工业级多孔介质低氮燃烧器试验研究
低氮燃烧器的工作原理简介
低氮燃烧器的工作原理简介许多低氮燃烧器包括增加的烟气再循环（FGR），可进一步减轻氮氧化物排放并使之小化。
一、低氮燃烧器的工作原理：许多低氮燃烧器包括增加的烟气再循环（FGR），可进一步减轻氮氧化物排放并使之小化。
FGR率通常可能占锅炉烟气总流量的5％到30％。
可以将FGR引入FD风扇（通常称为IFGR），并在进入燃烧器/风箱之前与燃烧空气混合。
IFGR的加入增加了FD（和ID）风扇的质量流量要求，同时增加了熔炉和系统的压降。
检查现有的FD风扇（和ID风扇，如果适用）非常重要，以确保现有的燃烧空气和烟气系统能够适应新设备和性能要求。
在运行中的现有风扇不足以满足和超过新性能指标的应用中，需要研究使用更大的风扇和电动机，使用单独的FGR风扇或减少加热炉容量。
检查周围现有风扇容量的动态。
当前大多数低排放燃烧器都需要相对较高的空气侧压降，以在燃烧器本身内实现所需的燃料/空气分级。
基于此设计考虑，压降可能会远高于原始燃烧器的设计。
压降的动态通常称为“寄存器吃水损失”或RDL。
新的RDL要求必须审查现有的强制通风风扇，以确保风扇能够提供静压以适应新的燃烧器系统。
应该由燃烧器供应商来承担责任，以根据主题风扇曲线的查看和显示系统压降的锅炉运行数据的查看或通过对现有风扇进行静压测试的性能来查看并确认现有FD风扇的功能。
低氮燃烧器的改造能够给石油化工行业带来降低过量空气系数和组织过量燃烧可以降低燃料周围的氧浓度。
在残留空气较少的环境中，降低峰值温度以降低热反射氮氧化物；在低氧浓度环境下，可燃物在火焰前峰和反应区的停留时间增加。
二、低氮燃烧器改造的考虑因素：与许多现有燃烧器设计进行正面对比时，低氮燃烧器具有显着差异-与不同的燃料/空气混合设计，内部尺寸，压降要求，火焰几何形状和控制要求有关。
在预算，选择和安装新的燃烧器时，所有这些都需要进行彻底的审查和审查。
低氮燃烧器工作原理
低氮燃烧器工作原理
低氮燃烧器是一种能够有效控制燃烧过程中氮氧化物排放的设备，它在工业生
产和环保领域中具有重要的应用价值。
低氮燃烧器的工作原理是通过优化燃烧过程，降低燃烧温度和氧化剂的使用量，从而减少氮氧化物的生成。
本文将深入探讨低氮燃烧器的工作原理，帮助读者更好地理解这一关键设备。
首先，低氮燃烧器通过优化燃烧过程来降低燃烧温度。
在传统燃烧过程中，燃
料在高温条件下与空气中的氮气发生反应，生成大量的氮氧化物。
而低氮燃烧器采用先进的燃烧控制技术，通过控制燃烧温度，使燃料在较低的温度下燃烧，从而减少氮氧化物的生成。
其次，低氮燃烧器通过减少氧化剂的使用量来降低氮氧化物的排放。
在传统燃
烧过程中，为了确保燃料完全燃烧，通常需要大量的氧化剂参与燃烧反应。
然而，过多的氧化剂会导致燃烧温度升高，从而增加氮氧化物的生成。
低氮燃烧器通过精确控制氧化剂的供应量，使燃料在适当的氧化剂条件下燃烧，从而减少氮氧化物的生成。
此外，低氮燃烧器还通过优化燃烧过程中的燃料和空气混合来降低氮氧化物的
排放。
传统燃烧过程中，燃料和空气的混合不均匀会导致局部燃烧温度过高，增加氮氧化物的生成。
低氮燃烧器采用先进的混合技术，确保燃料和空气充分混合，从而减少局部燃烧温度，降低氮氧化物的排放。
综上所述，低氮燃烧器通过优化燃烧过程、降低燃烧温度和减少氧化剂的使用
量来降低氮氧化物的排放。
它在工业生产和环保领域中具有重要的应用价值，对减少大气污染、改善空气质量具有积极的意义。
希望本文能够帮助读者更好地理解低氮燃烧器的工作原理，促进相关技术的推广和应用。
国内外低NO_x旋流燃烧器研究进展
中 图 分 类 号 ：７ １７ Ｘ ０ ．
