任海军

摘 要：随着国内、国际社会对环境保护的广泛关注和人们环保意识的不断加强，青山绿水、蓝天白云、鸟语花香是人们对美好生活的向往，也是时代发展的要求，这就要求加强对环境的保护力度，对于我们日常生活当中离不开的锅炉，虽然燃料使用上我们改进使用天然气，减少了污染物灰尘的排放，但也存在氮氧化物等污染物的排放，因此，对燃气锅炉的新技术改造势在必行。

关键词：燃气;烟气;再循环;超低氮排放;冷凝水;去除

1 燃气锅炉改造的相关要求

“打赢蓝天保卫战”是国家政策的重大决策部署，事关满足人民日益增长的美好生活需要，是全面建成小康社会的需要，同时更是促进经济高质量发展和建设美丽中国的条件。为加快改善环境空气质量，打赢蓝天保卫战，国家制定了相关文件《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，为认真落实这些决策与部署，以及全国生态环境保护大会的要求，所有工业企业燃煤锅炉全部实施煤改电、煤改气，因此天然气成为了当前主流燃料之一。

2 天然气燃烧对大气产生的影响

天然气的最终燃烧结果也不同程度存在环境污染问题，为极可能减少天然气燃烧后的产物对大气环境的影响，根据天然气燃烧特性，在燃烧过程当中会以不同方式（放热产生与燃烧温度有关，快速反应产生与化学反应有关，燃烧产生与燃料当中氮含量有关）产生不同的氮氧化物（NOx）。其中一氧化氮（NO）和（NO2）对环境和人体健康造成的危害最大。

3 烟气再循环技术FGR（Flue Gas Recirculation）

为了降低燃气燃烧后氮氧化物的排放量，实现超低氮（≤30mg/Nm3）排放，一项新型的燃烧技术FGR及燃烧设备一体式燃气燃烧器在现有技术基础上能够实现超低氮排放，这就是烟气再循环技术，简称FGR（Flue Gas Recirculation），其工作原理是：燃烧产生的部分烟气与氧化剂混合后再次参加燃烧的过程。燃烧产物再循环是一项降低燃烧温度的技术，它是从烟囱取得的燃烧气体的一部分来稀释燃烧空气，降低氧气浓度，以降低火焰温度。通过实践FGR烟气再循环百分比为烟气量的5-15%，降低NOx效果十分显著。一体式燃烧器FGR其工作原理是使用自身所带的燃烧器风机，将从烟囱收集的烟气与燃烧空气混合，烟气流量通过电动蝶阀调节，该阀由燃烧器程控器控制，使用这种方法结果：在恒定的体积流速下，氧气量减少;燃烧空气温度升高。

烟气再循环技术降低了火焰区域的最高温度，降低火焰温度就可以降低NOx的形成。同时烟气再循环降低了氧和氮的浓度，同样起到降低NOx的作用。烟气再循环技术中高温烟气对氧化剂和燃料起到预热的作用，有明显节能效果。

虽然该项FGR燃烧技术在不同程度上降低了天然气燃烧产物氮氧化物（NOx）排放量，减少了对环境大气的污染，但该技术在使用过程当中存在再循环烟气饱含水蒸气的问题，因为如果烟气当中的水蒸气随同烟气一并进入燃烧机不仅使锅炉燃烧极不稳定，同时也对燃烧机及其他附属设施造成了腐蚀，减少了使用寿命。一项燃气锅炉FGR再循环管道烟气当中的水蒸气去除方法与研究应运而生，该方案的使用能够彻底去除再循环烟气当中的水蒸气。

4 燃气锅炉FGR烟气再循概述

燃气锅炉每标米立方排放烟气体积当中含有近18%水蒸气，燃气生成的排放烟气当中水蒸气冷凝点在57℃-58℃。当FGR烟气再循环管道抽取燃气锅炉排放烟气体积的5-15%的烟气进行再循环至锅炉内部参与燃烧时，5-15%再循环烟气在再循环管道中循环至锅炉燃烧器过程当中，由于沿途散热，烟气温度逐步降低，再循环管道当中的烟气因温度降低，低于水蒸气冷凝点57℃-58℃之下，烟气当中的水蒸气冷凝析出冷凝水，如果析出的冷凝水不能及时在进入燃烧器之前排走，随同烟气进入燃烧机、锅炉，則造成燃烧器和鼓风机内部潮湿、积水，甚至带来电器短路、腐蚀等严重后果，同时随同烟气进入燃烧机的水蒸气会影响燃烧机光眼正常感光点火工作，使得锅炉燃烧及其不稳定，经常出现熄火现象，燃烧机故障停机工作。频繁启停燃烧机和附属鼓风机，对燃烧器和鼓风机的正常工作造成影响，缩短燃烧器和附属鼓风机使用寿命，甚至会损坏燃烧器。所以，解决烟气再循环管道中的冷凝水去除问题的方法与研究是燃气锅炉正常低氮燃烧关键所在。

5 燃气锅炉FGR烟气中水蒸气去除技术原理

增加烟气在再循环管道内的停留时间，在通流过程中遇折流板，水蒸气冷凝，利用重力原理，冷凝水自留至U型弯底部排水阀门处流出。

综上所述，为了使用好燃气锅炉，减少氮氧化物的排放，当前燃气锅炉在使用FGR燃气技术的基础上，在烟气再循环管道上进燃烧机前增加U型弯折流板装置，及时有效地把烟气当中的水蒸气析出排走，保证燃气锅炉正常运行，减少停机率，增加燃烧机使用寿命，解决了燃气锅炉再循环管道烟气冷凝水去除问题，该方案的使用效果极佳，推广前景广阔，该方案具有很高的社会和经济效益。