美国NTFB燃烧器

燃烧器简介

1、燃烧器选型原则

本公司所生产的锅炉产品，配套选用了美国NTFB 燃烧器，是目前国内使用的先进环保型超低排放燃烧器。燃烧器选型、配套更换原则：

1.1 在充分满足锅炉技术参数和技术条件下，做到与锅炉匹配。

1.2 在实现超低氮排放的同时，确保安全、稳定、经济运行。

2、NTFB超低氮燃烧器采用新技术、新工艺的说明

2.1 采用定制模拟模仿设计技术，使燃烧器与锅炉匹配，燃烧火焰适合炉膛尺寸，燃烧与排放达到运行要求。包括使火焰与锅炉炉膛更加匹配，炉膛温度与受热分布更均匀，燃烧更充分, 氮氧化物烟气含量等指标在良好设计状态，从而达到提高锅炉能效与减排目的，保证锅炉运行稳定与良好燃烧。

NTFB在设计阶段采用CFD模拟模仿技术具体体现在：

2.1.1 燃烧火焰温度分布模仿

2.1.2 燃烧喉口流场状况速度矢量模仿

2.1.3 火焰形状与锅炉炉膛尺寸吻合度模仿

2.1.4 氮氧化物、一氧化碳产生等模仿分析

NTFB根据以上模仿结果不断调整设计，再模拟模仿再调整，直至达到良好结果。

2.2 喉口采用耐温不锈钢，无需耐火材料，提高喉口质量，降低根部温度，降低氮氧化物产生。

2.3 采用多级配风和多级级燃料输入使炉内产生内循环，进而使燃烧室利用较大化,降低NOx排放。

2.4 采用分层、分段布置的技术，使空气与燃气混合均匀，燃烧充分，稳定无震动，降低氮氧化物。

2.5 以上技术与烟气再循环技术兼容，可在此基础上进一步降低氮氧化物排放。

3、消除震动等其它技术优势

3.1 NTFB燃烧器从低火位到超负荷整个过程中，稳定运行，无震动。

在燃烧整个过程中，燃烧器震动和以下因素相关：主要是每个负荷段的风量与燃气流量的流速大小及匹配性；火焰与炉膛不匹配，火焰达到一定钢性时产生的冲击；设备间震动频率是否相叠加所产生共振；燃料喷射压力和送风压力的匹配性及与炉膛背压的匹配性；在燃烧中燃气与空气混合是否均匀；燃烧器结构设计不合理、适应性差；燃气管道与风道安装设计不合理。因此，NTFB设计时：

3.1.1 关注燃烧器与锅炉的匹配性，根据技术条件通过模仿设计并进行模拟测试以达到较佳。

3.1.2 关注燃烧器内部结构设计，包括枪孔大小，位置，分布状况、角度，以及旋流器结构与位置等。震动与噪音现象，与采用的燃烧技术直接相关，与燃烧稳定性直接相关，也是衡量燃烧技术是否先进的重要标准。NTFB燃烧器可以在任何运行段，使风与燃料混合均匀，流场压力分布与运行状况相匹配。

3.1.3 关注燃烧器在使用烟气在循环时燃烧器流场特性，并使设计结构与其在燃烧过程中烟气、空气、燃料混合时应达到的稳定性相适应。

3.1.4 关注风机的选型，从送风机静压与动压与系统背压相匹配性、风机的特性曲线、风量、风压、风道的长短、拐弯的角度及导流R进行了分析，提出现场整改意见，并选择合适的风机。

3.1.5 关注在调试阶段燃烧控制回路参数整定，包括风燃比，再循环烟气与空气量比，关注燃烧回路PID调节参数整定等，达到控制燃烧的稳定性。

3.2 NTFB 关键技术：

3.2.1 超混合技术

3.2.2 浓淡燃烧技术

3.2.3 分级燃烧技术

3.2.4 内循环技术

3.2.5 锤式（T型）枪技术

3.2.6 分层、分段技术

4、NTFB 降氮技术原理说明

NOx 的种类包括热力型NOx， 燃料型NOx 和快速型NOx 。对于燃气燃烧器，NOx的主要来源于热力型NOx和快速型NOx。

4.1 热力型NOx：

高火焰温度会导致燃烧空气中的氮分子分离和氧结合形成NOx. ZELDOVICH机理解释了热力型NOx的产生过程，以下是反应的两个基本步骤：

O N₂= NO N

N O₂= NO O

N₂O₂→ 2 NO

热力型NOx生成速率： d[NO]/dt = kp[O2]1/2 [N2]

热力型NO型主要由温度决定，但是氧的浓度和时间也会对其有影响。

4.2 快速型NOx当燃料分解，产生燃料自由基，自由基能与氮气结合产生碳自由基。以下是反应的几个基本步骤：

CH N₂= HCN N

C N₂= CN N

HCN O = NCO H

NCO H=NH CO

NH H=N H₂

N OH=NO H

快速型NOx与在单位体积内的碳原子成正比关系。生成的HCN数量随碳氢化合物自由基的浓度的升高而增加。快速型NOx主要来自于燃料过多的浓燃烧区域。

Cross-X多重燃烧超低氮燃烧器是NTFB经过不懈的努力开发出的一项低氮燃烧新技术，该技术主要基于分层分段的降氮技术理论。枪及喷口采用分层、分段布置方式，使火焰得以充分的展开，在炉膛内形成不同的压力场区域，在炉膛内形成烟气回流区，充分利用了烟气内循环的降氮原理。同时NTFB此种燃烧器的结构布置，避免了火焰过于集中，降低火焰的平均温度，减少氮氧物的产生。在加上烟气回收系统后，实现低氧量情况下超低氮氧化物排放。

