锅炉低氮氧化物燃烧器改造设计说明.doc

锅炉低氮氧化物燃烧器改造 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 说明.doc 深圳能源妈湾电力有限公司 1号锅炉燃烧器低NOx改造设计说明 北京国电科环洁净燃烧 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 技术有限公司 2008-12 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 目 录 1.概述 ............................................................................................................................................. 1 2.设计依据 .................................................................................................................................... 1 3.工程概况 .................................................................................................................................... 1 4.低NOx改造锅炉边部条件分析 ........................................................................................... 7 4.1 锅炉炉膛条件 ............................................................................................ 7 4.2 制粉系统 .................................................................................................... 8 4.3 煤质 ........................................................................................................... 9 4.4 燃烧系统分析 ........................................................................................... 11 4.5 辅机系统 ...................................................................................................12 5(改造 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ............................................................................................................................... 12 5.1燃烧系统改造范围 ....................................................................................12 5.2燃烧器改造方案说明.................................................................................12 5.3改造方案特点: ........................................................................................17 6. 燃烧改造所涉及的现场变动部分的方案说明 ........................................................... 17 1 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 1. 概述 为响应国家“节能减排”号召，深圳能源妈湾电力有限公司计划于2009年3月份对该厂其1号锅炉进行低NOx燃烧技术改造。