文 献标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：６ ４— ０ ９ ２ １ ） ３— ２ ０ １ ７ ８ ６ （ ０ ２ ０ ０ ４— ３
０ 引 言
ＮＯ 是 大气 中 的主要 污染 物 ， 是 刺 激 人 的 呼 它 吸 系统 ， 害动 植物 ， 且 引起酸 雨 、 化学 烟雾 、 损 并 光 温 室效 应 和破坏臭 氧层 的主要 物质 之一 。有关 资料表 明， 电站锅 炉 的 Ｎ 排放量 占各 种燃烧 装 置 Ｎ 的 Ｏ Ｏ 排 放量 总 和的一 半 以上 ， 而且 ８ ％左 右 是 由煤 粉锅 ０
在双 调风燃 烧 器 的基 础 上 ， 日本 Ｂ ｂ ｏｋ—Ｈ — ａｃ ｃ ｉ ｔ ｈ推出了 Ｈ ａ ｉ ｃ Ｔ—Ｎ Ｒ型 燃烧 器 ， Ｔ—Ｎ Ｈ Ｒ燃烧 器 的 原理 即火焰 内高 温还 原 Ｎ 。燃 烧 区域 分 为 Ａ、 Ｏ Ｂ、 ｃ、 Ｄ四个 区 ， 为 脱 挥 发 分 区 ， Ａ Ｂ为 烃 根 产 生 区 ， Ｃ
Ｎ 的 能 力 和 低 负 荷 稳 燃 性 能 。 Ｏ
２ ３ ２ ＨＴ —Ｎ 型 燃 烧 器 ． ． Ｒ
Ｓ 燃烧 器 的特点 是一 次风 和煤粉 不旋转 ， 次 Ｍ 二 风通过 轴 向叶片 形 成 旋流 。一 、 次风 量 占燃烧 所 二 需 总空 气量 的 ８ ％ 一 ０ ， ０ ９ ％ 在燃 烧 器 喷 口处 形 成 富
焰温度 由 １ ０ ０ Ｃ降 至 １ ０ ℃ ， Ｏ ６ ｏ ０ ４ Ｎ 排放 浓 度 可 降
低 ３％。 ９
２ １２ Ｐ ． ． ＡＸ 燃 烧 器 ［一］
Ｐ Ｘ 型 燃 烧 器 是 加 拿 大 Ｂ Ｗ 公 司 在 双 调 风 旋 Ａ ＆
流燃 烧 器 的基 础上 ， 设 了 Ｐ Ｘ装 置 （ 次风 置 换 增 Ａ 一 装置 ） 与直 吹式 制粉 系统 配套 使 用 ； ， 当一次 风 粉 气
惰性多孔介质内预混燃烧的研究
惰性多孔介质内预混燃烧的研究多孔介质内燃烧技术具有燃烧效率高、污染物排放低的优点，已经成为国内外研究的一个热点。
本文采用数值模拟和实验的方法，对多孔介质内预混燃烧过程的机理进行了分析研究。
数值模拟是本文的重点，主要包括三部分内容：一维多孔介质内预混燃烧的模拟、考虑湍流的多孔介质内预混燃烧的模拟和二维多孔介质内预混燃烧的模拟。
采用一维稳态层流反应流模型对多孔介质内的预混燃烧进行数值模拟是本文最主要的内容。
模型考虑气固之间的对流换热和气相的弥散效应，采用详细的化学反应机理和双通量辐射传递方程。
由于一维稳态层流火焰面的求解是一个特征值问题，文中还对该问题的数值求解方法进行了研究，通过对初值、迭代方法和网格等的优化，数值计算的稳定性和收敛性大大增强。
本文首先分析不同化学反应机理和弥散效应模型对计算结果的影响。
研究表明，在当量比较小时，一步反应机理与详细机理的计算结果基本一致；在当量比较大时，使用一步反应机理会产生较大的误差，需要使用详细的反应机理，其中GRI 3.0精度最高，GRI 2.11和GRI 1.2次之，Peters最差；在当量比较大时，弥散效应对多孔介质内燃烧影响很大，考虑弥散效应可以大大改善计算的结果。
本文还对单层和双层多孔介质燃烧器内的火焰结构、火焰传播及驻定机理、污染物排放、辐射输出效率等问题进行研究。
结果表明，相比于自由流中的预混燃烧，多孔介质内燃烧可以实现超绝热火焰温度、拓宽贫燃极限、提高层流火焰传播速度、减少污染物的排放；单层多孔介质燃烧器不利于火焰驻定在多孔介质内，双层多孔介质燃烧器易于把火焰驻定在交界面附近，可以防止回火和吹脱。
当气流速度较大时，层流模型的计算值与实验值有较大的差距，需要考虑湍流的影响。
本文推导了多孔介质内燃烧的一维湍流模型，并进行了数值计算。
结果表明，用湍流模型计算的火焰传播速度、NO和CO的排放量比层流模型更接近实验值，说明考虑湍流效应可以改善数值计算的结果。
