1 低热值燃气燃烧特性
低热值气体燃料并没有明确的概念，通常根据气体燃料自身发热量可将气体燃料分为高热值燃料（Q＞15.07MJ/m3）、中热值燃料（6.28MJ/m3＜Q＜15.07MJ/m3）及低热值燃料（Q＜6.28MJ/m3），工业中常见的低热值气体燃料主要有化工过程低热值尾气、高炉煤气、石油化工行业冶炼尾气、煤矿低浓度气等。其中，高炉煤气、煤层气等热值介于3.0～6.28MJ/m3的低热值燃料的研究应用已逐步展开，但在工业生产中还存在一些工业废气，含有少量的可燃成分，热值非常低，甚至远低于3.0MJ/m3，这种超低热值燃气种类很多，比如某些煤层气、生物质气化气、垃圾掩埋坑气、炭黑尾气、一些工艺废气等。超低热值燃气比低热值燃气点火、稳燃更困难，能量密度低，长距离输送不经济，在当地没有合适的热用户时只能直接放散，既浪费能源又污染环境。
低热值燃气燃烧器特性主要包括以下几个方面：
（1）燃气中可燃成分少，热值低，着火温度高，火焰传播速度慢，难以点火及稳定燃烧；
（2）燃气压力低且波动范围大，压力过低、速度过慢时容易回火；
（3）低热值燃气多为化工生产线的尾气，需对多条生产线进行汇总综合利用，燃气的流量变化大；
（4）化工工艺过程的操作对尾气的成分及热值影响较大，尾气的燃烧工艺如配风系数需及时匹配调整，否则容易熄火。
2 低热值燃气的稳燃技术
根据燃烧理论，为保证低热值燃气的稳定燃烧，主要的稳燃措施包括优化着火条件、提高火焰温度以及优化燃烧场分布等。
（1）优化着火条件
低热值气体燃料的着火极限高，着火比较困难，燃烧温度也较低。为此，需要提高燃气热值，降低燃料着火下限。如掺烧高热值燃料，提高混合燃气的热值，降低着火温度；燃料和空气预热提高初始温度。
（2）提高火焰温度
燃烧温度的提髙可强化炉内辐射换热并改善炉内的燃烧状况。而实际火焰温度与装置类型、燃烧效率、燃料种类、空气/燃气预热温度等有关。如：强化燃料和空气的混合，降低不完全燃烧损失；合理设计炉膛结构，进行绝热燃烧，减少系统散热量；降低空气过剩系数或采用纯氧/富氧燃烧。
（3）优化燃烧场分布
燃烧场的分布包括燃气、空间以及烟气在燃烧空间的分布，燃烧场特别是温度场的优化分布来源于高温烟气对新鲜燃气、空气的加热，进而促进空气与烟气短时间内升温至着火温度。如旋流燃烧中心回流区强化燃烧，提高火焰温度；钝体稳定燃烧技术。
2.1 掺烧高热值气体燃料
掺烧高热值气体燃料分为两种类型：
（1）采用高热值辅助燃料，作为长明灯使用，形成稳定的高温热源，引燃主流燃气和空气混合物；
（1）全混型掺混燃烧，以均匀混合的高低热值燃气为燃料，可燃物含量增加，降低着火温度，提高燃烧温度，改善了燃烧条件。该方法在低热值燃气稳定燃烧中较为常用。需要注意的是，因高热值燃料成本较高，在保证低热值气体燃料稳定燃烧的前提下，低氮燃烧机厂家，髙热气体燃料的掺烧比例越小，则经济性越好。文午祺、陈福龙等基于回流区分级着火原理，针对钝体或旋转气流等形成的燃烧器喷口附近的高温低速回流区，喷入小股高热值燃料使其着火，然后点燃热值仅为1250kJ/kg左右的超低热值气体主流，从而使火焰稳定，燃烧强度提高。高低热值燃料供热比21：79，平均热值1584kJ/kg。
2.2 富氧燃烧/纯氧燃烧
燃烧反应是燃料中可燃物与氧气发生的氧化放热反应，富氧燃烧/纯氧燃烧就是指以氧含量大于21%甚至达到100%的氧化剂与低热值气体燃料进行混合燃烧。在理论需氧量不变的前提下，氧含量的提高减少燃烧烟气量，炉内火焰温度大幅度提高，不具备辐射能力的氮气所占比例减少，有利于提高烟气黑度，增强有利于炉膛内部辐射传热。但富氧燃烧因需要配备空气分离装置，故釆用富氧燃烧方法时，掺烧的空气中的氧浓度不宜太高，否则会影响系统经济性，这也需要在低热值气体燃料回收的经济性和稳定燃烧所需的低氧浓度之间找到一个平衡点，一般富氧浓度在26%～31%时。
2.3 高温空气预热燃烧
