合山电厂低氮改造详细调试分析报告.docx

阿米那能源环保技术(中国)有限公司大唐桂冠合山发电有限公司#1锅炉低氮燃烧技术改造项目阿米那能源环保技术(中国)有限公司2014年12月2日注 意 事 项 技术报告的著作权属于阿米那能源环保技术(中国)有限公司，未经我公司的书面许可，任何单位与人员不得部分复制本报告或擅自公开发表。凡注明了密级的技术报告，任何部门与人员均不得私自对外提供，不得复制。无阿米那能源环保技术（中国）有限公司专用章的技术报告，不属我司的正式技术报告。调试单位：阿米那能源环保技术（中国）有限公司改造时间：2014年7月2014年10月调试时间：2014年10月调 试 人 员（Tuner）： Peibo Sun报告编写人员（Author）： Hui Jin报告审查人员 ( Reviewer ): Victor Fang批 准 (Approve):版 次 ( Revision ): 0 II摘 要本报告介绍了大唐桂冠合山发电有限公司1号锅炉（简称“合山01”或“HS01”）进行的低氮燃烧器改造项目调试及其结果。1号炉的改造时间为2014年7月至2014年10月，调试日期为2014年10月。通过调试分析得到以下结论：锅炉100%负荷时，各项指标参数如下：本次调试的结论:（1）从现场调试数据可以看到，当满负荷运行时，较好的调试方式为现场第12组实验数据：SOFA挡板开度分别为39%，100%，100%和100%，DCS氧量两侧数据分别为：3.72%，3.09%。二次风分挡板门GG层全关，BC、CD01、CD02、EF01和EF02层开度55%左右，最下AA层开度70%，此时NOx的含量为351(mg / Nm( 6%O2,dry)，飞灰含碳量UBC为1.51%（A侧1.32%，B侧1.69%）。（2）当50%负荷运行时，较好的调试方式为现场第15组实验数据：运行两台磨煤机，SOFA挡板开度分别为34%，37%，35%和35%，DCS氧量两侧数据分别为4.79%，3.68%。二次风小挡板门GG层全关，EF02层开度5%，EF01层开度10%，CD01、CD02层开度30%，BC层开度35%，最下AA层开度56%，此时NOx(mg / Nm( 6%O2,dry)的含量为410(mg / Nm( 6%O2,dry)。本次调试运行中发现的问题: （1）调试期间使用煤种挥发分约为30%左右，与原始设计校核煤种的挥发分（20-35%）差别较大。本次调试运行建议：（1）当满负荷运行时， SOFA挡板开度分别为39%，100%，100%和100%， DCS氧量两侧数据分别为：3.72%，3.09%。二次风分挡板门GG层全关，BC、CD01、CD02、EF01和EF02层开度55%左右，最下AA层开度70%。（2）当50%负荷运行时，运行两台磨煤机，SOFA挡板开度分别为34%，37%，35%和35%，DCS氧量两侧数据分别为4.79%，3.68%。二次风小挡板门GG层全关，EF02层开度5%，EF01层开度10%，CD01、CD02层开度30%，BC层开度35%，最下AA层开度56%。ABSTRACTThis test report is about tuning process of NO.1 boiler（Abbreviated it be “HS01”） LNB system of Guangxi Heshan power plant. This retrofit project is a LNB project. Retrofit time is from July, 2014 to October, 2014, tuning time is in October, 2014. After tuning, we can get the following conclusions by analysis:At the boiler 100% MCR load, the numbers we got are following:Conclusion of this tuning:(1)From tuning data, we can get: in full load condition, the better tuning is test 12: SOFA damper position is 39%,100%,100% and 100%, O2 content in DCS on both sides are 3.72% and 3.09%, the SA-GG damper closed, SA level BC, CD01, CD02, EF01 and EF02 dampers position is about 55%, the lowest little SA-AA damper is 70%, NOx is 351(mg / Nm( 6%O2,dry), UBC is 1.51%（A side 1.32%, B side 1.69%）.