模板燃气锅炉低氮改造技术方案.docx
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模板燃气锅炉低氮改造技术方案
燃气锅炉低氮改造技术方案
**市豫鑫木糖醇科技有限公司
燃气锅炉低氮改造技术方案
北*泷涛环境科技有限公司
2018年7月
目
录
1.项目概况1
1.1锅炉房现状1
1.2项目实施目标1
2.改造方案2
2.1更换燃烧器2
2.2烟气再循环3
2.3控制系统4
3.改造效果4
3.1.1锅炉匹配的最优性4
3.1.2设备配置优势5
3.1.3燃烧器参数7
3.1.4操作维护的便捷性8
3.1.5服务的灵活性和质优性9
同规模项目案例9
1.项目概况
1.1锅炉房现状
**市豫鑫木糖醇科技有限公司共有两台6吨蒸汽锅炉，1台西安金牛三回程蒸汽锅炉额定蒸发量为6t/h，1台为安阳福士德二回程蒸汽锅炉额定蒸发量为6t/h，均在地面上，两台锅炉在一间大的彩钢房里，两台锅炉之间用隔断分开，两个屋子，每台锅炉有独立烟囱。
金牛锅炉现使用燃烧器品牌为威索，福士德锅炉现使用品牌为利雅路，主管道燃气压力为0.2Mpa。
启用后，平均负荷约95%，排放约150mg/m3。
烟道上都有一级节能器、二级节能器，福士德一级节能器前烟温为242℃二级节能器前烟温为144℃最终排烟温度为62℃，金牛一级节能器前烟温220℃二级节能器前为
85℃最终排烟温度为62℃。
1.2项目实施目标
本项目针对2台燃气蒸汽锅炉进行低氮改造，改造目标如下（参照合同要求）：
1）在基准氧含量3.5%条件下，
NOx排放降低至30mg/Nm3
（3.5%O2）以下。
颗粒物，二氧化硫排放按合同约定。
2）改造后锅炉出力降低控制在10%左右，
3）施工过程不应影响锅炉房正常运行，保证改造过程安全，供货期为自合同签订之日起20--30天内，总工期不大于45天。
（按合同执行）
2.改造方案
2.1更换燃烧器
本次低氮改造主要是更换我公司自主研发的FGR型ULN系列低氮燃烧器，是专门配合烟气循环技术研制的，即FGR型低氮燃烧器+烟气再循环技术路线，该技术已获得多项国家专利，利用燃烧喷口的稳焰、烟气再循环和燃烧控制的调整，烟气再循环率在15-20%之间，NOx排放降低到30mg/m3以下，已有多个成功案例，也有不少蒸汽锅炉项目，如：
北*福田戴姆勒汽车有限公司，北*608厂等，已稳定运行两个自然年。
枪式燃烧器改造实例图
（1）燃烧器更换：
考虑到锅炉中心距水平地面的距离，2台6T蒸汽锅炉需更换枪式燃烧器。
安装时，现场根据燃烧器连接法兰盘尺寸改造锅炉转接面板；由于低氮火焰需要扩散角度，需将原耐火泥去除重新制作，宣口形状严格按照图纸制作，确保耐火泥的隔热效果。
2.2烟气再循环
（1）循环烟气取出位置：
福士德6T蒸汽锅炉有一级节能器、二级节能器，节能器后排烟温度约60-80℃适合引出烟气再循环，烟气再循环管道由锅炉左侧敷设；
福士德6T炉烟气取出位置图
金牛锅炉由于一级、二级节能器均在室外，考虑到如果烟气再循环管道长期暴露在室外在冬天低温的情况下会产生大量冷凝水，甚至结冰。
综合考虑取口位置在室内，也就是一级节能器前，相对合适，管道铺设为左侧。
金牛锅炉6T烟气取出位置图
2.3控制系统
燃烧器的控制采用独立控制柜，燃气、空气、烟气三电子比调，与原有锅炉控制实现安全联锁，可在锅炉控制端实现起停，报警功能。
3.改造效果
（1）环保：
根据锅炉炉型和炉膛尺寸核算，匹配泷涛低氮燃烧器可将NOx降低至30mg/m3以下，同类型同吨位相近炉膛尺寸锅炉，我公司已有近百台的成功案例，最大吨位为80吨。
30毫克以下案例占100%；
（2）节能：
这2台6吨位的燃烧器，均配备法国VENTMECA（风力嘉）风机，此风机具有高效、节能、噪音低，变频控制，使负荷调节范围扩至16.7%-100%，同时使燃烧器整体电耗会有所下降，根据以往改造经验，运行一个自然年，可在原基础上降低15%耗电量。
锅炉匹配的最优性
（1）机械位置的匹配
根据锅炉实际孔径进行燃烧器优化设计，固定位置、燃烧头长度、燃烧头直径等指标精确匹配现有锅炉，避免后续产生锅炉效率下降、燃烧不稳定、锅炉振动等情况，无需改动锅炉本体结构。
（2）燃烧效果及排放的匹配
根据锅炉炉膛直径和长度进行燃烧器优化设计，采用CFD，模拟进行匹配，火焰直径和长度充分匹配现有锅炉，燃烧稳定充分，避免了局部火焰温度过高，造成燃烧不稳定和排放不达标的情况。
通过CFD模式，实现了设备还未出厂，便能预测NOx实际排放范围区间，确保了项目的技术可行性，下图为模拟效果图。
