通过文献，王庆丰等对北京市 85 台小区集中供热燃气 锅炉 NOx 排放现状进行了分析。通过现场实测，得出该 85 台锅炉 NOx 排放浓度平均为 125mg/m3。高于目前北京市 新的排放标准。另查找其他文献中发现，北京市现有容量为 7MW 以下的小型燃气锅炉，其中 90% 的 NOx 排放浓度 都在 100 mg/m3 以上。相比于国内其他地区，北京市在限 制 NOx 排放方面已经走在前列，但是相比于对锅炉大气污 染排放要求最为严格的美国加州地区（其排放限值为 30mg/ m3），我们还存在较大减排潜力。
分级燃烧能够确保燃料充分燃烧，同时大大降低 NOx 的生成，采用分级燃烧技术可减少 60% 左右的 NOx 排放。
烟气再循环
NOx 生成量的降低可通过在火焰区域加入烟气来实现。 主要原理为降低锅炉燃烧温度和降低燃烧时 O2 分压，从而 减少热力型 NOx 的生成。因此，烟气再循环主要减少的是 热力型 NOx。同时，烟气的加入也会增加空气流动速度，使 得空气和燃料混合更充分，进一步减少快速型 NOx 生成。
industry
李 君 1 陈 菁 2
1. 华电北京热电有限公司；2. 华电电力科学研究院 李君（1967 －）男，工程师，主要从事电厂运行管理及锅炉专业优化技改工作。
point
影响力 行业关联度
当前能源环境新形势下，对燃气锅炉的 NOx 排放要求也越来越严。北京市自 2017 年 4 月 1 日起，在高污染禁燃区内，新建、 在用燃气锅炉 NOx 排放浓度限值降至 80mg/m3。文章从 NOx 生成机理出发，介绍几种低氮燃烧技术，分析北京某电厂 116MW 燃 气热水炉低氮燃烧改造案例及运行效果。此案例通过更换原燃烧器，并配合烟气再循环系统进行改造。改造后，在不影响锅炉原出力 前提下，率先实现了燃气热水锅炉低浓度排放，锅炉 75% 以上负荷稳定工况时 NOx 排放指标达到 30mg/m3 以下，满足排放要求。 本项目的实施，为此类热水炉燃烧器 NOx 排放指标超标的问题解决，提供实践示范。
分级燃烧
燃烧过程分为三个区域：主燃烧区、再燃还原区及完全 燃烧区。分级燃烧为组织燃料分批、分阶段参加燃烧反应， 抑制 NOx 的生成。在主燃区送入大部分燃料，以及主燃区 上部喷入二次燃料再燃烧，形成还原性气氛将主燃烧区生成 的 NOx 还原成 N2 及中间产物等。在完全燃烧区送入空气， 最终完成燃烧全过程。
天然气中含氮量较低，因此 NOx 生成以热力型为主，烟 气再循环技术对燃气锅炉的低氮燃烧效果显著。该技术的低氮 燃烧效果与再循环烟气量有关，烟气循环率不能过高，过高会 出现燃烧不稳定以及增加未完全燃烧热损失。当烟气再循环率 为 10% ～ 15% 时，可降低燃气炉 NOx 排放浓度约 40%。
烟气再循环技术由于掺入低温烟气，会影响锅炉效率，虽 然其对 NOx 的排放控制效果较好，但是在实际工程应用中， 一般会和其他低氮燃烧技术配合使用，达到 NOx 的低排放要求。
真实度
燃气锅炉低氮燃烧改造
在能源全面升级清洁能源的形势下，燃气热水锅炉在供 热领域也得到了快速的发展，容量也越做越大。特别是在我 国经济发达地区，很多城市的供热热源中心都建有燃气热水 锅炉，有的承担供热基本负荷，供热季满负荷运行，有的承 担供热尖峰负荷，在供热高寒期投入运行。
天然气作为一种洁净燃料，含硫量和含氮量比煤低得多， 燃烧后产生的烟气几乎无烟尘，其主要污染物为氮氧化物（NOx）。 随着政府对大气污染排放的越来越重视，对于 NOx 的允许排放 浓度也越来越严。日益严格的大气污染物排放标准，进一步促进 着很多企业对燃气锅炉进行低氮燃烧改造工作的开展。
低氮燃烧器技术
目前，低 NOx 燃气燃烧器几乎全部国外进口，品牌很
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CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2018·中国科技信息 2018 年第 3、4 期合刊31 万～ Nhomakorabea60 万◎
大气污染物排放标准对 NOx 的规定与现状
针对大气污染物排放，国家出台有标准为 GB 13271— 2011《锅炉大气污染物排放标准》。该标准中规定了燃气锅 炉的 NOx 浓度排放限制为不高于 100mg/m3 以及执行时间为 2015 年 1 月 1 日起。在国家政策的基础之上，不少地区也相 应的出台了更为严格的大气污染排放政策。比如，北京地区， 制定出台了 DB 11/139 － 2015《锅炉大气污染物排放标准》。 标准中规定在高污染禁燃区内，2017 年 4 月 1 日起，新建、 在用燃气锅炉的 NOx 排放浓度限值进一步降至 80mg/m3。
多。有许多品牌针对中国用户集中供热要求，研制了大功率低 NOx 燃气燃烧器。低氮燃烧器其采用技术大多包括：浓淡燃烧、 空气分级、燃料分级、烟气内循环、多股燃烧等，结构不尽相同， 各有特色，NOx 排放量实测值有些品牌已小于 80 mg/m3。
指空气中的 N2 在高温作用下氧化生成 NO 和 NO2，反应温 度越高，NOx 的生成速率越快。③燃料型 NOx 是指燃料中 的含氮化合物在燃烧过程中进行热分解，在 600 ～ 800℃的 高温氧化后生成的 NOx。
低氮燃烧技术
由天然气燃烧生成 NOx 的机理可知，要降低燃气锅炉 的 NOx 排放量，主要就是降低热力型 NOx 的生成。措施主 要有：降低火焰温度以及降低锅炉最高温度区域的局部氧浓 度等。下面介绍几种主要的低氮燃烧技术。
◎ 31 万～ 60 万
中国科技信息 2018 年第 3、4 期合刊·CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2018 DOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2018.03.022
可实现度
可替代度
行业曲线
link
appraisement
NOx 的生成
NOx 的生成途径主要有快速型 NOx、热力型 NOx、燃 料型 NOx 三种：其中①快速型 NOx 主要发生在天然气燃烧 的过程中，在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，空气中的 氧气浓度相对较低，在反应区附近会快速生成 NOx。其形成 时间只需要 60ms，与温度的关系不大。②热力型 NOx 是