做法是把排烟管里的一部分低温烟气抽回炉膛,掺进助燃风再走一遍。
烟气不参与燃烧,起的是稀释和吸热两个作用:稀释助燃风里的氧浓度,拉低火焰峰值温度。温度一降,氮氧化物就失去了生成条件。

氮氧化物是"烧"出来的
燃气锅炉的NOx里,热力型占大头。空气中的氮气很稳定,但炉膛温度一旦越过阈值,氮气就被氧化成一氧化氮。温度越高,反应越快,生成量呈指数级上升。
主控变量不是燃料,是温度——换什么气、调什么风,只要火焰峰值温度压不下来,NOx就压不下来。所有低氮技术,本质上都在跟峰值温度较劲。
排放限值的收紧节奏是另一个背景。燃气锅炉的氮氧化物限值这些年一路往下走,重点地区已经把30mg/m³作为新建项目的门槛,部分城市的数值还在往更严的方向推进。改造项目如果只按现行限值配,两三年内可能又得动一次,选型时留出的余量比当下的合规更值钱。

FGR怎么把温度压下去
掺回来的烟气带来两个变化:烟气含氧量低,混进助燃风之后单位体积的氧气变少,燃烧强度被削弱,火焰不再那么猛;同时烟气的主要成分是二氧化碳和水蒸气,比热容都比空气高,混进去以后混合气体的热容量变大,同样的放热量被更多介质分摊,峰值温度自然下来。这是源头抑制,不用还原剂,不用末端装置。
科诺WNS系列超低氮冷凝蒸汽锅炉把FGR管道内置集成在锅炉本体上出厂,现场不用再配外置风道、热混风箱和回流管路,省掉的是安装工序和管路保温排水,也少一处回流热损失。
到30mg以下靠的是组合
FGR是主力,但单独用不够,还要在炉膛和燃烧器两头同时改。
炉膛做大了,用的是阔辐式全波纹加长炉胆配超负荷炉膛,燃烧空间充裕,火焰铺得开,不形成局部高温区,单位容积热负荷跟着降下来。
燃烧器换成变频比例调节,空燃比跟着负荷连续变化,而不是分段跳档,燃烧始终落在合理配比区间。燃料分布、空气混合、火焰分级分层这些技术把燃烧拆成几段完成,热量不会在一点上集中释放;炉内的四级低氮燃烧组织则逐段掐断NOx的生成路径。
几项叠加之后的结果:氮氧化物排放稳定小于30mg/m³,热效率103%,功率覆盖1~30t/h,型号如WNS10-1.25-Q(LNK)。

掺了烟气还烧得尽吗
这是FGR最常被质疑的一点:氧气被稀释了,燃料会不会烧不透?
答案是不会,而且烧得更干净——WNS系列配的是变频分体式超低氮燃烧器,内置集成式FGR回流技术,燃尽率99.9%。
原因在机理上:燃烧不完全通常不是氧气总量不够,而是局部缺氧加上混合不均。火焰核心区的燃料来不及找到氧,就被推着往前走了,没烧完就离开高温区。
FGR恰好解决的就是这件事:烟气掺进来,火焰被摊薄,峰值温度降下来,火焰体积变大,燃料在高温区的停留时间反而延长;再配上燃料分布和空气混合技术,燃料与氧气接触得更均匀,不再有外围富氧、核心贫氧的极端分布。
停留时间够、混合均匀、温度场平坦,三个条件同时满足,燃料就烧透了。
旁证也很清楚:真烧不尽的话,热效率会掉、烟囱冒黑烟、一氧化碳超标。这台锅炉在NOx低于30mg/m³的同时热效率做到103%,说明燃烧是完全的。低氮和高效在这里不是此消彼长。
上FGR要注意什么
再循环量不是越大越好,掺得越多NOx确实越低,代价是燃烧速度被拖慢、火焰稳定性下降,严重时会脱火或者点火困难,低负荷端尤其明显,所以再循环量必须跟着燃烧器特性一起标定。
还有一件要防的事是冷凝水腐蚀。烟气引回来以后,管路温度可能降到露点以下,析出酸性冷凝水腐蚀燃烧器和本体,相关换热管要用抗腐蚀材质。科诺后置空预型的换热管选的是考登钢管,换热强度高、抗腐蚀性强、耐高温,就是这一层考虑;出厂时又把FGR管道内置集成,回流管路短、保温到位,可能落到露点以下的那一段也短。
掺烟气之后,低负荷的稳燃区间也会变窄。选型时把自己的最低运行负荷讲清楚,别到现场才发现稳不住。
关于FGR,几个常被问到的问题
Q:掺了烟气,燃料还烧得尽吗?
A:烧得尽,燃尽率99.9%。燃烧不完全的真正原因通常是局部缺氧和混合不均,不是氧气总量不够。FGR把火焰摊薄,燃料在高温区停留时间反而变长,配合燃料分布和空气混合技术,接触更均匀。真烧不尽的话,热效率会掉、冒黑烟、一氧化碳超标。
Q:上了FGR热效率会被拖下来吗?
A:不会。FGR降的是火焰峰值温度,不是平均换热水平,烟气余热后面还有节能器和冷凝器回收。科诺WNS系列同步配空气预热器,用烟气余热加热助燃空气,空预器能让锅炉热效率提升2%以上,整机热效率103%。
Q:再循环量是不是调得越大越好?
A:不是。掺得越多NOx越低,但燃烧速度被拖慢、火焰稳定性下降,严重时脱火或点火困难,低负荷端最明显。必须跟着燃烧器调节特性标定,不能现场随便开阀门。
Q:选型时要问厂家哪几个数?
A:问排放指标是30mg/m³还是更严、是在线监测还是定期检测;问燃烧器是变频比例调节还是机械比例调节;问FGR是内置集成还是外置管道;问燃尽率和一氧化碳排放。只报NOx不报燃尽率的,多半是烧不透。
Q:老锅炉能加装FGR做低氮改造吗?
A:多数可以,先看三件事:炉膛容积够不够,FGR需要更大的燃烧空间;燃烧机是不是变频比例调节;现场有没有位置布置回流管路。还要把冷凝水腐蚀算进去,回流管温度低于露点会析酸,换热管得上抗腐蚀材质。



