循環(huán)流化床鍋爐以其燃料適應性強和低排放特性等優(yōu)勢而得到廣泛的應用。隨著新的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223—2011）和《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB13271—2014）的實施，循環(huán)流化床鍋爐也同樣面臨著二氧化硫和氮氧化物等大氣污染物排放值超標的問題。

目前用于氮氧化物控制的技術很多，主要有選擇性催化還原技術（SCR）、選擇性非催化還原技術（SNCR）和SNCR－SCR聯(lián)合技術等。SNCR技術雖然投資成本低，但是還原劑的消耗量大、氮氧化物的脫除效率偏低。SCR技術和SNCR－SCR聯(lián)合技術的氮氧化物脫除效率高，還原劑的消耗量小，但是由于需要采用催化劑和反應器，使得投資成本偏高。

在過去數(shù)十年，許多研究者一直致力于通過改變鍋爐燃燒狀態(tài)來降低氮氧化物的原始排放濃度。研究表明：NOx的排放濃度隨著燃燒溫度的升高而升高；隨著過量空氣系數(shù)的降低，NOx和N2O的排放濃度逐漸降低，但CO和SO2的排放值迅速增加，而提高過量空氣系數(shù)則相反；NOx的排放濃度隨著一次風風率的增加而升高；保持過量空氣系數(shù)和二次風率不變，隨著上層二次風比例的增加，NOx排放濃度逐漸降低；增加二次風噴口的數(shù)量有利于NOx排放濃度的降低；提高二次風口位置，減小二次風口向下傾斜的角度，推遲了二次風的進入，延長煙氣在還原區(qū)停留時間，有利于NOx排放濃度的降低；采用空氣分級技術可降低NOx的排放濃度，且多級空氣分級降低NOx的排放濃度的效果要優(yōu)于單級空氣分級；NOx在爐膛底部生成，可利用空氣分級給入使其降低；采用煙氣再循環(huán)技術后NOx的濃度明顯降低，煙氣中NOx的濃度隨著再循環(huán)煙氣回流率的增加而降低，但再循環(huán)煙氣回流率過大使得燃燒狀態(tài)難以維持；在污泥中摻燒煤和生物質燃料后，煙氣中大量存在的焦炭可降低NOx的排放濃度。

在一定程度上，降低床溫，降低過量空氣系數(shù)，改變一次風、二次風的比例，改變二次風噴口的位置，采用空氣分級、煙氣再循環(huán)和摻混燃燒等技術，都能降低鍋爐原始氮氧化物排放濃度，但是也帶來了諸如負荷降低、熱量損失增加、CO排放值升高、飛灰和爐渣中含碳量升高等問題。周托等通過理論及試驗研究提出采用循環(huán)流化床爐內低氧燃燒，并結合旋風分離器出口煙道噴入補燃風，從而達到控制NOx排放濃度及保證燃燒效率的技術原理。本文研究基于以上原理，對1臺70MW循環(huán)流化床熱水鍋爐進行改造并開展了實爐試驗。