(2)In 50% load condition, the better tuning is test 15: two mills in server, SOFA damper position is 34%,37%,35% and 35%, O2 content in DCS on both sides are 4.79% and 3.68%, the SA-GG damper closed, SA-EF02 damper is 5%, SA-EF01 damper is 10%, SA-CD01&CD02 dampers are 30%, SA-BC damper is 35%, the lowest little SA-AA damper is 56%, NOx is 410(mg / Nm( 6%O2,dry)Questions found in this tuning:(1) From tuning data, the coal volatiles is about 30% far different from design goal 20-35%. Suggestion of this tuning:(1) In full load condition, SOFA damper position is 39%,100%,100% and 100%, O2 content in DCS on both sides are 3.72% and 3.09%, the SA-GG damper closed, SA level BC, CD01, CD02, EF01 and EF02 dampers position is about 55%, the lowest little SA-AA damper is 70%.(2) In 50% load condition, SOFA damper position is 34%,37%,35% and 35%, O2 content in DCS on both sides are 4.79% and 3.68%, the SA-GG damper closed, SA-EF02 damper is 5%, SA-EF01 damper is 10%, SA-CD01&CD02 dampers are 30%, SA-BC damper is 35%, the lowest little SA-AA damper is 56%15目录摘 要IABSTRACTI1锅炉概况与主要设计参数21.1锅炉整体概况21.2主要设计参数22.低氮燃烧器主要改造内容52.1锅炉燃烧系统改造52.2SOFA 系统：63.调试标准74.试验测试项目74.1 空预器进、出口烟气温度测量74.2 烟气成分74.3 飞灰取样74.4 运行参数记录85.试验需具备的条件和试验要求86.数据处理方法87.低氮燃烧器改造性能保证98.调试试验结果与分析98.1 调试内容98.2 调试数据分析109.结论及建议14前言大唐桂冠合山发电有限公司1号机组锅炉为东方锅炉厂制造的1004t/h锅炉。锅炉型号为DG1004/18.5，为亚临界、中间再热、单轴、叁缸、双排汽330MW凝汽式汽轮机配套的自然循环煤粉锅炉。锅炉为亚临界压力，一次中间再热的自然循环锅炉，单炉膛，燃烧器布置于炉膛四角，切圆燃烧，尾部双烟道结构，采用挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢架悬吊结构，平衡通风，半露天岛式布置。本锅炉采用制粉系统形式为钢球磨中间储仓式热风送粉系统，磨煤机型号为MTZ3570，共4台，干燥剂为热风加乏气再循环，热风送粉。设计煤粉细度取R90=15%。阿米那能源环保技术（中国）有限公司于2014年7月至2014年10月对1号炉进行了低氮燃烧器改造，2014年10月对改造进行了调试。