要求改造后锅炉出力维持 3不变前提下，NOx排放浓度不大于330mg/Nm，改造后的锅炉效率不低于92.86%(设计值)，同时未燃碳热损失不大于1.0%，CO排放浓度不高于100µL/L等。 2. 设计依据 燃烧系统设备、装置的设计、制造、安装、调试、试验及检查、试运行、考核、最终交付等，应符合相关的中国法律、规范以及最新版的ISO和IEC 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。 ASME PTC4.1-1998 《锅炉性能试验规程》 GB13223-2003 《火电厂大气污染物排放标准》 DL5000-2000 《火力发电厂设计技术规程》 DL5028-93 《电力工程制图标准》 DL/T 435-2004 《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》 DL/T5121-2000 《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》 DL/T5054-96 《火力发电厂汽水管道设计技术规定》 GB 9222-88 《水管锅炉受压组件强度计算》 GB 50017-2003 《钢结构设计规范》 DL/T5072-2007 《火力发电厂保温油漆设计规程》 SDGJ6-90 《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》 NDGJ92-89 《火力发电厂热工自动化内容深度规定》 DL/T5175-2003 《火力发电厂热工控制系统设计技术规定》 DL/T5182-2004 《火力发电厂热工自动化就地设备安装、管路及电 缆设计技术规定》 DL/T589-1996 《火力发电厂燃煤电站锅炉的热工检测控制技术导 则》 DL5053-1996 《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》 DL/T5047-95 《电力建设施工及验收技术规范》(锅炉机组篇) 1号炉招标文件、电厂提供的图纸资料及实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 等。 3. 工程概况 3.1 锅炉概述 妈湾发电总厂1号锅炉由哈尔滨锅炉厂设计制造，于1993年11月投入商业 1 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 运行，锅炉为HG-1025/18.2-YM6型，亚临界压力、一次中间再热、控制循环、 平衡通风、固态排渣汽包炉。锅炉设计参数见表3-1。 表3-1 锅炉主要性能与设计参数 序89% 定压滑压滑压名称 单位 MCR 号 MCR 64%MCR 59%MCR 30%MCR 1 过热蒸汽流量 t/h 1025 910 651 605 308 2 过热蒸汽出口压力 MPa 18.3 17.28 16.94 13.91 7.16 3 过热蒸汽出口温度 ? 540 540 540 540 520 4 再热蒸汽流量 t/h 822.09 737.75 551.04 513.7 265.3 5 再热蒸汽进口压力 MPa 3.83 3.44 2.56 2.39 1.13 6 再热蒸汽出口压力 MPa 3.62 3.25 2.41 2.25 1.06 7 再热蒸汽进口温度 ? 319.3 313.9 295.5 305.9 293 8 再热蒸汽出口温度 ? 540 540 540 540 483 9 给水温度 ? 279.6 272.5 253.2 249.7 212 10 给水压力 MPa 20 18.7 17.8 15.0 7.81 11 给水流量 t/h 1025 878.8 596.8 552.8 290.4 12 省煤器水阻 MPa 0.37 0.33 0.29 0.28 0.24 13 汽包设计压力 MPa 20.6 14 再热器设计压力 MPa 4.35 锅炉效率(按低发15 % 92.86 92.97 93.42 93.59 94.71 热值) 总燃煤量(按低发16 t/h 126.3 114.4 85.9 80.5 42.5 热值) 17 排烟温度(修正前) ? 136.1 133.3 116.7 113.9 90.6 18 排烟温度(修正后) ? 128.3 125 108.3 105 78.9 19 干烟气损失 % 4.65 4.52 4.09 3.93 2.72 21 总烟气量 kg/h 1304525 1181786 946839 879016 438961 22 总风量 kg/h 1204098 1090808 878534 815030 405169 23 进口烟气温度 ? 360 351 331.7 320 276 24 出口一次风温 ? 312 310 291 285 255 25 出口二风温 ? 