作为全美国的试点于今年开始推广9ppm（约为18mg/m3）的超低氮燃烧器，该技术不需要加装烟气净化设备，仅通过控制燃烧温度使氮氧化物生成量明显降低，对有效削减燃气锅炉NOx排放发挥了重要作用。 4.4 低氮燃烧技术装备产业调研
2013年编制组针对燃烧器这一控制NOx的核心装备，选择了市场占有率较高的部分燃烧器生产企业进行了全国性调研，如上海凌云瑞升、三浦苏州工厂、利雅路上海工厂、无锡赛威特等。以目前对燃烧器市场的分析，我国在燃烧器国产化方面已经具备了一定的生产制造能力，但市场份额仍以欧洲品牌为主，特别是大中城市，欧洲品牌的燃烧器占有率甚至超过90%。从燃烧技术上分析，燃尽、安全是燃烧器的主要考核指标，而NOx的排放控制并未作为用户选择燃烧器的重点指标，对NOx的控制仍停留在分级燃烧或无控制技术水平，排放水平从100~400mg/m3不等。与此同时，项目组也对燃气锅炉的生产企业进行了调研，如双良、泰山、三浦等企业，发现燃气锅炉的设计对NOx控制具有较大影响。锅炉本体的外形尺寸设计是否与燃烧器火焰外形尺寸耦合在一定程度上决定了燃烧器的低氮燃烧技术是否可以发挥最大的功效。锅炉的水冷壁布置是否可以最大程度地对火焰温度及时冷却，辐射换热与对流换热布置是否合理都将决定炉膛尾部NO的生成速率，从而决定燃烧系统对NOx的控制效果。值得欣喜的是国内大型的锅炉生产企业在与燃烧器的匹配上做了大量的实验工作（如图3-2），与市场主流燃烧器的匹配效果较好，但在调研中也发现小型企业生产的锅炉存在明显的匹配问题，为了节省耗钢量锅炉本体的外形尺寸与燃烧器火焰长度不适应，甚至出现爆震等安全隐患。此外，项目组前期与高校、科研院所也进行过多次技术交流，包括中国特种设备检测研究院燃烧器测试中心、浙江大学热能工程研究所、中国科学技术大学等，在燃气锅炉NOx控制技术的理论研究与工业实现上进行了调研，得出了比较一致的观点，天然气的低氮燃烧技术在理论研究方面有多种耦合技术可供使用，但在我国工程应用方面仍有许多工作尚未开展。燃气锅炉低氮技术的实现一方面应注重燃烧器的低氮燃烧设计，另一方面还应与锅炉设计相匹配，集成装备的研发是解决燃气锅炉NOx的重要问题。北美特别是美国南加州地区在低氮燃烧技术的工业应用方面已有多项工程案例可供借鉴。美国三浦LX型超低氮锅炉已有412台，Zeeco已有2191台低氮燃烧器应用于石化行业的274个加热炉，S.T.johnson也给出了部分9ppm的达标工程案例。
5. 北京市锅炉现状调研
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5.1 燃气工业锅炉NOx排放现状调研
编制组于2013年采暖季对丰台区燃用不同燃烧器品牌的7台燃气工业锅炉NOx排放情况进行了现场检测，其中涉及3个国家的5个燃烧器品牌，检测结果表明，NOx排放浓度在102~181mg/m3，均值138 mg/m3。所有被检测锅炉均未采取低氮燃烧技术（由于检测时间已接近采暖季结束，部分锅炉检测时负荷较低，故NOx排放浓度也较低）。检测结果见表5-1。
表5-1 北京市环科院对燃气锅炉的检测结果
单位名称 燃烧器品牌 芬兰奥林 北京新时特物业 芬兰奥林 管理有限公司 芬兰奥林 铁营站横一条锅炉房 育芳园锅炉房 城建望园供热厂 卢沟桥莲怡园锅炉房 德国欧科 意大利兰博基尼 德国威索 德国布鲁德斯 均值 2005 2006 2005 2009 2007 50 53 87 98-100 80 126 146 158 181 108 138 2007 65 143 投运年份 2007 检测负荷 （%） 40 NOx折算浓度（mg/m3） 102 2011年姚芝茂等人对全国64台燃气锅炉检测结果中的NOx排放质量浓度进行了统计分析，其中NOx排放质量浓度小于等于200mg/m3的锅炉仅占35%，NOx排放质量浓度小于等于400mg/m3的锅炉占94%。该结论对于国家氮氧化物排放标准来说，有94%的燃气锅炉可以达标排放，但对于北京市目前150 mg/m3的限值只有约15%的燃气锅炉可以达标。