低NOx燃烧技术原理及其技术性能分析
低 NOx 燃烧技术原理及其技术性能分析摘要：简要介绍了燃煤电厂NOx产生机理以及目前主流的低NOx燃烧技术原理。
关键词：低NOx燃烧技术；燃烧调整；锅炉燃烧效率；1低NOx燃烧技术原理及技术性能分析1.1空气分级燃烧空气分级燃烧技术（Air Staging)最早是在美国发展起来的，是目前国内外普遍应用，比较成熟的低NOx燃烧技术。
其基本原理是将燃烧所需空气分成两级送入，一级送入过量空气系数小于1,对于燃煤锅炉一般为理论空气量的70%~75%。
其余空气经由布置在燃烧器上游的专门空气喷口OFA（Over Fire Air）送入炉膛继续完成燃烧。
人为地形成准双区燃烧，即主燃烧区和燃烧完全区[6]。
主燃烧区内由于缺氧使燃烧处于“富燃料燃烧（贫氧燃烧）”状态，燃烧速度和温度降低，抑制了热力型NOx的生成。
此外，燃烧过程中生成的CO、NO、以及燃料中氮分解产生的CO、NO、HCN和NH等化合物相互复合作用同样也抑制了3燃料型NOx的生成。
燃烧完全区内燃烧所需其余空气以二次空气输入，调整过量空气系数（过量空气系数大于1）使未燃尽燃料燃烧完全。
此时虽然送入空气量较多，同样会使一些中间产物被氧化成NO，但由于空气分级技术此时反应区已由温度高的主燃烧区转移到温度低的燃烧完全区，抑制了燃料型NOx的生成。
采用空气分级燃烧技术后可使NOx排放量降低30%~60%。
尽管空气分级燃烧弥补了简单的降低过量空气系数燃烧所导致的燃料未完全燃烧损失和飞灰含碳量增加的缺点，但是，若主燃烧区，燃烧完全区两级空气比例分配不合理，或者燃烧混合条件不好，则会增加不完全燃烧带来的损失。
同时，主燃烧区的还原性气氛将导致灰熔点降低从而引起锅炉结渣和受热面腐蚀。
1.2燃料分级燃烧燃料分级燃烧通常采用的形式是燃料再燃烧技术，将燃烧过程设在三个区（主燃区、再燃区和燃尽区）进行，也称为三级燃烧技术，如图2-3所示。
其所依据原理为主燃区形成的NOx会在次燃烧区和烃根CHi、未完全燃烧产物(CO、C、。
低氮燃烧器原理
低氮燃烧器原理
低氮燃烧技术是一项绿色环保的技术，它不仅可以有效的缩减对环境的影响，还能够带来相当可观的经济收益。
低氮燃烧技术可以将燃烧过程中产生的氮氧化物的排放率降至极低的水平，可以有效的防止空气污染。
低氮燃烧技术主要是通过改进燃烧过程中的燃烧温度和氧含量，来降低燃烧过程中产生的氮氧化物的排放量。
首先，在燃烧温度方面，通常要将燃烧温度降低至1000℃以下。
这样做的原因是，在此温度下，会发生一种叫做“空气层反应”的现象，也就是氮气的过氧化反应，能有效的降低燃烧过程中产生的氮氧化物的排放量。
在氧含量方面，通常要采取措施，将燃烧空气中的氧含量增加至至少20％，以促进氮气的过氧化反应，防止氮气在燃烧过程中产生
氮氧化物。
此外，可以通过采用半湿化燃料、压缩空气或催化剂等措施，来进一步降低排放的氮氧化物。
通过改变燃烧温度和氧含量来降低燃烧过程中产生的氮氧化物
的排放，能够获得更多的经济收益。
首先，降低了产生的氮氧化物所需要花费的成本，从而降低生产成本；其次，降低污染物排放，有利于保护当地的环境；最后，通过技术突破，可以提高燃烧热效率，并减少燃料消耗，实现经济效益。
从环保和经济收益的角度来看，低氮燃烧技术是一种有效的技术，可以极大的改善空气质量。
因此，我们应该积极研究该技术并加以推广，以保护我们的环境。
总之，低氮燃烧技术是一种优秀的绿色技术，通过改变燃烧温度和氧含量来降低燃烧过程中产生的氮氧化物的排放量，不仅可以有效的减少对环境的影响，还可以获得相当可观的经济收益。
希望能够在今后的研究中，继续探索低氮燃烧技术，把环保与经济发展融合起来，为我们的子孙后代创造一个更美好的世界。