（3）控制系统的匹配
控制系统与原有锅炉控制系统进行匹配，采用主从控制关系，直接控制锅炉控制系统，便可实现对燃烧器控制。
设备配置优势
表2.2配置清单及优势
序号
设备名称
制造商名称/产地
优势说明
1
低氮燃烧机
泷涛/中国
1.1
燃烧头
泷涛/中国
适用与国内情况的最先进低氮燃烧技术，低污染物排放，燃烧稳定性强。
304不锈钢材质，使用寿命长。
1.2
风机
VENTMECA/法国
高效、节能、噪音低，变频控制，使负荷调节范围扩至16.7%-100%
2
控制系统
Autoflame/英国
英国AUTOFLAME控制系统，全球领先的工业锅炉及燃烧控制系统，全球应用广泛，性能与市场认可超过西门子的控制系统，全中文界面，便于使用与操作；
燃料、空气、再循环烟气三电子比例调节，采用独立的伺服驱动，通过程控器实现自适应控制，可精确到0.1°；具有群控功能，节省燃气量
2.1
程序控制器
Autoflame/英国
2.2
燃气伺服电机
Autoflame/英国
2.3
空气伺服电机
Autoflame/英国
2.4
烟气伺服电机
Autoflame/英国
3
高精度火焰探测器
Autoflame/英国
探测精度高，探测距离远，达1000mm
4
阀组
DUNGS/德国
使用量最多，安全性最高的阀组品牌，确保安全稳定运行
4.1
稳压器
DUNGS/德国
4.2
过滤器
Giuliani/意大利
使用寿命长
燃烧器参数
型号
LT-QE4.5-ULN6T（FGR）
额定输出功率/kW
4500
天然气流量/Nm3/h
450
燃气压力/kPa
≥15
调节方式及调节比
电子比例调节，1:
6
点火方式
间接旁路点火
再循环烟气量/Nm3/h
845
再循环比例
15%
排放标准
NOx<30mg/Nm3（@3.5%O2），CO<60mg/Nm3（@3.5%O2）
程序控制器
MiniMK.8M.M/Autoflame
点火变压器
10/30CM/FIDA
火焰探测器
MM60004/Autoflame
安全切断阀
DUNGS，DN65，IP65
风机电机
SIEMENS，15kW，IP55
伺服马达
风，FGR，燃气三电子比，MM10005（4Nm）,MM10004（20Nm）/Autoflame，IP54
最小炉膛尺寸
直径/mm
950
长度/mm
4000
克服锅炉最大背压Pa
3200
操作维护的便捷性
（1）操作便捷性
l选用英国AUTOFLAME控制系统，采用大屏设计，可视化程度高，触摸屏操作，方便快捷。
l控制系统同原有锅炉控制完美匹配，采用主从控制关系，锅炉燃烧器控制，直接控制锅炉控制系统，便可实现对燃烧器控制。
不增加现场操作师傅的工作量和操作难度。
l群控功能，根据设置出水温度来自动控制启动锅炉台数和每台锅炉的负荷，避免人工操作的滞后性和随机性，减少工人劳动强度。
（2）维护便捷性
l优化设计燃烧器，维护工作量小，维护频率低；
lSUS304不锈钢材质燃烧头，耐久性强，需要更换部件少。
服务的灵活性和质优性
（1）服务保障
考虑到**市环保局对低氮改造的重视程度，我们已针对安阳成立了工程小组，主要负责现场施工，调试等工作。
（2）发现问题提出解决方案及时性
泷涛环境燃烧器的服务团队包含研发人员，对于设备更为了解，根据现场情况能够在第一时间找到问题所在和解决方案，避免了销售团队和一般技术人员同研发团队沟通不及时和反馈问题不到位的情况。
（3）技术服务团队进行服务
泷涛环境燃烧器的调试、试运行和后续服务是由是研发团队来完成，对设备更为了解，提供的服务更为优质。
同规模项目案例
（1）北*邮电大学项目：
5台20t热水锅炉
改造效果：
NOx浓度（折算至氧含量3.5%）28mg/m3
（2）福田欧辉项目：
5台15t蒸汽锅炉
改造效果：
NOx浓度（折算至氧含量3.5%）26mg/m3
（3）北*金房暖通项目：
2台8T热水锅炉
改造效果：
NOx浓度（折算至氧含量3.5%）27mg/m3
（4）郑州市金桥宾馆项目：
1台6吨双良蒸汽锅炉专门供洗衣房使用蒸气量很大。
改造效果：
Nox浓度（折算至氧含量3.5%）25mg/m³
（5）郑州永和宇宙星项目：
3台4吨热水锅炉1台3吨蒸汽锅炉。
改造效果：
Nox浓度（折合至氧含量3.5%）25mg/m³
（6）西安恒基包装项目：
1台4吨蒸汽锅炉
改造效果：
Nox浓度（折合至氧含量3.5%）24mg/m³
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