以上技术与烟气再循环FGR技术兼容，可同时应用。

5、FGR烟气再循环

FGR通过一部分锅炉烟气回收，与新鲜空气混合，进入燃烧器与燃料混合燃烧，以达到降低氮氧化物的目的。

在锅炉尾部烟气出口处加装再循环烟管，通过烟气再循环挡板将回收烟气送入鼓风机吸入口空气混合，并通过调节鼓风机吸风口挡板和烟气再循环挡板，控制鼓风机的吸入烟气量，以调节循环烟气量和空气量的配比，确保在进入燃烧器后稳定燃烧，达到降低氮氧化物的目的。同时在烟循系统较低点及鼓风机底部各增加一套疏水装置，将冷凝水排出。

由于风机是吸入室内风，风温较高，可以避免鼓风机内部结冰并减少冷凝水，这样不需要额外增加换热器提高风温。

6、燃烧器质量标准、检测标准及方法的说明

美国NTFB 燃烧设备有限公司严格按照国际质量管理体系ISO9001：2015运营，并获得相关认证，并根据燃气锅炉运行及燃烧器产品特点，形成了独有质量标准、检测标准与方法。具体介绍如下：

6.1 流程保证

NTFB公司燃烧器产品从技术分析、三维建模、高等电脑模仿、详细设计，到工艺评定、生产制造与冷热态实验及定型包装出厂及安装服务，形成了一套完整、高效、固定、灵活、先进的设计、制造流程。

燃烧器的各种功能的实现依赖于炉膛设计状况和规格，评价一台燃烧器的性能高低与其炉膛的交互作用和适用性密切相关。NTFB燃烧器在设计阶段，主要根据客户项目所提供锅炉类型、规格，所处地理位置与环境、燃料特性等技术数据，针对性的设计出与之匹配的燃烧器，然后通过建立三维建模，运用模仿技术进行虚拟测试，得出燃烧火焰大小、温度场、速度场、压力场分布情况。若虚拟测试结果不能满足公司标准，则将进行修正设计，直至虚拟测试结果符合要求。NTFB燃烧器生产制造完成后，经过冷热态试验，对燃烧器、阀组进行厂内调试，保证产品性能与需求和设计吻合。

6.2 质量与计划管理

6.2.1 严格的采购与外协生产管理以及单独的质量监管机制

公司所有设计生产和制造的产品严格执行NFPA85等相关行业标准，包括上海诺特飞博燃烧设备有限公司在中国制造的控制系统配套设备，其设计方案、验收标准，均通过美国公司认证通过，其验收结果材料需报美国公司备案。

公司负责生产总监兼质量总监（重要地位质量官）　Larry Del Carlo，带有San Mateo学院生产管理证书，该证书由APICS认证。同时也带有沃顿商学院企划和库存管理证书，在燃烧行业生产制造与质量控制方面有几十年的经验。通过长期合作严格筛选，公司有稳定的外协生产商与采购渠道，这些合作伙伴均为通过行业质量管理标准认证，并具有较大规模，在美国乃至国际市场和行业中具有较大的影响力的公司，从而对确保本公司产品质量有根本基础。

具有丰富经验的相关人士级工程师和部门人员参与生产整个过程的质量监督管理，并在公司工作流程管理机制下通过管理与验收，包括进行技术论证、燃烧设备与控制系统设计、生产与测试、技术文档与图纸、质量申诉处理等一系列工作，确保每个产品均具有高品质与不错的性能。

6.2.2 项目管理制度

根据项目的需要，公司总体安排生产计划，同时建立项目小组与项目档案，设立项目经理，总体负责项目详细计划的制定，包括对数据分析、初步设计、建模模仿、详细设计、生产、试验、出厂运输和现场安装调试等项目过程进行计划与进度控制，协调项目所需的人力与物质资源。

6.2.3 NTFB燃烧器及辅助设备具体标准

• ASME B31.1 Power Piping美国机械工程师协会动力管道标准
• AWS D1.1 Structural Welding Code. 美国钢结构焊接规范
• NFPA 85 :Boiler and Combustion System Hazards Code 美国消防协会锅炉和燃烧设备危害场所标准
• UL 508: Industrial Control Equipment 美国保险商实验室工业控制设备标准
• NEMA 250: Enclosures for Electrial Equipment 美国电气制造商协会
• ASME　B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings 美国机械工程师协会管法兰和法兰管件标准
• API 607 Fire Test for Soft-Seated Quarter-Turn Valves 美国石油协会转1/4周软阀座阀门的耐火试验
• API 598 Valve Inspection and Testing美国石油协会阀门的检查和试验
• API 6D Specification for Pipeline Valves美国石油协会管线阀门
• ASME B16.34a Valves-Flanged, Threaded, and Welding End美国石油协会法兰，螺纹和焊接端连接的阀门

7、Cross-X超低氮燃气燃烧器（NOx<30mg/ Nm³技术参数表

十三、与传统燃气锅炉运行费用对比（设计参数仅供参考以实际运行数据为准）

1、4t/h及以下产品，不带除氧器，直接（20℃）给水模式。以WNS4-1.25-Q为例（以锅炉主机为基准“显性”），运行经济比较：

2、6t/h及以上产品，热力除氧（104℃）给水模式。以WNS10-1.25-Q为例（以锅炉主机为基准“显性”）

2.1 运行经济比较：

2.2 燃料消耗分析