锅炉改造方案.docx

第一章 锅炉改造方案一、 锅炉设计方案及介绍1. 煤粉锅炉系统组成及说明煤粉锅炉系统主要由锅炉主机、燃烧系统、烟气处理系统、烟风系统、汽水系统（供参考）、电控系统及燃料储供系统组成。1.1 锅炉主机煤粉蒸汽（热水）是以煤粉为燃料，燃烧后加热炉水产生蒸汽，通过管道将蒸汽（热水）输送给用热设备。煤粉锅炉本体是整个汽水系统的关键设备，水在锅炉那不断获得热能并产生蒸汽（热水），提供给用热设备，介质压力根据用热的工艺要求确定。1.2 燃烧系统煤粉燃烧系统由燃烧器、烟风系统、出灰系统及有关阀门管线组成。燃料经燃料供给系统输送到燃烧室中，在燃烧室燃烧，产生的热量以辐射和对流的方式通过炉管传递给炉内介质，燃料释放热量后，其烟气经尾部余热利用装置（省煤器、空气预热器等）回收余热后降温，经尾部烟气处理系统后，由引风机排入烟囱引入大气。鼓风机将空气送到燃烧器，作为燃料燃烧的助燃空气。1.3 汽水系统（利用原有）1.4 电控系统控制系统由动力控制柜、计算机监控系统和电脑型操作柜等组成。1.5 燃料储供系统燃料储供系统由煤粉仓、煤粉输送装置，连接管道仪表阀门等组成。1.6 煤粉仓利用现有炉前煤仓改造成炉前中间煤粉仓，提供煤粉燃料的储存、卸粉、输送。煤粉仓有料位指示装置。煤粉输送到煤粉仓采用了厚壁管，大弯曲半径，延长使用寿命；管道采用静电接地保护。煤粉仓采用了CO2气体保护，根据仓能的温度不定期的注入CO2气体，每10m用量2kg的CO2气体。1.7 煤粉输送装置根据锅炉负荷的调节，变频给料，保证了燃烧器的稳定运行。1.8 管道仪表阀门、气冲装置管路设计要流畅，防止流动死点，采用无缝钢管制造。2. 锅炉改造前后技术性能比较项目内容单 位改造前参数改造后参数备 注锅炉名称/燃煤锅炉燃煤粉锅炉锅炉型号/GG-35/3.82-MJNG35-3.82/450-MF额定蒸发量t/h35蒸吨35蒸吨额定工作压力MPa3.823.82饱和蒸汽温度450450给水温度104104设计热效率%8089燃烧效率%9098负荷调节范围%30-110设计燃料kcal/kg煤Qdw5200煤粉Qdw:6300灰熔点ST1250ST1250燃料耗量Kg/h5814kg/h4265kg/h烟尘初始排放浓度mg/Nm3/8000SO2初始排放浓度mg/Nm3/700NOX初始排放浓度mg/Nm3/350烟尘最终排放浓度mg/Nm3/10用户自理SO2最终排放浓度mg/Nm3/20用户自理NOX最终排放浓度mg/Nm3/150用户自理烟气黑度I级I级3. 锅炉结构改造说明3.1 锅炉本体改造简述锅炉额定蒸发量为35吨，额定压为为3.82MPa，过热蒸汽温度为450，炉型为角管式链条炉排蒸汽锅炉。3.2 系统改造说明改造说明：锅炉需要改造处:3.2.1 受压件（1） 原本体受压件左右侧壁、通道后壁对流各级受热面、下降管、顶集箱、锅筒等都不动，主要针对炉膛前墙、炉膛后墙的改动及过热器更换。并根据用户需要，过热器流速可根据负荷变化进行调节。前墙a.为了能更好的适用煤粉燃料在炉膛的燃烧，把原锅炉下边的前拱型膜式壁改造成有利于煤粉燃烧。原锅炉前壁下集箱与前下降管连接相焊，现移至下边与左右侧壁下集箱连接，使前壁下部垂直更好的落灰且便于安装燃烧器。后墙b.为了能更好的适用煤粉燃料在炉膛的燃烧，把原有下边的后拱型膜式壁改造成有利于煤粉燃烧。原下集箱不位置不动，原下部采用后拱膜式壁型式现采用拉稀管形式一端与上边膜式壁连，另一端与下集箱连接。3.2.2 非受压件（1） 原下部基础主梁且位置都不动，主要拆除原有的水泥砌筑的落灰斗、落渣斗、底部平面楼板、链条炉排设备。 a.为了便于更好的出灰且简单利落，炉膛下部现采用安息角大于55钢板制作的落灰斗，灰斗四周采用支撑，支撑于四周主基础处，直接利用原有出渣设备排出灰渣,对流处直接采用钢板制作的烟道，烟气直接由引风机吸走且带走一部分灰份。 b.原来尾部省煤器、空气预热器、尾部换热面设置及上部烟室都不动，主要针对原下部出灰口改为出烟口接锅炉出口的烟道。 c.从空气预热器出来分两路的主风道基本不变，主要增加一段与燃烧器连接的风道。