节能和清洁排放对社会和城市发展至关重要。燃气锅炉排放的烟气温度较高,其中包含大量的余热和氮氧化物。若将高温烟气直接排出,会造成较严重的能源浪费和大气污染,为了提高整体热效率同时减少氮氧化物排放,烟气余热回收和低氮排放技术已成为当今最重要的问题之一。为提升燃气锅炉烟气余热回收和氮氧化物减排效果,本文从能源、环保和经济分析角度对烟气余热回收与低氮排放协同处理技术开展研究,实验研究和模拟分析了多因素变工况运行条件下的烟气余热回收和氮氧化物排放性能。研究深度揭示了烟气余热回收与低氮排放的协同强化原理,燃气锅炉产生的高温烟气在喷淋塔烟气换热段与喷淋水直接接触换热,喷淋水将回收的烟气余热部分用于预热热网回水,部分用于预热加湿助燃空气。加湿后的助燃空气可以提高烟气露点温度,既有利烟气冷凝余热回收,又可以实现低氮排放效果。本文实验研究并分析了不同工况下的系统余热回收和氮氧化物减排效果,分析结果表明,系统的热网余热利用效率随着热网回水温度的增加而降低,随着喷淋水流量的增加而增加。实验结果表明,当助燃空气含湿量从未加湿工况提高到49.0 g/kg_干空气时,烟气的露点温度升高了6.4℃。热网回水温度为45℃,喷水流量为0.83 m³/h工况下,热网的烟气余热利用效率提高了6.9%,平均氮氧化物排放浓度可降低至50.0 mg/m³,氮氧化物减排效率为61.4%。协同效益分析表明,当喷淋水流量增加时,喷淋塔助燃空气加湿段的液气比逐渐增加,助燃空气含湿量也逐渐增加,当助燃空气含湿量增加时,烟气露点温度也逐渐升高,从而增强了烟气的潜热回收效果。同时,助燃空气含湿量的增加也有利于降低烟气氮氧化物排放浓度。本文基于实验研究结果进行了模拟优化经济性分析,研究了该系统在10 t/h-100 t/h锅炉的适用性。在10 t/h锅炉下,系统的燃气节约费用为3.4×10⁵元,投资回收期为0.50年,在100 t/h锅炉下,系统的燃气节约费用为3.4×10⁶元,投资回收期为0.47年。最后,基于系统的能量流动分析,优化了系统运行流程,并基于优化方案进行了模拟计算,分析了该优化系统的烟气余热回收和热网余热利用效果。在热网回水温度为40℃时,烟气余热回收效率最高可达15.6%,热网余热利用效率为11.8%,氮氧化物排放浓度为64.3 mg/m³,氮氧化物减排效率为50.3%。实验及分析结果表明,烟气余热回收与低氮排放协同处理技术通过热网余热利用可以实现燃气节约,同时,还有较好的氮氧化物减排效果,该技术在能源节约、环境保护和经济效益方面享有优势,具有较好的推广价值。