322 318 298 290.6 259 26 过热器压降 MPa 1.36 1.11 0.6 0.81 0.41 27 再热器压降 MPa 0.21 0.19 0.15 0.14 0.05 省煤器出口过剩空28 % 25 25 34.1 32.8 25 气率 329 炉膛容积热负荷 MJ/mh 406.1 368.1 276.4 258.8 136.7 330 炉膛截面积热负荷 GJ/mh 18.74 16.92 12.7 11.92 6.24 31 上炉膛出口烟温 ? 1146 1125 1068 1039 803 32 下炉膛出口烟温 ? 1337 1326 1294 1246 1161 2 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 注:1.锅炉原设计的暖风器已拆除2;上表所述的压力均为表压力 锅炉采用П型结构布置，锅炉燃烧室受热面采用膜式水冷壁，水循环采用单汽包、控制循环、单段蒸发系统。 锅炉设有4级过热器(低温过热器、屏式过热器、后屏过热器、高温过热器)，3级再热器(墙式辐射再热器、屏式再热器、末级再热器)，一级省煤器。在低温过热器和屏式过热器、屏式过热器和高温过热器之间分别布置有一、二级过热蒸汽喷水减温器;在墙式再热器入口布置有再热器事故喷水减温器。受热面依次为辐射式再热器、前后屏过热器、前屏再热器、末级再热器、末级过热器、转向室后是立式低温过热器、水平低温过热器以及省煤器。锅炉89%MCR负荷时，各受热面的热力计算主要技术数据见表3-2。 表3-2 热力计算主要技术数据(89%MCR) 烟温 工质温度 名称 受热面积 烟速 序进口 出口 进口 出口 单位 号 项目 m ? m/s ? 2 1 壁式再热器 365.9 1326 313.9 366.8 2 顶棚过热器 1319 1326 359.2 361.8 3 分割屏 663.6 1326 1124 408 451.8 4 后屏过热器 1055 1124 1021.7 6.7 451.8 515.8 5 再热器前屏 1544 1021.7 904.4 7.2 366.8 470.6 6 水冷壁吊挂管 53 7.0 7 末级再热器 1797 897.2 812.8 9.0 469.6 540 8 水冷壁排管 264 8.9 9 末级过热器 2265 795.6 722.2 9.2 504.6 540 10 过热器排管 188.8 722.2 713.3 9.2 361.8 362.7 11 立式低温过热器 1250 713.3 666.1 8.8 404.3 418.2 12 汽冷吊挂管 220 3.8 13 转向室 441.9 658.9 643.9 363 364.2 14 水平低温过热器 11445 643.9 440 9.3 364.2 404.3 15 省煤器 6052 440 351.1 8.6 272.8 298.9 3.2 燃料 锅炉设计燃用晋北烟煤，校核煤为澳大利亚煤、安太堡煤。设计煤种与校核煤种的特性分析见表3-3。 表3-3 设计用煤校核用煤的品质特性 设计煤 校核煤 校核煤 名称 符号 单位 晋北烟煤 澳大利亚煤 安太堡煤 煤 收到基碳 Car % 58.56 67.06 62.93 3 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 质 收到基氢 Har % 3.36 3.84 4.27 分 收到基氧 Oar % 7.28 5.38 8.22 析 收到基氮 Nar % 0.79 1.38 1.12 收到基硫 Sar % 0.63 0.47 0.87 收到基灰分 Aar % 19.77 13.6 14.19 收到基水分 Mt % 9.61 8.3 8.4 固有水分 Wf % 2.85 2.3 2.53 可燃基挥发分 Vr % 32.31 31.90 37.48 低位发热量 Qnet,ar kJ/kg 22441 25680 23326 哈氏可磨系数 HGI - 57.61 54 50 二氧化硅 SiO % 50.41 53.5 39.56 2 三氧化铝 AlO % 15.73 37.5 38.88 23 三氧化铁 FeO % 23.46 2.4 11.03 23 氧化钙 CaO % 3.93 0.7 4.8 灰 氧化镁 MgO % 1.27 0.4 0.47 的 氧化钠 NaO % 2.33 0.9 0.6 2成 氧化钾 KO % 2.33 0.9 2份 三氧化硫 SO % 0.4 3.3 3 其它 - % 2.87 1.8 变形温度 DT ? 1110 >1600 >1500 灰 软化温度 ST ? 1190 >1600 >1500 熔 熔化温度 MT ? >1600 >1500 点 流动温度 FT ? 