中国经济快速发展的同时也带来了严重的环境污染问题，国家不断加大对环境污染的治理力度，对水泥行业污染物排放的要求越来越高，这无疑将加大水泥生产企业的环保成本和经营风险。如何更有效地实现节能减排已成为水泥行业不得不考虑的问题，从而使低氮燃烧技术和SNCR技术在水泥企业中得到推广使用。

    2013年7月6日，中国建筑材料联合会在郑州新密组织召开了由郑州奥通热力工程有限公司（简称奥通）完成的“DJGX型低氮燃烧器开发及其应用”新产品鉴定会。为了了解奥通公司研发的低氮燃烧器的实际应用情况，数字水泥网专程来到安徽铜陵上峰水泥有限公司（简称上峰水泥），采访了该公司总工程师刘仁德。

铜陵上峰水泥有限公司总工程师刘仁德

    刘仁德总工程师可谓是水泥行业的资深技术专家，对燃烧器深有研究，在谈到奥通公司的低氮节能煤粉燃烧器时，刘总很热情告诉我们，上峰水泥是在2011年开始使用奥通公司的低氮燃烧器，使用后感觉节能效果非常显著，目前，公司的5条5000t/d新型干法水泥生产线的燃烧器全部换成了奥通公司的低氮节能煤粉燃烧器。访谈中，刘总详细给我们介绍了选择低氮燃烧器的初衷、低氮燃烧器与普通燃烧器的区别、低氮燃烧器的结构特点以及使用后所带来的效果等，使我们对奥通低氮燃烧器有了更深入的了解。

选择奥通公司低氮燃烧器

    氮氧化物（NOX）是国家重点控制的污染物，“十二五”期间，NOX纳入总量控制指标，对水泥工业NOX的排放指标要求会越来越高。降低NOX的排放，目前有几种技术手段：采用低NOX燃烧技术（低氮燃烧器、分解炉分级燃烧、燃料替代等）、烟气脱硝技术（SNCR、SCR）。分级燃烧、SNCR等技术应用目前尚缺乏长期稳定的运行经验，SCR技术尚不成熟。低氮燃烧器技术工艺成熟，投资和运行成本较低，已在新型干法水泥窑炉的NOX控制中得到了一定程度的应用，且运行效果较好。

    在谈到上峰水泥为什么会选择低氮燃烧器时，刘总提到，氮氧化物（NOX）的排放与许多因素有关，包括燃煤品质、系统工艺、煅烧操作等。同样规模的水泥窑，NOX的排放也不尽相同，有的高，有的低。在未使用低氮燃烧器之前，上峰水泥NOX的排放并不是很高，这与系统工艺有关。对环保的要求标准地方政府比国家的还高。当时，SNCR技术不是很成熟，且投入和运行成本都很高，企业只有投入没有回报，所以就考虑有没有其他的手段来减少NOX的排放，低氮燃烧器能够起到降低NOX的排放，而且具有节能的作用，可以节约煤、电用量。于是，上峰水泥就选择了低氮燃烧器，事实也证明这种选择是正确的，通过这两年的使用，已经为上峰水泥带来了可观的效益。

郑州奥通热力工程有限公司研制的低氮燃烧器

奥通低氮燃烧器与传统燃烧器的区别

    1.一次风量大幅降低 减少NOx的生成量

    目前不论是国内设计还是国外进口的燃烧器，一次风用量大多是燃烧空气总量的10%－15%，甚至有的达到了20%，这不仅影响降低燃料消耗、燃料有效利用和减少有害气体排放，也影响回转窑的优化操作和稳定安全运行。奥通公司低氮燃烧器一次风用量为窑头用风量的8%，大大降低了一次风用量，能够提高窑系统的热效率和窑产量，并有效降低回转窑中NOx的生成量。刘总提到，要达到好的使用效果，燃烧器的推力要大，因此，传统燃烧器把推力设计的很大，推力大用风就多，达不到节煤的效果。奥通公司的低氮燃烧器则改成高动量，采用最小的一次风量和高净风风速，燃烧器的相对动量高。即：高风速低风量，大推力改成相对高动量，一次风净风风速比传统的燃烧器提高了一倍以上，这是比较大的变化。低氮燃烧器的另一个特点是：在传统的燃烧器的煤风道和内旋流风道之间又加了一个外旋流风道。据刘总了解，目前在国内燃烧器的一次风量能够做到8%以下很困难。奥通公司的燃烧器已达到8%左右。

