锅炉改造方案.docx
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锅炉改造方案
锅炉改造方案
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,经过管道将蒸汽(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经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10m³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-M
JNG35-3.82/450-MF
额定蒸发量
t/h
35蒸吨
35蒸吨
额定工作压力
MPa
3.82
3.82
饱和蒸汽温度
℃
450
450
给水温度
℃
104
104
设计热效率
%
80
89
燃烧效率
%
90
98
负荷调节范围
%
30-110
设计燃料
kcal/kg
煤Qdw≥5200
煤粉Qdw:
6300
灰熔点
℃
ST≥1250
ST≥1250
燃料耗量
Kg/h
5814kg/h
4265kg/h
烟尘初始排放浓度
mg/Nm3
/
8000
SO2初始排放浓度
mg/Nm3
/
700
NOX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Ⅰ
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Ⅱ
螺旋搅拌器
Φ150,L=750(6个)
螺旋供料器
Φ140,L=2300(3个)
电机
2.2KW6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Φ108
穿线管:
Φ57,Φ32
4.2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-
额定
1500
空气温度C
200
RF-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-35
14
2500
21000
4.3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/min
m3/h
Pa
kw
Y9-38-13D-4P-280kw
1450
90000
6000
280kw
注:
设计的进气温度T=200℃,气体密度ρ=0.713kg/m3
5.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,在运行中可经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,在运行中可经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1500~Pa。
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5~10%,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;而且各元件单独配电,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:
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