SSWB0581低氮燃烧器改造说明书.docx
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SSWB0581低氮燃烧器改造说明书
山东华鲁恒升化工股份有限公司
#6及动力岛锅炉低氮燃烧器改造
改造说明书
徐州燃控科技股份有限公司
2013年12月
目录
一、前言2
二、工程概况2
2.1、锅炉规范2
2.2、煤质资料3
三、改造要求3
四、燃烧器改造方案4
4.1现有燃烧系统4
4.2改造方案4
五、安装注意事项8
5.1拆除要求8
5.2安装要求8
六、运行9
6.1炉膛吹扫9
6.2点火9
6.3煤粉燃烧器的启动停运9
6.4低氮运行9
七、二次风门挡板控制9
一、前言
#6锅炉型号YG—280/9.8—M型和动力岛三台锅炉型号YG-200/9.8-M（实际额定出力280t/h）是济南锅炉集团有限公司制造的高温高压汽包炉。
随着国家在2011年9月21日发布最新的《火力发电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），表明了国家对火力发电厂污染物排放控制的日益严苛，由于电厂氮氧化物排放水平无法满足国家规定的排放标准，计划对以上四台锅炉进行低氮燃烧改造工作。
二、工程概况
#6锅炉型号YG—280/9.8—M型和动力岛三台锅炉型号YG-200/9.8-M是济南锅炉集团有限公司制造的高温高压汽包炉。
锅炉型式为单炉膛、平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢架、全悬吊结构燃煤锅炉。
2.1锅炉炉膛结构：
单炉膛，四周为全焊膜式水冷壁。
2.2锅炉燃烧器：
四角各布置一组燃烧器,燃烧方式为四角布置，均等配风、中心切圆、微负压燃烧。
2.3调温方式：
过热器采用喷水调温、共设二级减温水。
2.4制粉系统：
设置两台DTM-320/580型低速钢球磨煤机、两台SFM18D-C6B型排粉机、中储式热风送粉系统。
2.1、锅炉原设计参数：
名称
单位
数据
过热蒸汽
蒸发量
t/h
280
出口蒸汽压力
MPa（g）
9.8
出口蒸汽温度
℃
540
给水温度
℃
215
冷风温度
℃
20
热风温度
℃
340
排烟温度
℃
130
锅炉效率
%
90.5
2.2、煤质资料
锅炉原设计煤种的特性分析见表。
表2-1本次改造锅炉设计煤种如下：
项目
符号
单位
设计煤种
校核煤种
收到基水分
Mt（Mar）
%
12.8
8
空气干燥基水分
Mad
%
2.9
收到基灰分
Aar
%
20.01
30
可燃基挥发分
Vdaf
%
32.93
15.63
收到基碳
Car
%
56.22
52.9
收到基氢
Har
%
3.05
2.82
收到基氮
Nar
%
0.79
0.78
收到基氧
Oar
%
5.98
6.46
收到基硫
Sar
%
1.15
0.86
收到基低位发热量
Qar,net,p
MJ/kg
21.13
哈氏可磨指数
HGI
/
变形温度
DT
℃
1280
软化温度
ST
℃
1450
熔化温度
FT
℃
1480
三、改造要求
1.低氮燃烧器改造后，在燃用设计煤种、煤粉细度正常（R90≤12%）时，在机组额定工况下（260t/h），满足：
CO排放水平不高于100ppm；NOx排放保证不大于320mg/m3。
2.保证锅炉可在50%BMCR负荷下不投助燃能长时间稳定运行。
3.锅炉效率保证超过锅炉厂各对应工况下设计值，在现有设计煤质，R90=11%~13%条件下，锅炉效率不低于90.75%。
4.燃烧器改造后具有良好的煤种适应性，在设计煤种范围内（热值在±10%，挥发份±2%）、煤粉细度正常时，保证锅炉炉膛不发生严重结焦和腐蚀现象；保证不发生燃烧器喷口烧损事故；等等。
5.锅炉火焰中心适当，不刷壁，炉膛出口烟温适当。
6.锅炉低氮燃烧器质保期一年，燃烧器使用寿命保证在四年以上。