    2.调节方式灵活、便于使用

    刘总介绍，低氮燃烧器与传统燃烧器不一样，由于改善回转窑煅烧的需要，上世纪90年代他就开始接触燃烧器，当时设计院在做工程设计时不提供喷煤管，喷煤管由专门的生产厂家生产，企业按照设计院的要求去找生产厂家订货，但结果发现问题很大，喷煤管出口截面和供风系统不匹配。设计院设计的煤风风量和净风风量都太大，喷煤管没有截面调节技术，煤净风速差又小，火焰调不动，导致喷煤管很不好用。那时刘总就开始关注喷煤管和供风系统的匹配问题，要把风量化小，喷煤管相应的也要进行改造，但在当时这也是难度很大的事。当刘总看到奥通公司的喷煤管后，感到奥通公司把喷煤管做活了，做成了可调节式的，且调节的方式很巧妙，使用起来非常方便。

    首先，调节方式非常灵活。包括：

    1、调节风量。送煤风的风量固定不变，但把送煤风量压到了最小，净风占窑风总量的5.1%左右，煤风只占2.9%，一次风总风量为8%。过去5000t/d的窑使用80m3/min的煤风风机，现在使用40m3/min就可以了，同样风速，风量减了一倍。净风风量由148m3/min减小到70m3/min。风量减小了一倍以上，但风速却提高了一倍以上。净风风速的大幅度提高，就是利用了相对高动量的原理。

    2、调节风速。可根据实际工艺要求，使用涡轮涡杆自由调节净风出口的截面积。外轴流风截面积采取了错位调节方式；旋流风道的出口截面采取的是调整轴向位移的方式。由于“DJGX型低氮燃烧器”各风道出口截面调整均通过调整丝杠来完成，而且是在线调节，因而十分灵活方便。

    3、调节配风阀门。燃烧器的外轴及内外旋流风都安装了进风螺旋调节阀，可以在不同产量下自由调节一次风速和内外风配风比例，确保了一次风合理的相对动量。

    4、调节火焰形状。燃烧器净风头部的轴向端面位置具有在一定范围内伸缩调节的功能，可通过手摇方式进行在线调节，火焰可粗、可细、可长、可短。

    由于内外风都具有多项调节功能，可以根据回转窑的产量要求，适当地调节风量和风速，达到最佳内外风速配合的效果。

    其次，燃烧器头部所选用的材料具有抗高温氧化和抗磨损变形的特性，在耐热钢基础上，喷涂耐热、隔热材料，提高了使用寿命。并且，燃烧器的头部采取了组合式结构，拆卸方法简单，若头部结构损坏，便于更换。

    3.对无烟煤和劣质煤使用效果好

    低氮燃烧器对于使用无烟煤、劣质煤效果很好。无烟煤、劣质煤特点是：挥发分低、灰分高。挥发分低、燃料中的氮含量就少，但是，燃点温度要高，为缩短预热时间，关键是提高旋流强度，形成热烟气回流，提高起火温度。低氮燃烧器除了能够控制燃点温度外，还可以控制火焰的峰值温度，燃烧时间也可以控制，能够起到脱硝的效果。

使用奥通低氮燃烧器的优势

    1.社会效益、环境效益

    使用低氮燃烧器能够带来良好的社会效益、环境效益，真正达到节能减排的效果。一方面节能效果显著；另一方面，有效降低了氮氧化物的排放。在节能方面，刘总介绍，据他们保守测算，规模为5000t/d的生产线，生产每吨熟料可节约实物煤2.56KG，按年产200万吨水泥熟料生产线计算可节约实物煤5120吨。由于使用的风机小了，煤风机装机功率下降了55千瓦，净风机下降了20千瓦，一共降低了75千瓦，实际运行中，每小时能节约50多度电。与传统的燃烧器相比，低氮燃烧器脱硝效果比较明显，可降低热力NOX排放20%－30%。