锅炉需要增加处:（1） 前后墙增加一部份受热面。（2） 配置3只煤粉旋流燃烧器。2台为正常运行时使用，1台为低负荷运行时使用。（3） 配置炉内、炉外（在锅炉出口处）脱销装置;炉外脱销（SCR)装置带有一定的吹灰功能。（4） 前墙顶部增加2个防爆门。（5） 配置5个炉膛吹灰器。（6） 对流处配置2个声波吹灰器；尾部省煤器下部烟室处设置1个声波吹灰器。（7） 增加一部份非受压元件(普通钢板）、耐火材料、保温材料。（8） 原过热器拆除，更换。过热器流速可根据负荷变化进行调节。（9） 控制系统更换,储粉,送粉系统更换.3.2.3 锅炉及设备基础（1） 锅炉主机基础改造，拆除原有的水泥砌筑的落灰斗、落渣斗约60m3,保留原有四周的承重柱子和梁。（2） 增加煤粉塔、布袋除尘器、引风机、脱硫塔及氨站基础。4. 锅炉配套辅机技术规格表4.1 煤粉塔技术规格项目名称参数主要机械设备脉冲仓顶除尘器DMC-20F重力式防爆门5kpa煤粉输送平台2800x2800 平台防腐、保温150mm岩棉保温主要机械设备螺旋搅拌器150，L=750（6个）螺旋供料器140，L=2300（3个）电机2.2KW 6台，3kW（变频）3台送粉风机9-19，NO.9D， 15kw，2台，9-19,5A，7.5kw，1台检测装置旋阻料位计8支，温度感应计6支供粉管，及穿线管组件供粉管108穿线管：57，324.2 燃烧器技术规格RF-35煤粉燃烧器的使用条件型号RF-35规格额定功率14MW适用燃料煤粉燃料低位发热量 kcal/kg范围5300-6600额定6300送料压力Pa范围1000额定1200空气压力Pa范围1500-2000额定1500空气温度C200RF-35煤粉燃烧器的技术性能型号额定燃烧能力 (MW)额定燃料、空气流量燃料（kg/h)空气（Nm3/h)RF-35142500210004.3 引风机技术规格Y9-38引风机性能表型号转速流量全压电机功率r/minm3/hPakwY9-38-13D-4P-280kw1450900006000280kw注：设计的进气温度T=200，气体密度=0.713kg/m35. 煤粉锅炉燃烧系统介绍5.1 燃料供给系统燃料供给系统由煤粉仓、煤粉输送装置，连接管道仪表阀门等组成。2.3.1 煤粉仓利用现有炉前煤仓改造成炉前中间煤粉仓，提供煤粉燃料的储存、卸粉、输送。煤粉仓有料位指示装置，有防止搭桥的振打装置。煤粉输送到煤粉仓采用了厚壁管，大弯曲半径，延长使用寿命；管道采用静电接地保护。煤粉仓采用了CO2气体保护，根据仓内的温度注入CO2气体。2.3.2 煤粉输送装置根据锅炉负荷的调节，均匀输送煤粉量，保证了燃烧器的稳定运行。2.3.3 连接管道管路设计要流畅，防止流动死点。 5.2 天然气点火系统阀门、测量与控制装置：包括过滤器、调节阀、气压表。5.3 煤粉燃烧器系统燃烧器采用天然气点火。为旋流形式，结构和外形示意见图2。燃烧器的二次风为旋流，一次风不旋。燃烧器出风口设置一定角度的扩口，具有增强旋流强度、提高煤粉稳燃性等作用。轴向叶片位置可调，在运行中可通过调节轴向叶片的位置，改变二次风的旋流强度，从而改变回流区大小和长度，调整着火距离，实现煤粉高效燃烧。中心管内布置“点火枪”、高能点火器和火检，供点火时使用，运行中配置冷风进行冷却，确保安全；不使用时可退出燃烧器。6. 煤粉锅炉燃烧器介绍6.1 燃烧器结构形式燃烧器为旋流形式，结构和外形示意见图2。燃烧器的二次风为旋流，一次风不旋。燃烧器出风口设置一定角度的扩口，具有增强旋流强度、提高煤粉稳燃性等作用。轴向叶片位置可调，在运行中可通过调节轴向叶片的位置，改变二次风的旋流强度，从而改变回流区大小和长度，调整着火距离，实现煤粉高效燃烧。中心管内布置“点火枪”、高能点火器和火检，供点火时使用，运行中配置冷风进行冷却，确保安全；不使用时可退出燃烧器。燃烧器的一次风阻力1000Pa，二次风阻力主要来源于旋流叶片，阻力为15002000Pa。一次风与二次风经过结构优化设计，延迟两者混合，达到降低氮氧化物排放的目的。