随着我国经济水平的高速发展,能源消耗量逐年提高。为了调整优化我国能源结构,改变单一依靠煤炭资源的局面,近些年来,煤炭消费量逐年下降。相对应的,天然气消费量逐年递升。2017年,我国天然气能源消耗量为2373亿立方米,同比增长15.3%。仅对北京市而言,在2017年间天然气总消耗量为160亿立方米。其中,在“煤改清洁能源”及“煤改气”的政策引导下,北京市在供暖季期间燃气供热比例达到了97%。同时,为了解决雾霾天气所带来的民生问题,北京市已在2017年4月4日实行了新的锅炉排放标准,其中严格规定了污染物排放指标上限。通过北京市燃气锅炉实际运行能效与氮氧化物排放调研测试中发现,即使在加装余热回收装置或将燃烧器改装为低氮燃烧器后,所测试的燃气锅炉中依然存在排烟温度高、氮氧化物排放浓度高、锅炉实际运行能效低的问题。为了提升余热回收量,深度回收烟气中的潜热量,同时对燃气锅炉排烟中的污染物起到减排作用。本文提出一种通过提高燃气锅炉助燃空气温湿度的方法来提升烟气露点温度,提高余热回收量;同时由于空气温湿度升高,空气中含水量上升,锅炉燃烧器的火焰温度下降,从而降低氮氧化物生成量的手段来解决现有燃气锅炉热效率低,氮氧化物排放浓度高,排烟温度高的问题。为了验证该理论,设计并搭建了喷淋式空气加湿型烟气余热回收实验台。在实验台测试中,所选热源为一台供热量为58 kW的燃气锅炉。实验结果表明,当空气的含湿量越大时,潜热回收量越大,余热回收量越大,氮氧化物减排效果越好。其中,在空气含湿量为60 g/kg_干空气,喷淋水温度为15℃,喷淋水质量流量为0.075 kg/s时的余热回收效果最好,余热回收量为8031W,排烟温度在40℃左右;燃气锅炉热效率最高可达95.04%;氮氧化物减排率最高可达50%。