隨著當(dāng)前鍋爐排放越來越嚴(yán)，越來越多的地方開始對(duì)鍋爐進(jìn)行低氮鍋爐改造，如京津冀、鄭州、西安等。天然氣作為一種清潔能源，能減少近100%的二氧化硫和粉塵排放量，60%的二氧化碳排放量和50%的氮氧化合物排放量，并有助于減少酸雨形成，緩解地球溫室效應(yīng)，從根本上提高環(huán)境質(zhì)量。鍋爐供能燃料為天然氣，由于鍋爐安裝較早，鍋爐當(dāng)前氮氧化物排放量為90mg/m3，燃燒器燃燒后的廢氣排放無法滿足國家制定的污染物排放最新標(biāo)準(zhǔn)——《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB11/139-2015》的限值要求(2017.3.31日之前在用鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)為80mg/m3)。現(xiàn)在的限值要求排放標(biāo)準(zhǔn)為30mg/m3，為達(dá)到此排放要求，公司對(duì)燃?xì)忮仩t燃燒器進(jìn)行改造。
鍋爐的熱效率是衡量鍋爐最重要的一個(gè)指標(biāo)，影響鍋爐的效率的主要因素有：排煙溫度熱損失、散熱損失、燃料不完全燃燒及鍋爐結(jié)垢等。由于燃燒器進(jìn)行改造后散熱損失及鍋爐結(jié)垢與改造前的相比較未發(fā)生改變，因此對(duì)鍋爐的熱效率并無影響，燃燒器改造前與燃燒器改造后改變的因素主要有兩個(gè)，即排煙溫度熱損失與燃料的不完全燃燒程度，因此本文主要研究這兩種因素對(duì)鍋爐效率的影響。
排煙溫度熱損失是燃?xì)忮仩t熱損失中最主要的一項(xiàng)，它主要取決于排煙溫度與過量空氣系數(shù)λ。(過量空氣系數(shù)是燃燒1kg燃料實(shí)際供給的空氣質(zhì)量與理論上完全燃燒1kg燃料所需的空氣質(zhì)量之比，是我國及俄羅斯等國通用的研究可燃混合氣成分指標(biāo)，常用符號(hào)λ表示)，λ與排煙熱損失q1關(guān)系：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：q1=(0.5+3.5λ)(T排煙-T環(huán)境溫度)
在運(yùn)行中，要盡可能地在保證完全燃燒的條件下降低q1來提高鍋爐的燃燒效率，鍋爐排煙溫度偏高就會(huì)導(dǎo)致鍋爐的熱效率降低。排煙熱損失隨排煙溫度的升高和空氣系數(shù)的增大而增大。燃?xì)忮仩t排煙中含有蒸汽，過熱蒸汽是煙氣中熱量的主要攜帶者。因此，燃?xì)忮仩t排出的煙氣中除顯熱外，還有大量潛熱，這一部分熱損失的大部分(約70%)可以通過接觸式換熱設(shè)備進(jìn)行回收。低氮鍋爐改造根據(jù)爐膛尺寸是否達(dá)標(biāo)可分為以下兩種方式：
更換低氮燃燒器(全預(yù)混、煙氣外循環(huán)、煙氣內(nèi)循環(huán))、更換鍋爐(鑄鋁冷凝鍋爐、三回程燃?xì)忮仩t+低氮燃燒頭)由于冷凝爐更環(huán)保、更低氮，在低氮改造中，選擇更換冷凝鍋爐已然成為一種必然趨勢(shì)：
1).超高效率：冷凝鍋爐比普通鍋爐效率高20%至30%,冷凝鍋爐熱效率可達(dá)108.9%。
2).冷凝鍋爐排煙溫度低：排煙溫度低至35℃。
3).供水溫度可調(diào)范圍大：冷凝鍋爐自備世界上最先進(jìn)的、質(zhì)量最好的水溫控制系統(tǒng)及獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和燃燒方式。
4).更加環(huán)保：冷凝鍋爐氮氧化物(NOx)排放量低于30ppm，低于歐洲標(biāo)準(zhǔn)5級(jí)的56ppm。一氧化碳排放量大大低于一般鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)。由于燃燒效率高，生成的二氧化碳遠(yuǎn)低于普通燃?xì)忮仩t。運(yùn)行噪聲小于40分貝。