乙烯裂解低氮燃烧器研究
乙烯裂解低氮燃烧器研究摘要：作为乙烯裂解炉不可或缺的组成部分，燃烧器主要负责向裂解炉提供所需热量，由此可见，燃烧器配置及性能均会给裂解炉产生影响。
文章以此为背景，首先介绍了低NO燃烧技术，随后分析了常用减排方法的优势及不足，最后x燃烧器的使用展开了讨论，内容主要涉以某石化企业为例，围绕乙烯裂解低NOx及试验方案、监测结果分析两方面。
希望能给相关人员以启发，为日后改进燃烧器等工作的开展提供理论依据。
关键词：氮氧化物；低氮燃烧；乙烯裂解炉前言：近几年，大气污染问题愈演愈烈，污染大气的物质多来源于石化企业，要想通过净化环境的方式，推动社会朝着持续发展的方向前进，关键是要严格控制工业生产所排放污染物的浓度。
环保部联合质检总局所颁布排放标准明确指出，含量在100mg/m³以下，颗粒物含量在20mg/m³以石化企业应保证所排放烟气NOx下，SO含量在50mg/m³以下，对尚未达到该标准的裂解炉进行改造势在必行。
21技术说明裂解炉的运行周期通常在60d~80d之间，运行结束后，废热锅炉和裂解炉的炉管内部将出现结焦情况，导致炉管温度过高，只有进行退料烧焦才能再次投入的原理见表1：运行[1]。
一般来说，每年裂解炉的烧焦次数均在7次左右。
产生NOx表 1 NO形成机理x类型形成机理NOx燃料型受高温氧化影响，氮分子转变成氮氧化物快速型受高温影响，氮分子和氧快速结合，形成NOx 热力型受高温氧化影响，氮分子转变成氮氧化物现阶段，常见裂解炉所用燃料均划分成两个区域，各区域组分存在细微差别。
分析可知，裂解炉所用燃料含有机氮化物较少，通常不会产生燃料型NOx。
乙烯裂解炉所产生NOx 的类型以快速型、热力型为主，其中，热力型NOx的占比较大，要想使其排放量得到显著降低，通常可采取以下几种方法：首先是改用低NOx燃烧器。
目前，国内外多数生产商均已掌握了对常规燃烧器进行优化的方法，可在规定氧体积分数的情况下，将所排放NOx的浓度控制在100mg/m³以下，相关技术的优势及不足见表2：表2低氮燃烧器介绍技术名称优势不足烟气循环有一部尾气可再次进入炉膛控制烟气循环用量的难度较大燃料分级燃料可分级进入对应炉膛较易造成热损失空气分空气可分级进入对应炉膛‥级浓淡燃烧同时对燃料进行缺氧/富氧燃烧降低NOx浓度的效果不明显其次是利用SCR技术对烟气进行脱硝，但要保证SCR反应温度始终处于300℃~380℃间，同时确保氨逃逸率约为3mg/m³。
低氮燃烧器原理
低氮燃烧器原理低氮燃烧器是一种用于工业锅炉和热风炉等设备的燃烧设备，其主要作用是在燃烧过程中减少氮氧化物的排放。
低氮燃烧器的原理是通过优化燃烧过程，控制燃烧温度和燃烧空气比，从而降低氮氧化物的生成。
本文将从低氮燃烧器的工作原理、优点及应用进行详细介绍。
低氮燃烧器的工作原理主要包括以下几个方面：1. 燃烧空气预混，低氮燃烧器采用预混燃烧技术，将燃料和空气提前混合，形成均匀的燃气混合物。
通过预混燃烧，可以有效控制燃烧温度，减少氮氧化物的生成。
2. 燃烧温度控制，低氮燃烧器通过优化燃烧过程，控制燃烧温度在适当范围内，避免高温燃烧产生大量氮氧化物。
同时，通过调节燃烧空气比，使燃烧过程更加充分，减少未完全燃烧产生的氮氧化物。
3. 燃烧稳定性，低氮燃烧器设计合理，燃烧稳定性好，能够保持长时间稳定的燃烧状态，减少燃烧过程中的氮氧化物排放。
低氮燃烧器相比传统燃烧器有以下优点：1. 降低氮氧化物排放，低氮燃烧器通过优化燃烧过程，有效降低氮氧化物的排放，符合环保要求。
2. 提高燃烧效率，低氮燃烧器采用预混燃烧技术，燃烧效率高，燃料利用率提高，节能环保。
3. 稳定可靠，低氮燃烧器设计合理，燃烧稳定性好，运行可靠，减少了燃烧设备的故障率。