图2 旋流燃烧器结构示意图6.2 燃烧器特点1) 稳燃性能好，运行稳定；负荷调节范围广。2) 燃烧器长期运行不结渣。3) 燃烧器具有全自动灭火保护，运行十分安全。4) 采用分级配风和SOFA，降低NOx排放。5) 燃烧器采用“微气或油”点火技术，点火可节约90%的用气。6.3 微气或油”点火技术“微气或油”点火技术的原理是：使微量的气或油在特殊设计的燃烧室内高强度燃烧，产生高温火焰。该火焰首先引燃少量煤粉，利用煤粉燃烧自身的热量再去引燃更多的煤粉，采用功率放大的原理，达到最终点燃大量煤粉的目的。在本项目中，燃烧器采用“微气或油点火”技术，可减少80%90%的点火用气。SOFA风喷口。在锅炉主燃区上部，布置有SOFA风喷口，其风量约占总送风量的25%左右。机组运行时，SOFA风喷口投运，起到大幅降低机组NOx排放量的目的，同时还能兼顾到炉内燃烧情况的调整，保证入炉煤粉的充分燃尽。SOFA风技术是一种先进的空气分级燃烧技术，它是将二次风分为两部分，分别送入炉膛：一部分为主二次风；另一部分为SOFA，约占总风量的15-30%。炉膛内的燃烧分贫氧燃烧区和富氧燃烧区两个区域。挥发份的着火燃烧和大部分焦炭在贫氧区域燃烧，上部分燃尽风送入炉膛，形成富氧燃烧区域，该区域已经避开了高温火焰区，在保证煤粉充分燃烧的前提下最大程度地减少该区域NOx的生成。7. 锅炉电控系统概述: 采用DELL高配工作站，DCS控制系统，IO点位备用510%，卡件支持热插拔。具有顺序启停炉控制，炉膛熄火安全保护，过热器安全保护，模拟量自动调节，报警系统，事件追忆、运行数据保存（至少一年），管理报表提取等各项功能。控制性能指标处于同类系统领先。7.1 本项目测控系统10项特色设计1) 设计：鼠标左、右键结合，总画面具有全部功能，做到全面简捷；各精细子画面亦然齐备。2) 产品：启停按无故障回路；电器经典选型；DCS和仪表互补搭配；标识全部； 以太网通信。3) 供电：冗余电源回路；并且各元件单独配电，免除互相干扰故障。4) 智能：系统具有每个操作的各种提示功能，易上手。5) 操作：就地和计算机切换操作。日常电脑屏幕操作；应急以按钮启停和面板调节，有备无患。6) 调节：手、自动无扰切换，切换前后工况不变。7) 检修：排版科学清晰，一目了然；所有全中文标示，即免图纸维护，实现快速定位故障。8) 维护：测控参数全开放，方便随时随地进行仪表调试、更换和IO通道更换。9) 安保：燃油和燃粉双重保护，再辅以火焰摄像监视。煤粉系统CO2气体保护控制。10) 管理：报表包括油耗、粉耗、能效、故障历史等，可打印也可导出为EXCEL。7.2 系统安全保护7.2.1 安全联锁保护停炉指令来自如下任一出现： 燃油或燃粉熄火故障 蒸汽超压超温 汽包水位危低或盘管压差异常 引风机鼓风机故障或停机电源异常 变频器故障 供粉系统异常 其他联锁参数异常 排烟温度异常 炉膛压力异常注：实际联锁条件以系统逻辑图和现场调试时双方确定为准。7.2.2 安全联锁保护故障需要在排除故障并按复位才能解除锁定，并需要重新启动；7.2.3 其它报警功能主要有：信号偏离正常值提示，并处理；信号报警值到达报警；信号短路或断线报警，并处理；保护解锁需要权限口令；7.2.4 以上声光报警，可按复位键消音，但灯光仅在故障解除后熄灭；7.3 系统分项控制方案工程中可将锅炉及其附属设备划分为若干个调节系统，针对各个系统的特性进行针对性控制方案的设计和控制，主要调节系统主要包括：7.3.1 锅炉燃烧系统：使燃料燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要；使燃料量与空气量之间保持一定比值，以保证经济燃烧和锅炉的安全运行。7.3.2 锅炉汽包水位：被调参数是汽包水位，调节参数是给水流量，它主要考虑汽包内部的物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包中水位在工艺允许范围内。7.3.3 过热蒸汽温度：维持过热器出口温度在允许范围内，并保证管壁温度不超过允许的工作温度。