Широкое распространение, в том числе в реконструируемых и проектируемых отечественных , получил метод концентрического или стадийно-ступенчатого сжигания топлива Этот метод, как и топки с нижним дутьем, обеспечивает снижение выбросов NOx с одновременной защитой экранов от коррозии и шлакования (цель с которой он был впервые внедрен в 1970-е годы).
Сущность метода состоит в организации топочного процесса, при котором ступенчатость по вертикали (т. е, ввод части воздуха выше зоны горения или неравномерно по высоте блока горелок) сочетается со ступенчатостью по горизонтали. Последнее достигается за счет отклонения части воздуха от направления струи аэросмеси в тангенциальной топочной камере. Направление определенной части воздуха между осью горелок и топочным экраном создает градиент концентраций в горизонтальном сечении топки: ближе к центру образуется зона с недостатком окислителя, а периферийная часть вихря, омывающая топочные экраны, имеет повышенное содержание кислорода. За счет этого создается «ступенчатость по горизонтали».
Во внедренных в разных странах схемах концентрического сжигания подача части воздуха тангенциально по окружности большего, чем аэросмеси, диаметра реализуется тем, что воздух подается через разные сопла.
То есть каждый блок горелок имеет часть сопел вторичного воздуха, в которых струи направлены соосно струям аэросмеси. и сопла, в которых вторичный воздух отклоняется в сторону экранов.
В разработке СибКОТЕС предусмотрено регулируемое отклонение части вторичного воздуха от соосного в пределах одного канала вторичного воздуха.
Ступенчатость сжигания по высоте топки реализуется размещением сопел третичной) воздуха в верхней части горелок, либо в других вариантах их расположением выше горелок (OFA). В последнем случае направление крутки сопел третичною воздуха может выбираться противоположным и переменным по высоте по отношению к крутке потока в горелках, как рассмотрено выше.
Внедренные фирменные варианты концентрического сжигания отличаются оптимизацией сопел аэросмеси и расстояния до ввода третичного воздуха а также применением ротационного (динамического) сепаратора (система TJFS-2000 фирмы ABB Combustion Engineering, ABB С-Е) и системы для регулирования избытка воздуха в нижней части то-почкой камеры и распределения всех воздушных потоков [TLN-system фирмы Foster Wheeler Energy Corporation (FWEC)].
Реконструкция котла с использованием концентрического сжигания TLN-system при сжигании лигнита позволила снизить оксиды азота на 70 % в среднем до уровня 110 ppm.
Комплекс исследований, выполненный фирмой АВВ С-Е на экспериментальной установке, показал высокую эффективность метода по снижению оксидов азота при низком недожоге применительно к бурым, даже шлакующим, и реакционным каменным углям и в меньшей мере к низкореакционным каменным углям типа СС. Отметим, что эффект снижения NO, дополнительно получен за счет уменьшения шлакования топочных экранов и соответственно температуры факела.