四、燃烧器改造方案
4.1现有燃烧系统
华鲁恒升动力岛#1炉原设计为煤粉锅炉，四角切圆燃烧。
每角燃烧器共布置六层喷口，从下至上依次为下二次风口、下一次风口、上一次风口、中二次风口、气燃烧器喷口、三次风口，其中下二次风内装有点火油枪装置。
华鲁恒升#6炉、动力岛#2炉和动力岛#3炉原设计为煤粉锅炉，四角切圆燃烧。
每角燃烧器共布置六层喷口，从下至上依次为下二次风口、下一次风口、上一次风口、中二次风口、上一次风口、三次风口，其中下二次风内装有点火油枪装置。
4.2改造方案
本次改造把原来各层都不一致的切圆，统一休整为原一次风切圆顺时针Φ408，主燃烧器一、二、三次风喷口整体更换，点火油枪装置、火检和气燃烧器等装置回用。
一次风喷口增设周界风，在两层一次风之间增设一层偏置风，保持一次风喷口原标高不变，新增的周界风和偏置风需要接入新的风道；三次风下移至原中二次风口处；动力岛#1炉的气燃烧器上移至原上二次风口处，#6炉、动力岛#2炉和#3炉的上二次风口采取封堵的措施；原三次风口处新增一层OFA风口，新增的OFA风口也需要接入新的风道。
上部增加低位燃尽风L-SOFA（采用再燃技术）和高位燃尽风H-SOFA,低位SOFA和高位SOFA为一层喷口（上下摆动15度，水平摆动10度）。
主燃烧器布置图,如下图：
燃烧器分为上下2组：
其中上组包括1层高位燃尽SOFA风和1层低位SOFA风。
下组喷口布置形式从下至上为：
下二次风口、下一次风口、偏置风口、上一次风口、三次风口、气燃烧器（动力岛#1炉）或封堵（#6炉、动力岛#2和#3炉）、OFA风口,共计6个喷口，新燃烧器各层标高与原燃烧器各层标高不变，维持原火焰中心位置。
下二次风口内的点火有枪装置和热风管道回用；一次风采用水平浓淡技术，强化燃烧喷嘴，一次风管采用内贴陶瓷以增加抗磨性及耐腐蚀性；两层一次风中间加一层偏置风，防止淡粉侧结焦；新增OFA风可以加快燃料跟烟气的混合，加快燃尽。
主燃烧器区域水冷壁及其水冷壁连接法兰不动，由新燃烧器法兰与原水冷壁法兰面对接，不影响水冷壁结构，燃烧器支吊在原燃烧器支吊位置，恒力弹簧吊架回用，下二次风执行器回用，一次风口每层各增加一个手动风门来调节周界风，偏置风增加一个新的执行器，OFA回用原中二次风口的执行器。
锅炉上组的低位SOFA和高位SOFA层，采取上下摆动15度，水平摆动10度，可以有效的促进燃料的燃尽和屏底温度与过热器气温的调节。
改造前后喷口布置图如下：
改造前:
改造后:
具体改动如下：
4.2.1一次风喷口：
一次风采用水平浓淡技术，强化燃烧喷嘴。
一次风管依然采用百叶窗水平浓淡，内置陶瓷以增加抗磨性。
所有一次风耐热喷口更换为新型结构。
保护水冷壁，避免高温腐蚀，防止结焦。
上下两层形成下部集中燃烧区。
相对集中的燃烧区域使燃烧初期挥发分析出更加彻底，更有利于挥发分N的控制。
4.2.2高位SOFA：
高位燃尽风喷口与燃烧器的距离决定了烟气在还原区域内的停留时间。
还原气氛程度越深，停留时间越长，越有利于控制NOx的生成和煤粉的充分燃烧。
本次改造中在最上层一次风喷口往上6.5m增加一组高位SOFA，高位SOFA包括一层喷口，喷口可以实现上下15度，左右10度的摆动，上下，水平摆动均为手动。
风量占炉膛出口总风量的15%。
布置原则以尽量减少平台改动、方便维护人员操作为原则，水冷壁进行相应的开孔。
4.2.3低位SOFA
为了进一步降低NOx排放，本次改造在最上层一次风喷口往上4.5m增加了低位SOFA，低位SOFA包括1层喷口，喷口可以实现上下15度，左右10度的摆动。
通过低位SOFA的设置可以使进入此区域的NOx就一步降低，不但降低了NOx的几率，也使未燃尽碳燃尽时间延长，燃烧更充分，同时也降低了飞灰含碳量。
布置原则以尽量避开水冷壁刚性梁，减少平台改动、方便维护人员操作为原则，水冷壁进行相应开孔。
燃尽风风源取自热风道，风箱内部设整流装置及挡板，用于控制每只SOFA喷嘴的风量分配。
