用于向井下注入蒸汽以提高原油采收率的直流式蒸汽發(fā)生器（OTSG）在氮氧化物（NOx）和一氧化碳（CO）日益嚴格的燃燒排放要求下運行。幾十年來，這些要求從百萬分之一（ppm）逐步下降到40ppm到30ppm?？爝M到2017年，氮氧化物需求量達到9ppm，在一些地區(qū)達到5ppm。通過適當(dāng)?shù)娜紵芾?，CO被降低到接近于零的水平。然而，氮氧化物仍然難以一步步減少，需要在低氮燃燒器科學(xué)和工程方面進行重大創(chuàng)新。

在傳統(tǒng)工業(yè)燃燒器中，燃料和空氣在單個區(qū)域中反應(yīng)，以短暫的火焰突然釋放熱量。這種類型的燃燒產(chǎn)生強烈的火焰，幾乎沒有CO。然而，強烈的燃燒產(chǎn)生高的火焰溫度，使燃燒空氣中的氮氣和氧氣融合，產(chǎn)生NOx，一種標(biāo)準污染物和地面臭氧前體。從100ppm降低到40ppm需要開發(fā)被稱為低NOx燃燒器的特殊燃燒器。他們通過將空氣分成兩個不同的區(qū)域來降低NOx。在第一個區(qū)域加入足夠的空氣形成一個穩(wěn)定的火焰核心，但沒有足夠的空氣來燃燒所有的燃料。然后加入第二部分空氣，以稱為空氣分級的策略完成燃盡。稱為燃料分級的補充策略將燃料劃分為不同的階段。

火焰可能沖擊工藝或鍋爐管道，由于延長火焰長度而加速故障。為了達到更低的排放水平并提供額外的動力來使火焰變硬，將煙氣再循環(huán)并添加到燃燒空氣流中。煙氣中的二氧化碳（CO2）和水（H2O）是活性紅外吸收劑，并與煙氣再循環(huán)（FGR）提供的附加質(zhì)量一起幫助冷卻火焰。但是，隨著氮氧化物排放限制下降，火焰穩(wěn)定性成為問題，燃燒器變得越來越復(fù)雜，被稱為超低NOx燃燒器。

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