根据中国特检院对中国取得燃烧器型式检测合格证明的在售燃气（油）燃烧器NOx排放水平进行了聚类分析，燃气燃烧器的NOx排放水平为54-168 mg/m3，均值水平在116 mg/m3左右。 5.2 现行标准执行情况调研 5.2.1 燃煤锅炉
标准编制组对燃煤锅炉的标准执行情况进行了调研。从治理设施上分析，不达标技术依然大量存在，中小型燃煤锅炉除尘脱硫技术基本以简易湿法一体化技术为主，除大型集中供热中心外缺少正规的环保设施运行专员，治理设施一般由司炉工代管，脱硫剂使用量、投加频率一概不清楚，环保意识淡薄，被调研燃煤
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锅炉虽然均未加装脱硝设施，但所调研的企业均大多可提供达标测试报告。中小型燃煤锅炉大多数企业未加设密闭煤仓、灰渣库房，且储煤时间较早，一般都在半年甚至更长。
据标准编制组了解，北京市目前实现脱硝且运转正常的燃煤锅炉仅顺义大龙城北供热中心的一台锅炉，其初始投运时同样存在锅炉排烟温度难以满足SCR运行窗口温度的问题，但次年经改造，通过拆除一级省煤器水冷壁同时加大空预器的方式，调整了系统的温度场，使SCR可在任何正常负荷下连续运行，并通过末端NOx监测设备的反馈信号实现喷氨量的调节。2011~2012年采暖季NOx均值排放水平为130 mg/m3左右。 5.2.2 燃气锅炉
根据编制组对7台燃气工业锅炉NOx排放的现场检测数据表明，未采取低氮燃烧技术下，燃气工业锅炉NOx排放浓度在102~181mg/m3，均值138 mg/m3，大多能达到现行标准限值要求。
6. 标准编制原则、依据和技术路线
6.1 编制原则
基于国际上天然气燃烧NOx控制的先进技术，结合北京市锅炉大气污染物管理现状与需求，北京市锅炉大气污染物排放标准的修订遵循以下原则：
（1）环境保护优先原则
美国根据各地区环境空气质量达标与否，将其划分为达标区和非达标区，对于非达标区要求执行最先进防治技术降低污染物排放水平，典型地区如加州。鉴于北京市环境空气质量现状及达标要求，本标准以环境保护优先为原则，在对达标技术进行了充分论证的前提下，参照最严格的排放标准限值作为本标准限值修订依据。
（2）技术可达性原则
充分考虑了在用燃气锅炉改造、新建燃气锅炉的达标控制技术，并对北京市一些典型案例进行了技术可达性分析，如燃煤电站锅炉在布设三层催化剂的情况下，可稳定达到的NOx排放水平。
（3）科学客观原则
在天然气供应尚无法满足全面替代燃煤的情况下，煤炭的使用依然难以避免。充分考虑了燃煤工业锅炉的标准执行现状不理想，此次标准修订并未对新建
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燃煤锅炉的排放限值作进一步收紧。
（4）衔接性原则
由于目前北京市锅炉大气污染物排放执行的是2007年修订的《锅炉大气污染物排放标准》，因此本标准制定过程充分考虑与现行标准的衔接性，同时增加了燃煤锅炉的汞及其化合物排放限值，与国家标准对接，即与国家和地方有关的环境法律法规、标准协调配套，与环境保护的方针政策相一致。 6.2 编制依据
（1）政策法规依据
《中华人民共和国环境保护法》 《中华人民共和国大气污染防治法》
《环境标准管理办法及国家环境保护标准制修订工作管理办法》 《北京市2013-2017年清洁空气行动计划》 《重点区域大气污染防治“十二五”规划》 《北京市大气污染防治条例》 《大气污染防治行动计划》 （2）技术依据
本标准修订的主要技术依据来自两方面：第一，天然气燃烧NOx控制限值主要来自美国南加州空气质量管理区的燃气锅炉排放标准，低氮燃烧技术及工程实例来自美国强生低氮燃烧器、ZEECO低氮燃烧器和日本三浦低氮燃烧器；第二，燃煤电站锅炉、燃煤锅炉的排放控制技术主要来自于实际调研和监测数据。 6.3 技术路线
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