新增燃尽风风门配智能一体化电动执行机构，执行器控制部分需新增控制系统接控制室DCS。
每层燃尽风风门可以独立运行，亦可同层同操。
4.2.4水冷壁
主燃烧器区域水冷壁不改动。
燃尽风区域水冷壁根据燃尽风布置开孔，水冷壁在厂内弯制，在厂内组装为膜式壁，为方便工地对接，膜式壁两端留出一定直段到工地对接时焊接。
水冷壁采用与原有设备相同材质和规格的产品。
在出厂前进行100%涡流探伤，所有对接焊缝进行100%射线探伤，水压试验之前进行通球试验。
4.2.5回用设备
原点火装置系统，电动执行器，火检系统、打焦孔回用；主燃烧器水冷壁法兰、恒力支吊回用。
五、安装注意事项
5.1拆除要求
5.1.1拆除前根据图纸要求，考虑拆除工艺。
5.1.2拆除中作好记录标识，尤其需要回用设备的标识，保证回用设备的完整性。
5.1.3在拆除现有燃烧的喷口、火检、风道、执行器时要注意保护好周边设施与结构，尽量降低拆除过程对于现有燃烧器保留结构的破坏；
5.2安装要求
5.2.1燃烧设备的安装应符合相应图纸及有关技术文件的各项要求；
5.2.2燃烧设备的安装结果应进行全面记录并存盘备查；
5.2.3燃烧设备安装前应全面检查燃烧器各部件是否符合图纸要求，风门挡板应动作灵活，应仔细检查各风门的开度及开关方向是否与外部指示一致；
5.2.4安装时应仔细考虑起吊方式和吊装顺序，采取必要措施，严防吊装过程中燃烧器产生永久变形；
5.2.5安装风门用气动执行器前，在地面应检查执行器的动作情况，发现问题处理后才允许安装。
5.2.6由于燃烧器属薄壳结构，容易被碰坏，故在安装前必须对安装步骤做好周密考虑，避免因次序不当，使燃烧器无法到位，或因起吊不妥等原因造成损坏。
5.2.7燃烧器区域水冷壁与上下部分的水冷壁相焊前，应注意校正各燃烧器的标高和切圆大小。
5.2.8工地安装燃烧器时，必须严格按燃烧器接口图尺寸仔细安装，保证角度偏差小于0.5°，四角燃烧器同一层喷口标高偏差小于15mm；
5.2.9为了确保燃烧器保温材料的性能，在燃烧器存放、运输和安装过程中，务必注意防雨淋或水浸。
六、运行
6.1炉膛吹扫
炉膛吹扫按照改造前电厂运行规程及原设计说明书。
6.2煤粉燃烧器的启动停运
煤粉燃烧器的启动和停运按照改造前电厂运行规程及原设计说明书。
6.3低氮运行
在锅炉运行稳定后，且负荷大于45%BMCR，由下至上逐渐按层开启燃尽风，并根据实际情况调整主燃烧器风门，投运燃尽风时注意观察蒸汽温度，减温水量及各热力参数。
具体的运行建议将在锅炉冷热态调试结束后给出。
七、二次风门挡板控制
每角燃烧器共有8（9）层风室,其中主燃烧器包括3层二次风、2层一次风周界风风门，（动力到#1炉有一层燃气层），1层三次风门，高位燃尽风1层风门，低位燃尽风1层风门，一次风周界风门采用手动调节风门，别的风门由电动执行器驱动，可远程调节。
风室的作用是分配每只燃烧器各风室之间的风量，不能用于调节炉膛总风量,风门控制如下表:
序
号
风门
编号
炉膛
吹扫
点火
≤45%BMCR）
>45%BMCR～100%BMCR
9
HSOFA
全开
全关
全关
从45%BMCR起开度逐步增大至100%BMCR时全开
8
LSOFA
全开
全关
全关
从45%BMCR起开度逐步增大至100%BMCR时全开
7
OFA
全开
ΔP控制,
ΔP控制,
ΔP控制,
6
气燃烧器
（动力岛#1炉有）
全开
ΔP控制
ΔP控制,
ΔP控制,
5
三次风
全开
ΔP控制,
ΔP控制,
ΔP控制,
4
上一次风
全开
ΔP控制,
ΔP控制,
ΔP控制,
3
偏置风
全开
ΔP控制,
ΔP控制,
ΔP控制,
2
下一次风
全开
ΔP控制,
ΔP控制,
ΔP控制,
1
下二次风
全开
ΔP控制,
ΔP控制,
ΔP控制,
附注:
表中”全关”,风门仍有5%左右的漏风,保护喷口.
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