1270 >1600 3.3 燃烧系统 锅炉为四角切向布置摆动式直流燃烧器，与设计煤种晋北烟煤相适应，为兼顾防止结渣、稳燃及降低NOx排放，燃烧系统采用了美国ABB-CE公司的第一代LNCFS-I型低NOx燃烧技术，设置大偏斜二次风与紧凑型燃尽风(炉膛结构、燃烧器设计参数分别见表3-5与表3-6)。 在两侧墙布置了整面的大风箱来连通前后两角的二次风，每角的风箱内部设有导流和分隔板，用调节挡板控制各层二次风量。二次风由燃料风、辅助风及燃尽风三部分组成。 3.3.1 燃料风 燃料风布置在一次风喷口周围，相当于周界风，用来冷却一次风口及燃烧器的摆动装置，增强一次风的刚性，并为煤粉初期燃烧提供氧气。锅炉周界风占二次风的27.89%。 3.3.2 辅助风 辅助风与一次风相间布置，起主二次风的作用，一般占二次风总量的50%。 4 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 油枪装在辅助风口内。最下层的二次风常设定为固定值，其余辅助风由挡板开度和大风箱内风压与炉膛的压力差来决定。 锅炉设有7层辅助风室(含三层油风室)，与一次风相间均匀布置，辅助风与燃尽风之和占二次风的71.87%。 3.3.3 燃尽风 有两层燃尽风布置在顶层燃烧器的上面，属紧凑型燃尽风。 3.3.4 直流燃烧器 燃烧器采用美国CE公司的宽调节比燃烧技术，利用煤粉管道进入燃烧器一次风喷嘴的弯头离心力作用，一次风气流被分成上下浓淡两部分，两部分之间采用隔板隔开，燃烧器出口处设有带波纹型的稳燃钝体。煤粉浓淡分离和稳燃钝体的配合使用，可提高低负荷的稳燃特性。 锅炉燃烧器采取均等相间布置方式。煤粉喷嘴自下而上分别为A、B、C、D、E、F 共6层布置24个喷嘴。 3.3.5 假想切园的旋向 为降低NOx排放，改善炉膛出口动力场和温度场的偏差，一次风、二次风及燃尽风喷口采取不同的射流方向布置。 锅炉的燃烧器一次风、油风室及下端部风室二次风射流中心线与前水冷壁夹角分别为36?和43?;部分辅助风采取大偏斜的方式与一次风同向送入炉内，二次风射流中心线与前水冷壁中心线夹角分别为14?和65?;燃尽风室二次风以与一次风反切的方式送入炉内，射流中心线与前水冷壁中心线夹角分别为56?和23?。即，在炉膛中心形成两个逆时针和一个顺时针旋转的假想切园。 3.3.6 燃烧器摆角 锅炉的燃烧器喷嘴可上下摆动22?，二次风喷嘴可上下摆动30?，燃尽风喷嘴可作向上30?和向下5?的摆动。 各喷嘴采取整体联动方式调节上下的角度，以改变燃烧中心区的位置，用于调节炉膛内各辐射受热面的吸热量，从而调节再热汽温。与此相适应，为保证火焰充满空间和煤粉燃烧空间，底层燃烧器至冷灰斗的距离及顶层燃烧器至屏底的距离均设计较大:顶层燃烧器至屏底距离为18.288m，燃烧器区域高度为7.322m，底层燃烧器至冷灰斗上沿距离为4.564m。 5 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 3.3.7 炉膛热负荷 锅炉的炉膛容积为7275m3，炉膛容积热负荷与截面积热负荷分别为406MJ/m3h与18.74×109J/m2h。 表3-5 炉膛结构 名称 单位 数值 炉膛宽度 m 14.059 炉膛深度 m 11.790 3炉膛容积 m 7275 3炉膛容积热负荷 MJ/mh 406.1 92炉膛截面积热负荷 10J/mh 18.74 上层煤粉燃烧器中心至屏底距离 m 18.288 燃烧器区域高度 m 7.322 下层燃烧器至冷灰斗上沿距离 m 4.976 2辐射受热面(到分隔屏底) m 1996 2辐射受热面(到后屏入口) m 3749 2辐射受热面(到炉膛出口) m 4338 水冷壁管径×壁厚 mm 44.5×5.5 水冷壁管节距 mm 57.15 表3-6 燃烧器设计参数 项目 单位 数值 6单只煤粉喷嘴热功率(五台磨煤机运行) kJ/h 141.7×10 6单只煤粉喷嘴热功率(六台磨煤机运行) kJ/h 118.1×10 二次风速度 m/s 45.8 二次风温度 ? 310 二次风率 % 74.3 二次风中周界风份额 % 27.89 二次风中辅助风份额 % 71.87(燃尽风份额不详) 二次风中燃尽风份额 % 一次风速度 m/s 25.02 一次风率 % 20.7 燃烧器一次风阻力 Pa 254 燃烧器二次风计算阻力 Pa 673 一次风喷嘴间距 mm 1272 3.4 炉水循环和水冷壁 炉水循环采用内螺纹管膜式水冷壁的强制循环系统，炉膛内布置870根水冷壁组成53个循环回路。水冷壁由外径为44.5mm的管子构成，节距为57.15mm。在热负荷较高的区域采用了内螺纹管，其余部分为光管。 3.5 磨煤机 6 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 锅炉配备6台RPB-783型正压直吹CE 雷蒙式中速磨煤机，设计出力为31.9t/h(实际出力在22-26t/h)，煤粉管内一次风速为26.67m/s，设计煤粉细度为200目筛通过量75%。