高温空气预热技术是充分利用加热炉的排烟余热将助燃空气加热到1000℃，甚至更高，使加热炉排烟温度降低到200℃，低氮燃烧机安装，预热的高温空气可以增大燃烧速率、稳定低热值燃料燃烧。该技术不仅能提高燃烧速率，还能回收尾排烟气余热，提高热效率。朱彤、张健等对低热值煤气的高温空气燃烧过程进行了数值模拟，当燃气和助燃空气预热温度由600℃增加到1000℃，炉内高温度和平均温度分别上升267℃和268℃，有利于低热值燃气稳定燃烧。赵岩采用空-煤气双预热技术将空气预热到600℃以上，低氮燃烧机，煤气预热到450℃以上，预热后的低热值煤气可直接用于加热炉燃烧，实现了低热值煤气的直接利用和废气余热回收。高温空气预热通常与蓄热燃烧相结合，空气通过换向阀进入高温蓄热体，热能释放给助燃空气，温度提高到接近炉膛温度，由于空气温度在燃气的着火点以上，可以实现稳定燃烧。
2.4 旋流燃烧
旋流燃烧是利用气流旋转强化低热值煤气燃烧和***火焰的燃烧技术，能够有效提高燃烧的强度和火焰的稳定性。旋转射流除了具有直流射流存在的轴向分速度和径向分速度外，还有一个切向分速度，而且其径向分速度在喷嘴出口附近比直流射流的径向分速度大得多，在强旋转气流作用下，旋转射流的内部建立了一个回流区，不但从射流外侧卷吸周围介质，而且还从内回流区中卷吸介质，在燃烧过程中，从内外回流区卷吸的高温烟气对着火的稳定性起着十分重要的作用。郭涛通过对高炉煤气燃烧火焰的传播速度、回火、脱火以及旋转射流的研究，研制了高炉煤气双旋流燃烧器，实现了高炉煤气的稳定燃烧。
陈宝明等利用旋流加强空气与低热值燃气的混合，结合蓄热稳燃技术，成功研制了低热值燃气燃烧器，可实现高炉煤气、工业尾气、炭黑尾气等种类的燃气在不配长明火的情况下稳定***燃烧。
2.5 钝体稳燃
钝体稳燃机理是利用烟气在钝体后形成的高温低速回流区作为稳定的点火源。当空气燃气绕过钝体时，钝体后形成一个稳定的回流区，在回流区内充满回流的高温烟气，使回流区成为内部蓄热体，在回流区外侧与主流之间的区域，是新鲜燃气空气混合物和热回流烟气的湍流混合区，边界上存在较大的径向速度梯度，可燃混合物与高温烟气之间发生强烈的质量、动量及能量交换，可燃混合物就不断被加热而升温，并达到着火温度开始着火。
进口燃烧器品牌比较知名的有意大利的百得、利雅路、意高（意科法兰）、将军、尤尼，德国的威索、欧科，芬兰的奥林，英国的力威、速焰，法国的贵诺，美国的麦克森，瑞士的欧克达、瑞特力，瑞典百通。 国产的燃烧器品牌比较知名的有浙江的百特、欧瑞特、博惠、巨炼，深圳的百特斯，无锡赛威特，唐山金沙，香港凯利，上海的凌云瑞升、豪迈德。 随着近些年***环保煤改气，又有一批进口燃烧器品牌进入中国市场，中国国产品牌燃烧机也层出不穷，新出品牌就不这里多说了，本文***介绍在中国市场占有率较高的几个进口及国产品牌的燃烧器。
低氮改造根据炉膛尺寸是否达标可分为以下两种方式：
1、更换低氮燃烧器（全预混、烟气外循环、烟气内循环）
2、更换锅炉（冷凝锅炉、三回程燃气锅炉 低氮燃烧头）
凝炉更环保、更低氮，在低氮改造中，选择更换冷凝锅炉已然成为一种趋势，今天就和小编一起来研究一下冷凝锅炉的优势吧！
1).超***率：冷凝锅炉比普通锅炉效率高20%至30%，冷凝热水锅炉热利用率可达109%。
2).冷凝锅炉排烟温度低：排烟温度则小于60℃
3).供水温度可调范围大：冷凝锅炉自备***的、质量好的水温控制系统及独特的结构和燃烧方式。供水温度可调范围：30℃~95℃
4).更加环保：冷凝锅炉氮氧化物（NOx）排放量只有30ppm，低于欧洲标准5级的56ppm。排放量大大低于一般锅炉排放标准。由于燃烧效率高，生成的二氧化碳远低于普通燃气锅炉。运行噪声小于40分贝。
5).更安全：冷凝锅炉采用强制循环，可以不燃烧室内空气（普通锅炉则必须燃烧室内空气，为了安全需增加烟气报警系统）。
6).安装面积小：比传统锅炉占地面积小，大大节省锅炉房面积。
7).区域供热控制系统：提供完善的区域供热控制系统，智能控制热网内各主要设备，进口低氮燃烧机，合理运用整个区域供热，更加节能。
8).冷凝锅炉采用独特的冷凝技术，限度利用燃烧产生的热能，使用***技术将燃料与空气充分混合，使燃料充分燃烧，提供给锅炉充足的动力，同时将出口烟气中的热量化回收。排烟温度可降低至60℃以下（通常为40℃）。
9).冷凝热水锅炉采用了新理念的模块化设计方式，可根据用户的实际需求，提供各种类型不同规格型号的冷凝锅炉。
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