中的挡板不断的增大，能够将氮氧化物的实际排放量不断的降低，同时减少存在的飞灰。针对燃尽风还应进行全面的控制，进而降低含氧量，这样的方式能够有效保证锅炉炉膛处于一种低氧燃烧状态，同时上部保持着燃烧的状态，氮氧化物的实际生成量会不断的下降，最终提高锅炉中低氮燃烧实际效率。
4.2燃烧器在实际中的选择
对于低氮燃烧来讲其燃烧器发挥着重要的作用，因此型式的选择是主要的环节，其中主要分为水平浓淡燃烧器以及相关的垂直浓淡燃烧器等，具有较为广泛的应用。对于水平浓淡燃烧器来讲水平方向对煤粉的浓度应进行全面性的分离，进而保证射流与炉膛中心相接近，具有着较强的径向卷吸；而垂直燃烧器在实际布置中以浓淡浓这样的方式存在，在燃烧区中达到浓淡分离这样的目标。针对燃烧器进行积极调整，应以浓淡分离为核心，同时还应进行合理性的控制分离，进而能够将低氮燃烧的实际效率进行不断的控制。
4.3针对煤粉细度进行全面性的优化调整
低氮在实际燃烧过程中煤粉细度发挥着重要的作用，在空气分级中具有较为明显的作用。在一次风喷口中将钝体稳燃器进行全面的安装，其分级程度较高情况下，细煤粉中NO的实际排放浓度比粗眉粉要高的多。在一定程度上讲煤粉细度越大，内部中的挥发分容易被释出，进而导致其煤粉颗粒以及与空气的实际接触会不断的增大，最终提前着火同时温度不断的增高，其实际的燃烧率也在增加。在煤粉颗粒实际中表面积增加的情形下，对于NO来讲焦炭的还原能力较强，进而细煤粉对低氮氧化物的实际排放量不断的降低。因此，应与空气分级的实际燃烧情况结合开来，进而与煤粉细度进行全面性的控制。
结语：
总而言之，如今，控制燃煤锅炉的氮排放量已经逐渐成为供暖企业的技术重点。本文详细地介绍了燃煤锅炉在燃烧过程当中产生NOX的原理，并介绍了三种降低氮排放的低氮燃烧技术，分别为：燃料分级技术、空气分级燃烧技术及低氮燃烧器技术。又详细地对这三种不同的低氮燃烧技术的优缺点进行了叙述与比较，其中，低氮燃烧器技术市场成熟，应用广泛；空气分级燃烧技术投资相对较低；燃料分级技术可以将已经形成的NOX再度减少。在工业发展中燃煤锅炉低氮燃烧技术发挥着重要的作用，在实际运行燃烧中对氮氧化物生成能够有效的控制，还能减少对环境的污染。在低氮燃烧技术中，主要是以脱氮技术为核心，同时与尾部脱氮技术结合开来，进而达到较好的效果。对于低氮燃烧技术来讲应从稳定性等方面出发，进而能够使其各项要素得到有效的保证。
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