每台磨煤机为同层四支燃烧器供粉，每根一次风粉管道上设有节流孔板。 3.6 仪控系统 原燃烧器内布置有美国Bailey公司的FLAMON, Flame Detector UM/UM 型火焰检测系统;六层煤，三层油具有三十六只喷燃器，对应每个喷燃器安装一个火检探头，共有三十六只火检探头。 原每个角的各层燃烧器喷嘴由一台摆动气缸控制可上下摆动，改造后的燃烧器要求在摆动范围及驱动力矩上满足现有执行机构要求。本次改造如涉及二次风系统变化，改造后的二次风门包含燃尽风门的动作行程及驱动力矩应能满足现有二次风门执行机构的动作行程及输出力矩要求。 4. 低NOx改造锅炉边部条件分析 妈湾厂1号炉目前管理水平较高，设备维护基本到位，锅炉一般能安全正常高效运行。目前1号炉主要表现在NOx排放较高，平均在600mg/Nm3左右，低氧运行时NOx可下降到400 mg/Nm3左右，但会带来飞灰可燃物升高，锅炉效率降低。因此，本次改造的中心是在保持锅炉高效安全运行的前提下，将NOx降低至理想水平。 4.1 锅炉炉膛条件 锅炉的炉膛容积为7275m3，炉膛容积热负荷与截面积热负荷分别为406MJ/m3h与18.74×109J/m2h。1号炉与当前大容量锅炉设计参数相比，炉膛容积及截面均偏小，燃尽高度还算适中。 与大同4号炉、京能1号炉相比，妈湾石1号炉，锅炉容积较大，燃尽高度高，运行条件也好，采取低NOx改造的有利条件; 妈湾1号炉膛截面负荷较大，炉内上部水冷壁结渣，个别点炉膛温度偏高，最高达1600?，会造成热力型NOx大量生成。 采取低NOx措施后必须充分考虑锅炉炉内防渣及煤粉燃尽问题，防渣的同时还要保证一定的燃尽空间。 7 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 表4-1锅炉条件对比表: 单位 大同4#炉(670T/H) 京能1#炉(670T/H) 妈湾1#炉 % 36 32.2 19.77 灰份Aar % 23 25 23.2 煤 挥发份Var 质 Kj/kg 17560 18450 22441 低位热值 Qnet,ar 炉膛截面 mm×mm 10880×11920 11660×11660 14059×11790 m3 4238 4111 7275 炉膛容积 mm 49200 49180 炉膛高度 炉 Kw/m3 133.3 138.3 112.8 容积热负荷 型 Kw/m2 4378.1 4181 5205 截面热负荷 m 36 35.8 43 大屏下沿高 除渣方式 湿排渣, 干排渣 湿排渣 4.2 制粉系统 对本次改造影响最大的是制粉系统，目前6台磨全部出力明显不足(设计出力31.9t/h，实际出力约22~26t/h)，额定负荷下需要投运6台磨煤机。个别磨排“石子煤”量大，也是磨出力不够的主要原因。 部分磨煤机的煤粉细度较粗，远远偏离R75,25,的设计值。B、D磨煤粉R90达40%以上，R200达10%以上，而且煤粉管道间煤粉分配也不均匀。 表4-2 #炉磨煤机煤粉细度及均匀性汇总 R90 R90平均 R200 R200平均 均匀系N平均 数 A 19.8 2.4 1.04 1#炉 B 40.8 11.2 1.12 C 18.2 1.2 1.19 25(17.5) 4.95(1.475) 1.095 D 39.2 12.6 0.99 E 17.2 1.3 1.13 F 14.8 1 1.10 磨出力不足、煤粉偏粗且管道间分配不均都会对改造后低NOx燃烧系统的运行产生不利影响，影响空气分级到位，而且会带来飞灰可燃物偏高，进而影响 8 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 锅炉效率。按制粉系统目前状况，改造后无论是NOx排放指标还是机组运行的经济性都很难得到有效保证。 我们认为在进行低NOx燃烧系统改造的同时，非常有必要对目前的制粉系统进行彻底检查或局部升级，使煤粉细度达到设计值，磨煤机出口风量及煤粉流量偏差至合理范围之内的效果，以保证实现技术规范中各项参数要求的目的。 