低氮燃烧器在工业锅炉、热风炉等设备中得到了广泛应用，特别是在一些对燃烧排放有严格要求的行业，如电力、化工、钢铁等领域，低氮燃烧器的应用更加普遍。
通过使用低氮燃烧器，不仅可以满足环保要求，还可以提高燃烧效率，降低能源消耗，为企业节约成本，提高经济效益。
综上所述，低氮燃烧器通过优化燃烧过程，控制燃烧温度和燃烧空气比，有效降低氮氧化物的排放。
其在工业锅炉、热风炉等设备中的应用，不仅可以满足环保要求，还可以提高燃烧效率，降低能源消耗，具有重要的经济和社会意义。
希望通过本文的介绍，读者对低氮燃烧器的原理有了更深入的了解，为相关行业的工程技术人员提供一定的参考价值。
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DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2018.11.012工业级多孔介质低氮燃烧器试验研究
吴雪松，程乐鸣，闫珂，张维国(浙江大学 热能工程研究所 能源清洁利用国家重点实验室，浙江 杭州 310027)
摘 要：通过多孔介质燃烧器的燃烧试验研究低氮燃烧器的稳燃范围，探究在不同功率（50~100 kW）和当量比（0.6~1.0）下燃烧器的氮氧化物（NOx）和一氧化碳（CO）的生成特性，探讨多孔介质直径对燃烧器燃烧产物的影响. 结果表明，燃烧器稳燃上限和稳燃下限均随当量比的增大而增大，并且稳燃上限的增幅大于稳燃下限；天然气在多孔介质内燃烧时生成的氮氧化物主要为NO，其排放质量浓度随燃烧器功率和燃烧当量比的增大而增大.在试验工况范围内，氮氧化物排放质量浓度低于30 mg/m3，工业级多孔介质燃烧器具有低氮排放特性；CO排放质量浓度随当量比的增大先降低后升高，在当量比小于0.9时，CO排放质量浓度低于56 mg/m3；为了同时实现较低的NOx和CO排放，燃烧器运行的当量比范围应控制在0.7~0.8. 研究的2种多孔介质直径对燃烧器的NOx和CO排放质量浓度没有明显影响.关键词： 低氮燃烧器；多孔介质燃烧器；多孔介质直径；氮氧化物排放；一氧化碳排放中图分类号： TK 223 文献标志码： A 文章编号： 1008−973X（2018）11−2136−06
Experimental study of industrial low nitrogenporous media burner
WU Xue-song, CHENG Le-ming, YAN Ke, ZHANG Wei-guo(State Key Laboratory of Clean Energy Utilization, Institute for Thermal Power Engineering, Zhejiang University,Hangzhou 310027, China)
Abstract: A combustion test of porous media burner was conducted to investigate the stability limits of low nitrogenburner. Characteristics of nitrogen oxide (NOx) and carbon monoxide (CO) emissions of the burner at varied burnerpowers from 50 kWto 100 kW and varied equivalence ratios from 0.6 to 1.0 were presented. The influence of porousmedia diameter on the combustion production was also studied. Results