调试目的是对低氮燃烧器改造后的锅炉运行性能进行测试，检验锅炉及其运行性能是否符合设计要求。1锅炉概况与主要设计参数1.1 锅炉整体概况锅炉为东方锅炉厂制造的1004t/h锅炉。锅炉型号为DG1004/18.5，为亚临界、中间再热、单轴、叁缸、双排汽330MW凝汽式汽轮机配套的自然循环煤粉锅炉。锅炉为亚临界压力，一次中间再热的自然循环锅炉，单炉膛，燃烧器布置于炉膛四角，切圆燃烧，尾部双烟道结构，采用挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢架悬吊结构，平衡通风，半露天岛式布置。锅炉采用四角布置、切向燃烧、固定直流式煤粉燃烧器，假想切圆直径为760mm。燃烧器所配制粉系统形式为钢球磨中间储仓式热风送粉系统，磨煤机型号为MTZ3570，共4台，干燥剂为热风加乏气再循环，热风送粉。设计煤粉细度取R90=15%。1.2 主要设计参数1.2.1 锅炉主要热力设计参数锅炉型号： DG1004/18.5-II锅炉最大连续蒸发量 1004t/h过热器出口蒸汽压力 18.53MPa过热器出口蒸汽温度 543再热器进口蒸汽压力 4. 38MPa再热器出口蒸汽压力 4.19MPa再热器进口蒸汽温度 336再热器出口蒸汽温度 543省煤器进口给水温度 257锅炉排烟温度 151/145（修正前/修正后）设计燃煤量 154.63t/h锅炉效率 91.32 %炉膛容积热负荷 103.44 kw/m炉膛断面热负荷 5023.86 kw/m炉膛有效面积热负荷 111.94 kw/m炉膛出口烟气温度 1119 1.2.2 设计及校核燃料特性煤质分析数据组成如表1-2。表1-2 锅炉设计与校核煤种分析1.2.3 低氮燃烧器改造设计燃料特性本次低氮燃烧器改造设计煤种见表1-3。表1-3煤质数据业主提供了多个不同煤质参数（包括2010-2012年的年平均参数）表明机组燃用了从褐煤到次烟煤的一系列煤种。机组按照挥发分15-23%的煤种设计但是在2010到2012年一直燃用高挥发分（32-36%）的煤。本工程设计煤种按接近一号机性能测试（2014年1月2日）时的煤质平均参数选择，校核煤种按原始设计煤种。低氮燃烧设计煤种是一种低挥发份低灰熔点温度的煤。2.低氮燃烧器主要改造内容22.1 锅炉燃烧系统改造2.1.1锅炉原燃烧系统锅炉采用四角布置、切向燃烧、固定直流式煤粉燃烧器，假想切圆直径为760mm。燃烧器所配制粉系统形式为钢球磨中间储仓式热风送粉系统，磨煤机型号为MTZ3570，共4台，干燥剂为热风加乏气再循环，热风送粉。设计煤粉细度取R90=15%。2.1.2燃烧器的改造除B层一次风喷嘴保持不变外，其他各层一次风喷口重新设计，去除原有浓淡分离横隔板，增加水平齿形盾体结构。二次风最底层AA喷嘴保持不变；AB,CD02改变了喷口尺寸设置了包含油枪的交叉结构；CD01、EF01、EF02和GG层分别增加两个垂直隔板。移除原底层三次风喷口，重新设计顶层三次风喷口，原来顶层三次风喷口取消周界风结构，开口面积不变；重新设计的顶层三次风标高分别布置在27.43米（#2和#4号角）和29.5米（#1和#3号角）处。燃烧器改造前后的对比图见图2-1。改造前 改造后 图2-1 燃烧器改造前后对比图2.2 SOFA 系统：在燃烧器上部38.05米标高处，前、后、左、右墙水冷壁上开孔，用于安装新增设的分离型SOFA燃尽风喷嘴，每面水冷壁2只喷嘴，每台炉8只喷嘴，每只喷嘴可上下摆动15，见图2-2。 图2-2 SOFA风布置图3.调试标准燃烧系统技术改造后，锅炉性能考核试验主要采用ASME PTC4.1-1998锅炉性能试验规程标准。4.试验测试项目4.1 空预器进、出口烟气温度测量空气预热器进、出口烟温用热电偶进行测量，每个工况连续测量。4.2 烟气成分空气预热器进口烟气采用烟气分析仪进行烟气中各组分含量分析，每个工况内连续测量。4.3 飞灰取样飞灰取样在空预器出口飞灰取样测点上等速采集，并由电厂化验人员进行飞灰可燃物含量的分析。4.4 运行参数记录记录主控表盘主要运行参数，在试验进行过程半小时记录一次。（1）锅炉蒸汽参数测量：锅炉负荷，过热蒸汽流量，温度，压力；过热器减温水流量，阀门开度；再热蒸汽温度，再热器减温水流量，阀门开度；锅炉给水流量，温度；汽包压力。（2）送风和烟气：一、二、三次风流量；一次风温度、压力；空预器进、出口烟气温度，空预器进出口空气温度；空预器出口二次风压力；烟气含氧量。