4.3 煤质 表4-3 改造设计用煤及校核用煤的品质特性 序号 类别 项 目 符号 单位 设计煤种 校核煤种1 校核煤种2 收到基碳 Car % 58.56 60.33 62.29 Har % 收到基氢 3.36 3.62 3.46 Oar % 收到基氧 7.28 9.94 7.12 收到基氮 Nar % 0.79 0.70 0.68 燃 Sar % 收到基硫 0.63 0.41 0.83 煤 1 Mt % 收到基水分 9.61 14.00 13.5 成 份 收到基灰分 Aar % 19.77 11.00 12.12 Vdaf % 干燥无灰基挥发分 32.31 36.44 32.52 Qnet,ar MJ/kg 收到基低位发热量 22440 22760 23720 哈氏可磨性系数 HGI - 57.64 56 61 SiO% 二氧化硅 50.41 36.71 50.11 2 AlO% 三氧化铝 15.73 13.99 25.26 23 三氧化铁 FeO% 23.46 11.36 8.23 23 CaO % 氧化钙 3.93 22.92 9.36 灰 的 2 MgO % 氧化镁 1.27 1.28 1.36 成 氧化钠 NaO % 2.33 1.96 0.83 2份 KO % 氧化钾 1.24 2 SO% 三氧化硫 9.3 2.15 3 其它 % 2.87 2.48 - DT ? 变形温度 1110 1130 1410 灰 3 ST ? 熔 软化温度 1190 1160 >1500 点 熔化温度 FT ? 1270 1200 >1500 表4-4 入炉煤质特性 检测结果 项目 检测项目 符号 单位 适用标准 T-01 T-02~04 T-05~06 T-07 9 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 GB/T211-2007 全水分 Mt % 13.5 14.2 13.7 23.9 空气干燥基水分 Mad % 3.63 3.78 3.46 14.24 GB/T212-2001 收到基灰分 Aar % 12.12 10.83 12.73 12.92 干燥无灰基挥发分 Vdaf % 32.52 31.46 33.24 49.10 工业 收到基碳 Car % 62.29 63.20 61.42 54.91 分析 收到基氢 Har % 3.46 3.43 3.46 3.57 与 DL/T568-1995 元素 收到基氮 Nar % 0.68 0.67 0.71 0.69 分析 收到基氧 Oar % 7.12 6.94 7.17 13.89 ASTM 全硫 St,ar % 0.83 0.73 0.81 0.12 D4239-2000 收到基高位发热量 Qgr,v,ar MJ/kg 24.74 24.85 24.25 21.68 GB/T 213-2003 收到基低位发热量 Qnet,v,ar MJ/kg 23.72 23.82 23.22 20.39 GB/T2565-1998 哈氏可磨指数 HGI / 61 62 61 53 3 变形温度 ×10? DT 1.41 煤灰 3 软化温度 ×10? ST >1.50 融化 GB/T219-1996 3 半球温度 ×10? HT >1.50 温度 3 流动温度 ×10? FT >1.50 二氧化硅 SiO % 50.11 2 % 三氧化二铝 AlO 25.26 23 % 三氧化二铁 FeO 8.23 23 % GB/T1574-1995 氧化钙 CaO 9.36 煤灰 GB/T4634-1996 % 氧化镁 MgO 1.36 矿物 SD 323-1989 % 氧化钠 ASTM NaO 0.83 组成 2D5016-1998 % 氧化钾 KO 1.24 2 % 二氧化钛 TiO 0.86 2 % 三氧化硫 SO 2.15 3 % 二氧化锰 MnO 0.019 2 根据通用着火特性指标:Fz=(Vad+Mad)2×Cad×100对上述煤质进行计算，见下表所示: 表4-5 妈湾燃用煤质分析比较 设计煤校核煤校核煤入炉煤 入炉煤 入炉煤 入炉煤 种 种? 种? 晋北烟 T-01 T-02~04 T-05~06 T-07 煤 空干基灰分 Aad % 21.25 14.49 15.10 13.50 12.14 14.24 14.56 空干基挥发份 Vad % 31.39 31.17 36.53 31.34 30.26 32.09 42.11 空干基水分 Mad % 2.85 2.30 2.53 3.63 3.80 3.46 14.24 空干基碳 Cad % 62.94 71.45 66.96 69.40 70.86 68.71 61.88 着火特性指标 Fz 7.4 8.0 10.2 8.5 8.2 8.7 19.6 10 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 0.54 极易燃; zz 妈湾电厂设计煤、校核煤及入炉煤质挥发份高，Fz计算值均大于4，属极易燃尽煤，均为较好的优质烟煤，着火燃尽性能较好。设计煤灰熔点较低，结渣倾向明显，校核煤质属于不易结渣煤质。入炉煤的结渣特性虽不能判断，但从现场运行情况看炉内存在结渣现象，入炉煤也有一定的结渣倾向，锅炉改造时防止结渣也是必须考虑的。 由于几种煤的挥发份均较高，较适合于采用空气分级低NOx技术降低NOx排放。妈湾电厂1#炉设计及运行煤种均优于京能电厂及大同二电厂运行煤种，挥发份高，热值高，灰份少，有利于燃尽及降低NOx。 