燃煤锅炉烟气再循环技术的节能机理

一、烟气再循环是什么？为什么越来越多锅炉在用？

烟气再循环（Flue Gas Recirculation，FGR）简单理解就是：

把一部分烟道里的热烟气重新送回炉膛与燃烧空气混合。

目的不是为了“把烟再烧一次”，而是通过再循环的热烟气来：

稳定炉膛温度

降低过量空气

抑制燃烧强度过大

降低 Nox

减少排烟热损失

它的核心价值是：

让炉膛“更柔和”，但热效率更高。

二、FGR 的实际流程（工程逻辑）

典型结构如下：

从尾部烟道抽取部分热烟气（通常 80～150℃）

烟气经管道回流至一次风机或二次风机入口

与冷空气混合后进入炉膛参与燃烧

由于烟气中含有：

少量 CO

水蒸气

惰性气体（N）

低浓度氧气

它回炉后可以改变燃烧条件，从而实现节能与稳定运行。

三、烟气再循环的节能机理（核心部分）

节能不是因为烟气“又烧了一遍”，而是通过改变炉膛热力结构间接节能。

下面分六个机制讲清楚。

机理 1：提高入炉空气温度，减少冷风吸热损失未使用 FGR 时：

一次风温度低

大量冷空气进入炉膛

炉膛需要更多热量来“预热空气”

等于把燃料热量浪费在加热冷风

使用 FGR 后：

回流烟气本身就有 80–150℃

与送风混合，显著提升入炉空气温度

结果：

[

减少炉内预热空气所需的热量 = 提高锅炉效率

]

节能贡献通常为 2%～5%。

机理 2：减少过量空气系数（降低排烟热损失）烟气回流会稀释送风，使得一次风量和总空气量降低。

实际效果：

炉内氧量变低

但燃烧依旧充足

不需要大量冷风来补氧

排烟热损失由下式决定：

[

q_A =A \cdot (t_s - t_0)

]

空气量减少 → 烟气量减少 → 排烟热损失下降

节能贡献可达 3%～8%。

机理 3：降低火焰温度，减少辐射不均造成的损失高温火焰本身就是“热量逃逸”的源头。

火焰过热 → 炉膛出口温度高

漏失大、NOx 高

空气预热器温度爬升

尾部效率下降

FGR 中的 CO、HO 等是弱反应性气体，会吸收部分热量，使火焰更柔和。

结果是：

火焰温度下降 50–150℃

温度分布更均匀

受热面换热效率提高

这也是节能的重要机制。

机理 4：改善传热结构，提高对流换热效率烟气中 CO 和 HO 辐射系数更高，能增强高温区的辐射换热。

同时：

烟气再循环使得局部气流速度提升 → 对流换热增强。

这对：

省煤器

空预器

尾部换热器

都能提升换热效果。

机理 5：抑制炉膛过热区，降低结渣导致的热损失没有 FGR 时，某些燃烧强度过大的锅炉会出现：

火焰局部温度高

灰渣熔化

受热面粘灰

换热效率下降

FGR 抑制局部高温，从根本上减少：

结渣

粘灰

结焦

长期来看，这是巨大节能点。

机理 6：降低 NOx，从侧面减少锅炉“稀释风量”损失NOx 高时：

通常要增加二次风稀释

增大过量空气

降低效率

FGR 本身就是控制 NOx 的有效措施：

火焰温度下降

氧量降低

烟气中 CO/HO 抑制热力型 NOx

返混稀释降低氮氧化物生成速率

NOx 可降低 20–50%

同时减少无效空气量，提高热效率。

四、烟气再循环系统在锅炉运行中的实际效果

综合来看，FGR 能带来：

1. 锅炉效率提升 3~10%（取决于机型）2. NOx 明显下降 20~50%3. 火焰更稳定、温度更均匀4. 降低结渣与积灰趋势5. 降低尾部烟温，提高空气预热器效率这是很多工厂“节能改造首选”的原因。

五、现场运行的调节建议（实操经验）

建议 1：回流比不宜超过 20%常用范围： 5–15%

过多会：

炉温下降

火焰暗淡

CO 上升

造成脱火风险

建议 2：回流烟温≥80℃，避免结露腐蚀80℃ 以下有湿腐蚀风险。

建议 3：与二次风配合调节FGR 调节后，必须同步调整：

二次风氧量

炉膛压

燃烧器风门

否则火焰不稳。

六、结语烟气再循环不是“把烟再烧一遍”，而是通过控制温度、供氧、烟量与流场，提升锅炉整体效率的一种综合优化技术。

一句话总结：

烟气再循环让炉膛更“柔和”，让锅炉更高效。