（3）鼓风机入口温度，出口压力，进口开度。（4）锅炉燃烧系统：二次风挡板门开度，风箱/炉膛压差，SOFA风挡板开度，锅炉四角的SOFA风量等。（5）给煤系统：入炉煤质分析。（6）烟气取样分析：网格实验测量的NOx含量，CO含量， O2含量等；CEMS测量得到的NOx含量。5.试验需具备的条件和试验要求5.1 试验测点满足测试要求。5.2锅炉机组及主辅机能正常运行，过热器、再热器减温水投运正常。5.3 送、引风机、一次风机调节门，一、二次风调节挡板，操作灵活、指示正确。5.4 消除烟、风系统不应有的泄漏。5.5 锅炉汽温、给水、风量调节系统尽量投入运行。5.6 锅炉吹灰器投运正常，所有受热面能保持正常运行的清洁度。5.7 试验期间要求：不吹灰、不排污、不进行干扰试验工况的操作，维持稳定运行，主要参数允许波动范围如下：锅炉蒸发量 3%过热蒸汽压力 2%过热蒸汽温度 56.数据处理方法所有测量数据均为测量值的算术平均值或以算术平均值引入相关计算，测试结果不考虑测试仪器的系统误差。7.低氮燃烧器改造性能保证燃烧器改造完成后，要求在送风机、引风机出力不增加的情况下，在燃用目前的煤种情况及煤粉细度范围内，同时达到下述目标：(1)BMCR工况下，NOx排放浓度小于400 mg/m3，CO排放浓度小于100 L/L。锅炉效率大于91 %，飞灰含碳量小于 4 %。各项性能指标须同时保证。工况条件：燃用本次改造设计煤种100% BRL负荷任意磨煤机组合炉膛出口过量空气量不得小于20%送风机进风温度1835(2)在燃用目前的煤种情况及煤粉细度范围内，在75%BRL负荷下，卖方应保证：NOx排放浓度小于400 mg/m3，CO排放浓度小于 100 L/L。锅炉效率大于 91%，飞灰含碳量小于4%。(3)最低不投油稳燃负荷小于 50 %BRL。燃用本次设计煤种任意两台紧邻磨煤机组合(4)锅炉在 100 %BRL范围内运行时，主蒸汽温度543，减温水量小于30t/h。在 100 %BRL范围内运行时，再热蒸汽温度543。汽温偏差不超过5，减温水量不大于原设计值。(5)在燃用本次设计煤种情况及煤粉细度范围内，炉膛出口两侧烟温差少于 50 。测点为炉膛出口处（现有的测温装置）。(6)改造后燃烧器本体，一次风与二次风侧阻力，不大于改造前值。(7)使用寿命：燃烧器防磨件使用寿命不少于10万小时，整体寿命3.8万小时。(8)对制粉系统粗粉分离器进行改造，R90在13%以内，R200不大于2%，同时保证磨煤机出力不变，即在提高细度及分离效率的同时可以降低磨煤机的通风阻力。8.调试试验结果与分析下面是对调试试验数据的整理与分析。 8.1 调试内容对于四角切圆锅炉，对锅炉NOx排放、效率及锅炉安全稳定运行影响较大的因素有：空气分级燃烧程度（SOFA风门开度）、SOFA风喷口摆角、锅炉运行氧量、辅助风配风方式、风箱-炉膛差压、制粉系统投运方式等。8.2 调试数据分析分别分析了不同负荷工况对烟气分析仪测量的NOx含量的影响； SOFA风量对烟气分析仪测量的NOx的影响；空预器进口烟气含氧量对烟气分析仪测量的NOx的影响；空预器入口烟气含氧量对飞灰含碳量UBC的影响；SOFA风量对飞灰含碳量UBC的影响8.2.1从图8-1可以看出，锅炉满负荷与50%MCR负荷运行相比，烟气分析仪测量的NOx含量降低，整体来看，两者之间存在一定的线性关系，烟气分析仪测量的NOx含量随着锅炉负荷的增加有下降的趋势。 图8-1锅炉负荷对烟气分析仪测量的NOx含量影响8.2.2从图8-2可以看出，烟气分析仪测量的NOx含量随着SOFA风量增加有降低的趋势，整体来看，两者之间存在明显的线性关系。图8-2 SOFA挡板门开度对烟气分析仪测量的NOx的影响8.2.3从图8-3可以看出，烟气分析仪测量的NOx含量随着空预器进口烟气含氧量的增加有升高的趋势，两者之间存在明显的线性关系。图8-3 空预器进口烟气含氧量对烟气分析仪测量的NOx的影响8.2.4锅炉满负荷运行时，飞灰含碳量UBC ( % )含量随着空预器进口烟气含氧量增加有增加的趋势，但整体来看，两者之间不存在明显的线性关系，见图8-4。图8-4空预器入口烟气含氧量对飞灰含碳量UBC的影响8.2.5锅炉满负荷运行时，飞灰含碳量UBC flyash ( % )含量随着SOFA风量增加有增加的趋势，但整体来看，两者之间不存在明显的线性关系，见图8