4.4 燃烧系统分析 目前的燃烧系统采用美国ABB-CE公司的第一代LNCFS-I型低NOx燃烧技术，CE公司的WR复合CFS偏折二次风系统具有较好的着火特性，主燃烧区防渣特性和一定脱氮功能。从目前的燃烧器布置结构分析，燃烧器上部只布置了两层紧凑型燃烬风(OFA)喷口，而且燃烬风(OFA)风量不够，燃烧器纵向布置空气分级不到位，没有形成明显有效的空气分级燃烧过程。纵向上没能形成大的氧化还原区，生成的NOx被还原的少，同时燃烧器区域温度水平高，热力型NOx高。所以虽然采用了WR浓淡分离燃烧技术，形成局部的氧化还原区，具备一定的降NOx效果，但浓淡两层风紧紧相邻，二者很快混合，影响了低NOx燃烧效果。所以目前的燃烧系统很难实现较低的NOx排放。另外虽然原有的燃烧系统采用了CFS燃烧技术，部分二次风大切圆布置，力图实现炉内风包粉效果，形成局部浓淡分离燃烧。但以往应用经验证明，这种布置形式往往适得其反，二次风会大量卷吸一次风，导致一二次风提早混合，还会带来结焦等不利结果的发生。 从目前锅炉运行状况来看，1号炉组织与运行水平较高，已实施低O燃烧，2炉内温度场较为均匀，火焰透明、稳定。但主燃烧区水冷壁面稍有浮焦且结焦过程有上移倾向，35m标高以上有多处挂焦，分隔屏(靠前墙)有大块掛渣，需二天全炉吹灰一次。 3现有的燃烧系统，通过燃烧优化调整，可使NOx排放由594mg/Nm降低到 3约400mg/Nm左右。但当燃烧系统采取空气分级运行方式时，虽然能够降低NOx排放，但飞灰与炉渣可燃物含量急剧增加，同时风箱与炉膛差压超过1000Pa， 11 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 甚至达到1700Pa。因此，单纯从NOx控制方面考虑，可通过燃烧方式的调整降低NOx排放，但代价是大幅度牺牲燃烧效率。 在兼顾燃烧效率的情况下，通过对现有燃烧系统的优化调整来降低NOx排放的效果有限，必须进行燃烧系统彻底改造，以实现在保证锅炉运行安全性与经济性的同时，实现较低的NOx排放目标。 4.5 辅机系统 “目前引风机出力不足，曾发生风机失速现象，所以机组额定负荷运行时，省煤器出口氧量一般在1.7%左右，最高不超过2.5%。” 引风机出力不足由多种原因构成，目前空预器漏风率偏大也是主要因素，妈湾厂将在此次燃烧系统改造的同时对空预器漏风进行治理，相信可一定程度的改善此问题。 在本次燃烧系统改造同时会对空预器漏风进行治理，并约定鉴定试验工况条件 “空气预热器漏风率不大于7.0%”。据此，我们认为在此条件下可满足锅炉送引风要件。 5(改造方案 现有燃烧器布置不适用于低NOx燃烧器需要，对现有燃烧器必须进行较大幅度地低NOx改造。 更换四角燃烧器(一二次风喷口及喷嘴体)及角区二次风箱，增加燃尽风系统。 5.1 燃烧系统改造范围 1) 现四角主燃烧器全部更换(一二次风组件，风箱几道，挡板风箱及风门执行器); 3)新增高位燃烬风系统(燃烬风管道、膨胀节、燃烬风风箱、挡板风箱、燃烬风喷嘴、燃烬风流量测量、执行机构及附件等) 4)水冷壁(水冷壁弯管及修整管) 6)电气、仪表及控制(电源盘、控制柜、电缆等) 7)附属系统(支吊架、楼梯平台、检修起吊设施、防腐、保温设计和油漆等) 8)其它(设计和设备供货、技术服务及培训、设备标识、安全标识) 5.2 燃烧器改造方案说明 采用双尺度燃烧技术及双尺度分区优化调试方法组合技术(调试方法在改造后实施)对锅炉进行低NOx改造。 12 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 在制粉系统等边部条件达到设计要求情况下，保证改造后是在高效、稳燃防渣、防腐的基础上实现低NOx排放。并充分考虑到由于改造而出现的新问题的解决措施。 NOx生成主要有三种类型，燃料型、热力型及快速型三种，燃料型NOx约占总NOx的80-90%，是各种低NOx技术控制的主要对象。其次是热力型，主要是由于炉内局部高温造成，也可采用适当措施加时控制，快速型NOx生成量很少。本次改造采取的相关措施主要为控制燃料型及热力型NOx的生成。 改造设计煤质一般挥发份较高，较易燃尽，较适合于采用双尺度特点的空气分级降NOx技术。降NOx的同时还要防止局部区域出现锅炉结渣及高温腐蚀的倾向发生。 结合锅炉目前状况及改造目标进行充分分析，我们采用超低NOx双尺度燃烧技术对锅炉进行低NOx改造，就是在射流空气分布(空间尺度)及燃烧过程控制实现(过程尺度)上采取措放。具体措施如下: 1) 纵向三区分布: 在主燃烧器区上部布置有高位OFA燃尽风，占总风量的约20-26%，是降低燃烧型及热力型NOx的主要手段，燃尽风喷口可上下左右摆动。主燃烧器区域内对一二次风喷口进行重新组合及浓淡分布措放，一次风喷口采用空间浓淡燃烧技术组合分布，下三层一次风组成一组，上三层一次风为一组，通过对纵向过量空气系数分布控制，从下到上分别为氧化燃烧区、集中还原区、燃尽区，是降低NOx及维持高效运行的关键。 