7.3.4 负压控制：根据燃烧控制变化，检测炉膛负压自动调整引风机风量（转速）。7.3.5 减温控制：检测蒸汽温度自动调节减温水调节阀，保持蒸汽恒温。二、 供货配置清单1. 锅炉供货清单序号设备名称规格型号数量品牌/产地备注一锅炉主机系统1锅炉本体JNG35-3.82/450-MF1项杭州聚能锅炉本体改造3筑炉材料锅炉配套1项4保温材料锅炉配套1项5一次性阀门仪表锅炉配套利用原有二燃烧系统1燃烧器JNRF-35/21套杭州聚能天然气点火2低负荷燃烧器配套1台杭州聚能天然气点火，锅炉低负荷运行时使用三烟气余热系统1空气预热器锅炉配套利用原有2省煤器锅炉配套利用原有四烟气处理系统1鼓风机锅炉配套利用原有2引风机Y9-38-13D-4P-280kw1台上海或江苏Q=90000m，P=6000Pa3三次风机9-19，No6.3A，18.5KW1台上海或江苏Q=9149-9055m/h，H=3220-5153Pa4回流烟气调节阀DN3501台浙江或江苏碳钢，电动5除尘设备锅炉配套1套6脱硫设备锅炉配套1套7SNCR+SCR联合脱硝锅炉配套1套NOx排放100mg/m，设备清册详见脱硝方案五煤粉储供系统1煤粉储仓配套1套杭州聚能利用煤斗改造2煤粉搅拌机LXJ，2.2KW6台杭州聚能3螺旋给料机LX-35/2，3KW2台杭州聚能4低负荷螺旋给料机LX-10，2.2kw1台杭州聚能5输粉风机9-19，NO.9D， 15kw2台上海或江苏Q=5633 m3/h ，P=4655Pa6低负荷燃烧输粉风机9-19,5A，7.5kw1台上海或江苏Q=1610-2844m/h,P=5517-57687风粉混合器系统配套3台杭州聚能8CO2气体保护站系统配套1套杭州聚能不含气瓶六空压机系统1空气压缩机10m/min，0.8MPa，45kW2台压缩空气储罐1m两台，2 m一台3只七锅炉汽水系统1过热器串并联改造配套1项含阀门仪表一批八灰渣处理系统1炉膛吹灰器配套5套湖北恒云或威嘉斯或同级品牌，L703，伸缩式2对流声波吹灰器配套4套3063炉膛出灰装置（或除渣机）锅炉配套利用原有4灰库就地控制箱3004001套气力输送钢制灰库50m1只仓泵及其就地控制柜0.35m1套气力输送控制柜1套九电控系统1DCS控制系统控制模块选用ABB AC800系列产品1套杭州聚能不含氨站及环保监测仪表2仪表柜1台杭州聚能后备手操盘3变频器动力柜GGD1台杭州聚能4引风机变频器280kw1台ABB或同级品牌5给料机变频器3kw2台ABB或同级品牌6低负荷给料机变频器2.2kw1台ABB或同级品牌2. 传感仪表序号设备名称型 号 及 规 格品牌数量备注一炉膛改造部分1热电偶K，L600X500，16，0-1300中环/上仪2炉膛温度线规KC2X12，可调法兰式安装，炉体已装法兰/2热电偶WZP-220 PT100 ，M27X2, L550中环/上仪2炉膛出口烟温线规KC2X12，可调法兰式安装，炉体已装法兰WZP-220 PT100 ，M27X2, L550中环/上仪1SCR进口烟温3变送器2线4-20mA，0-500PaABB2送粉风压线规：RVVP2X12，带电气和过程接头24火焰监测器ZGHJ-A 聚能2火检仪ZGHJ-B聚能2火焰探头QRB-1西门子2火眼5调节风门配套聚能2燃烧进风调节二煤粉储供系统6料位计C181-4中环/正压87温度传感器PT100中环/红旗68CO2阀控保护气体装置聚能2说明:仪表在保证同等性能情况下允许采用同级品牌。3. 备品备件清单序号名称规格型号单位数量产地制造厂商1火焰监测头只42气缸SC32200只4台湾亚德客3负压变送器2线4-20mA，HART，M20X1.5，500Pa只2进口EJA/ABB4热电偶K K， L750650，16，带法兰 0-1300只4国产中环/上仪5热电阻PT100 ，双支铠装，M27X2带接头 , L600500只2国产中环/上仪6料位计C18 350mm只27油封引风机配套只2随风机随风机8轴承只2随风机随风机9吹灰金属软管只2杭州10空气过滤器QSL-50只211手孔垫圈88102只10杭州12手孔扳手HY