showed that the stable operating rangeextended and shifted to larger values while the equivalence ratio increased, and the upper limit increased greater thanthe inferior limit. NO was the main component of oxynitride when natural gas combusted in the porous mediaburner. The NOx emission increased with the burner power and the equivalence ration. The maximum NOx emissionof the burner was below 30 mg/m3 for all operating conditions. The industrial porous burner has low NOx emissioncharacteristics. CO concentration increased after a decrease with the rise of equivalence ratio, and it was below 56mg/m3 when the equivalence ratio was smaller than 0.9. To achieve low NOx and CO emissions at the same time, theequivalence ratio should be controlled between 0.7 and 0.8. There is no significant changes in NOx and CO emissionsfor the two porous media diameters.Key words: low NOx burner; porous media burner; diameter of porous media; NOx emission; CO emission
收稿日期：2017−09−19. 网址：www.zjujournals.com/eng/fileup/HTML/201811012.htm基金项目：能源清洁利用国家重点实验室（浙江大学）自主课题资助项目（ZJUCEU 2017009）.作者简介：吴雪松（1993—），男，硕士生，从事多孔介质燃烧器研究. orcid.org/0000-0003-0741-9675. E-mail：3110104363@zju.edu.cn通信联系人：程乐鸣，男，教授. orcid.org/0000-0003-3643-2617. E-mail：lemingc@zju.edu.cn
第 52 卷第 11 期 2018 年 11 月
浙 江 大 学 学 报(工学版)
Journal of Zhejiang University (Engineering Science)Vol.52 No.11
Nov. 2018 采用低氮燃烧器是降低燃气（油）锅炉氮氧化物排放质量浓度的有效措施，目前传统的低氮燃烧器采用的技术主要包括空气分级燃烧、燃料分级燃烧、浓淡偏差燃烧、无焰燃烧、烟气再循环等[1-2]，通过减少燃料周围的氧气质量浓度、控制燃料在高温区的驻留时间或降低燃烧温度峰值以减少氮氧化物的生成. Ballester等[3]研究空气分级燃烧对燃烧器火焰稳定性和污染物生成特性的影响，发现采用空气分级燃烧时，燃烧器的氮氧化物排放质量浓度为22~76 