13 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 图5-1 燃烧器改造立面布置图 2) 横向双区分布: 通过对炉内一二次风切圆的调整，并在适当位置布置有贴壁风喷口，在炉膛截面上形成了三场特性截然不同的中心区与近壁区分布。贴壁风可以保证壁面有足够的氧气存在，防止结渣及高温腐蚀，又不改变主射流方向，是我公司独特的专有技术，已在多台锅炉上成功使用。本次改造采用一次风反切小切圆，一三角二次风对冲布置，二四角二次风正切布置。一次风反切使一次风气流逆向冲进上游来的高温空气，使煤粉在此区域内迟滞浓缩，提早析出挥发份着火燃烧，对稳燃及燃尽相当有利。 14 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 贴壁风 贴壁风 贴壁风 贴壁风 图5-2 燃烧器改造平面布置图 3) 一次风采用空间浓淡分布技术(过程尺度) 一次风空间浓淡组合布置。采用浓淡型燃烧器，一次用用弯头或挡块等方法实现浓淡分离。一次风沿高度方向分为两组，下三层为一组，上三层为一组，两组功能不同。最下层为上浓下淡方式，第二层为水平浓淡且浓侧在向火侧，第三层为下浓上淡，这样在最下层就组成了高稳燃特性的空间组合浓淡分布，此区域过量空气系数在1左右，满足基本燃烧需要，保证锅炉炉膛足够高的温度水平。第四层一次风为上浓下淡，其余两层都为下浓上淡，这样上三层月组成了新的浓淡分布，特别是上两层采用下浓上淡，保证浓侧煤粉向下集中，对着火燃尽有利，运行时通过调整可以适当降低此区域的过量空气系数，此区域炉温达到较高水平，在缺氧的状态下，NOx还原物大量析出，还原已生成的NOx，特别是最上层一次风适当上移，更能起到这个效果，而不增加燃尽高度。 主燃烧器区喷口可以上下摆动，调节再热器汽温，一次可上下摆?22度， 15 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 二次风可上下摆?30度。 图5-3 主燃烧器区分组方案 4) 高位燃尽风布置且一层备用 燃尽风采用较高位布置，距最上层一次风5米以上。燃尽风设计采用三层，实际布置4层，运行时调整手段灵活，通过不同层的搭配组合，以寻求最优燃尽风位置。燃尽风设计为喷口可以上下左右摆动喷口，运行时通过喷口摆动以实现燃尽区内合理的空气分布，实现很好的燃尽效果。燃尽风喷口上下可摆?30度，左右可摆?10度。 5) 足够的还原及燃尽高度: 对现场的设备条件给予应有的尊重，一次风只有上一次风标高略有上移外，其他几层一次均没有移动。主燃区所有喷口均布置在原燃烧器上下盖板标高之内，这样两侧墙原有的大风箱就可以保留不动，减少改造工作量。同时燃尽高度得以保持，壁免由于燃烧器拉开而造燃尽高度不够而引起飞灰升高效率下降。 16 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 表5-1燃烧器改造设计参数 项目 单位 数值 二次风速度 m/s 45.0 二次风温度 ? 310 二次风率 % 74.3 二次风中周界风份额 % 17 二次风中辅助风份额 % 59% 二次风中燃尽风份额 % 20 二次风中贴壁风份额 % 4 一次风速度 m/s 25.0 一次风率 % 20.7 一次风喷嘴间距 mm ~1272 5.3 改造方案特点: , 稳燃措施: 浓淡燃烧器，一次风空间浓淡分布，一次风逆向射流。 , 防渣及高温腐蚀措施: 炉膛水平截面的双区分布，小切圆，贴壁风。近壁区与中心区不同的三场特性分布;采用贴壁风，近壁区足够的氧存在，较低的温度;一次风逆向射流布置，避免了一次风贴壁现象;空气分级燃烧降低了主燃区温度水平。 , 低NOx措施: 空气分级，燃尽风量20-26%，且风量及燃尽高度均可调;采用主体高度方向上三区分布，主燃区域内大量NOx就可还原;浓淡低NOx燃烧器;空间浓淡组合技术;一次风逆向射流布置;高度方向上独特的空气分布技术;分区优化调试方法。 , 燃尽措施: 合理的高度方向三区布置，合理的空气过量空气系数分布;燃尽风可以上下左右摆动，合理的一二次风搭配;合适的燃尽高度。上两层一次风采用T形喷口，最上层一次风下倾5度解。 6. 燃烧改造所涉及的现场变动部分的方案说明 1) 增加4层可上下摆动的高位燃尽风喷口, 在原主燃烧器区域上部角 区水冷壁开孔, 相应水冷壁重新弯管焊接. 2) 原燃烧器上部两侧墙大风箱上盖打开, 向上接燃尽风道, 与原大风 17 深圳能源妈湾电力有限公司1号炉低NOx燃烧器改造说明书 箱结构相似, 风箱直接焊接在水冷壁上, 并保持膨胀缝特点; 3) 两侧墙新布置燃尽风箱处两层吹灰器拆除, 吹灰器孔密封; 4) 四角主燃烧器(包括一二次风组件,风箱风道,挡板风箱)等更换, 相应 风门执行器更换. 5) 磨煤机进口风量测量改造. 18