高風(fēng)溫低氧燃燒是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的新型燃燒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了超低氮氧化物的生成和排放，突破了高溫產(chǎn)生高NOx的禁區(qū)。它是通過(guò)蓄熱式換熱的方式將空氣預(yù)熱到較高的溫度水平，然后與燃料分別供入燃燒空間。通過(guò)組織流場(chǎng)合燃料濃度場(chǎng)，使燃料在氧氣濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于通常的21%環(huán)境中燃燒。氧氣濃度甚至可以低于5%,從而可以將NOx的生成水平控制在30ppm左右。燃燒空間局部氧濃度低并不意味著總的供氧量低。由于總的空氣過(guò)剩系數(shù)足夠，因此，燃燒效率并不因局部低氧而降低。

這種燃燒方式的關(guān)鍵在于高溫與低氧燃燒的相互關(guān)系。預(yù)混燃燒和擴(kuò)散燃燒必須在—定濃度配比范圍內(nèi)才能進(jìn)行的，否則就會(huì)發(fā)生熄火等燃燒不穩(wěn)定問(wèn)題。顯然超低氧氣濃度意味著過(guò)量空氣系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離化學(xué)當(dāng)量比，即a<<1,呈富燃料狀態(tài)。在常規(guī)情況下，燃燒是不可能進(jìn)行的。但是，由于空氣經(jīng)過(guò)高溫預(yù)熱，整個(gè)燃燒空間都處于很高的溫度水平，不像常規(guī)燃燒時(shí)那樣，只有在有火焰的燃燒區(qū)溫度才很高，而其他地區(qū)的溫度則相對(duì)低得多。這就是說(shuō)，雖然在常溫條件下，低氧濃度已經(jīng)超出了可燃范圍，使得在過(guò)去多少年來(lái)認(rèn)為不可能的事情，在高溫條件下得以實(shí)現(xiàn)。高溫保證了燃燒的穩(wěn)定性，但在通常的認(rèn)識(shí)中，它又可能導(dǎo)致生成過(guò)高的NOx。然而由于氧氣濃度大大降低，反過(guò)來(lái)又避免了這樣的問(wèn)題。

圖3-7超低NO,燒嘴工作原理

圖3-7是超低N0X燒嘴工作原理，為了控制NOx生成，燃燒器將燃料分成F1和F2兩股，分別中心噴管和直接噴入爐內(nèi)。少量的F1用于穩(wěn)定點(diǎn)火，并部分消耗空氣中的氧，實(shí)現(xiàn)貧氧燃燒的條件。燃料F2直接噴入高溫回流區(qū)，在那里局部的過(guò)量空氣系數(shù)a<<1的條件，局部燃燒溫升不高，而降低了NOx的生成量。由于爐內(nèi)整體溫度水平高，加上總過(guò)量空氣系數(shù)a>1，保證了燃料完全燃盡。

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