mg/m3，是未采用分级燃烧时的1/3；宋少鹏等[4]设计开发燃料分级低氮燃烧器，研究负荷、燃料分级对燃烧稳定性、燃尽率及NOx生成特性的影响，发现二次燃料比例为0~80%时，NOx排放质量浓度为40~135 mg/m3；Cozzi等[5]通过试验研究添加H2的天然气对旋流燃烧器燃烧稳定性及污染物生成的影响，发现H2质量分数为0时，NOx和CO的排放质量浓度最低，分别为43 mg/m3和63 mg/m3；Galletti等[6]采用试验与数值计算方法，对MILD燃烧器的NO生成规律进行研究，发现最低的NO排放质量浓度为40 mg/m3. 但是单独采用上述任何一项技术都难以满足氮氧化物排放限值为30 mg/m3的要求.多孔介质燃烧技术是可燃气体在辐射、导热性能良好、耐高温的多孔材料内进行燃烧的技术[7-8]，具有燃烧效率高、燃料适应性强、火焰稳定性强、燃烧负荷比宽、污染物特别是氮氧化物排放质量浓度低[9-10]的优点. 多孔介质降低了火焰区的最高温度，减少了氮氧化物的生成；多孔介质中孔隙强化气体的弥散效应使燃烧更完全，减少了一氧化碳的生成. 国内外很多学者致力于研发具有低氮排放特性的多孔介质燃烧器. 张俊春[10]对甲烷在多孔介质燃烧器中的燃烧特性进行试验研究，发现CO排放质量浓度低于33 mg/m3，NOx排放质量浓度低于17 mg/m3；黄冉思思等[11]研究中、低热值气体在多孔介质燃烧器中的贫燃特性，发现研究的低热值气体的NOx排放质量浓度低于1 mg/m3；Keramiotis等[12]研究功率范围为5~20 kW的多孔介质燃烧器，发现当过量空气系数为1.6时，NOx排放质量浓度低于10 mg/m3，CO排放质量浓度低于40 mg/m3；Gao等[9]检测的多孔介质燃烧装置的燃烧产物中，NOx排放质量浓度低于4 mg/m3；Dehaj等[13]将多孔介质燃烧器与热交换器结合起来，燃烧器的热效率高于95%，功率为5 kW时燃烧器的NOx排放质量浓度低于40 mg/m3，CO排放质量浓度的最低值为50 mg/m3；段毅[7]研究内嵌换热面时多孔介质燃烧特性和传热特性，发现在试验工况下NOx的排放质量浓度低于35 mg/m3，CO的排放质量浓度低于70 mg/m3.
低氮排放特性是工业级多孔介质燃烧器应用的重要基础. 研究表明，实验室级别的小型多孔介质燃烧器的氮氧化物排放低，但是多孔介质燃烧器大型化后是否具有同样的低氮排放特性还有待验证. 与实验室级别的多孔介质燃烧器相比，工业级多孔介质燃烧器燃烧功率更高、结构更复杂，并且对控制系统和保护系统的要求更高.研究功率为50~100 kW的多孔介质燃烧器的燃烧特性，包括燃烧器在不同当量比下的稳燃范围，在不同功率和当量比下燃烧时的燃烧产物生成特性，以及多孔介质直径对燃烧器燃烧特性的影响.
1 试验系统与方法基于多孔介质机理研究结果[7, 10-11, 14]设计功率为50~100 kW的大功率多孔介质燃烧器，结构如图1所示. 燃烧器由程控器、燃气阀组、燃气蝶阀、风机、预混室、燃烧头、点火电极与火焰检测电极等部分组成. 为了研究多孔介质直径对燃烧器燃烧特性的影响，根据在小型试验台上对多孔介质燃烧器稳燃范围的影响因素的研究[10]，采用直径分别为d和1.3d的多孔介质材料填充到燃烧头中. 燃烧器采用全电子比例调节式控制系统. 在试验过程中，通过调节燃气蝶阀的开度调节燃气量，通过改变风机风门挡板的开度改变助燃空气量. 燃烧器具有吹扫、点火、火焰检测、负荷调节、故障报警等功能. 50~100 kW的大功率多孔介质燃烧器的燃烧特性试验在如图2所示的燃烧器试验系统中进行. 系统由供气系统、燃气流量测量系统、多孔介质燃烧器、卧式炉膛、烟气分析仪、数据采集仪等部分组成. 燃气通过燃气阀组进入燃烧器，与风机引入的空气在预混室内充分混合后进入多孔介质燃烧器燃烧.