4号锅炉空预器风量分切防堵灰改造技术规范书.docx
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4号锅炉空预器风量分切防堵灰改造技术规范书
1项目概况
1.1项目简介
大唐洛阳首阳山发电有限责任公司4号锅炉系东方锅炉厂制造的DG-1025/18.2-Ⅱ6型亚临界自然循环汽包炉,设计煤种为义马与新安煤的混煤,配300MW汽轮发电机组。
配置2台东方锅炉厂生产的LAP10320/883型三分仓回转式空气预热器,在尾部烟道标高13米处分A、B两侧安装,圆周围带驱动,转子直径φ10320mm,4号炉空预器于1999年改造为48分仓。
为配合脱硝改造,于2013年4号炉A级检修中,由昆山美邦对4号炉空预器模数仓格整体更换、蓄热元件进行改造,蓄热原件分三层,从低到高(高度)分别为1000mm、900mm、200mm,低温段1000mm蓄热元件采用L波型干法静电镀搪瓷元件,高中温段采用DU波型脱碳钢元件,在冷热端径向密封分别增加江苏鑫信润制造的24道陶瓷柔性接触式密封片。
1.2锅炉概述
1.2.1型号
DGl025/18.2—Ⅱ6
1.2.2型式
亚临界一次中间再热、自然循环、单炉膛、平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢架、全悬吊结构的燃煤锅炉。
1.2.3锅炉参数
1.2.3.1过热蒸汽
a.最大连续蒸发量(BMCR):
1025t/h(对应功率319.8MW)
b.额定蒸发量(ECR):
939.5t/h(对应功率300MW)
c.出口压力(绝对压力):
17.6MPa
d.出口温度:
541℃
1.2.3.2再热蒸汽
a.额定流量:
831.25t/h
b.额定进口压力(绝对压力):
4.34MPa
c.额定进口温度:
345℃
d.额定出口压力(绝对压力):
4.17MPa
e.额定出口温度:
541℃
1.2.3.3额定给水温度:
286.0℃
1.2.3.4空气预热器
a.额定进口烟温:
390℃
b.额定出口烟温:
144.3℃
c.一次风额定进口风温:
20℃
d.一次风额定出口风温:
352℃
e.二次风额定进口风温:
38℃
f.二次风额定出口风温:
343℃
1.2.3.5锅炉水容积:
锅炉的水容积见下表1
表1锅炉的水容积(m3)
盛水部件
工作状态
省煤器
汽包
管道系统
过热器
再热器
合计
水压试验时
30
53.5
158
212.3
100
554
正常运行时
30
23
158
/
/
211
1.2.4燃料特性
1.2.4.1煤种
a.设计煤种:
85%义马混煤+15%新安煤
b.校核煤种I:
义马混煤
c.校核煤种Ⅱ:
70%义马混煤+30%新安煤
1.2.4.2煤质分析:
锅炉燃煤的煤质分析情况见表2
表2锅炉燃煤的煤质分析
项目名称
符号
量纲
设计煤种
校核煤种I
校核煤种Ⅱ
低位发热量
Qnet.ar
kJ/kg
17794
16220
19403
碳
Car
%
47.38
43.2
51.76
氢
Har
%
2.78
2.80
2.77
硫
Sar
%
0.85
0.74
0.94
灰份
Aar
%
26.42
28.45
24.20
水份
Mar
%
13.89
15.50
12.28
固有水份
Mad
%
3.75
4.34
3.15
挥发份
Vdaf
%
34.23
38.77
29.70
哈氏可磨系数
K(HGI)
/
74
68.50
81
灰
熔
点
变形温度
T1
℃
1250
1240
1280
软化温度
T2
℃
1310
1300
1360
溶化温度
T3
℃
1380
1370
1430
1.2.4.3灰份分析(重量%)
煤粉在锅炉中燃烧后,灰分的分析见表3
表3煤粉在锅炉中燃烧后的灰分分析
项目名称
单位
设计煤种
校核煤种I
校核煤种Ⅱ
SiO2
%
55.98
55.98
54.06
Al2O3
%
22.44
23.02
21.87
Fe2O3
%
7.47
8.55
6.39
CaO
%
5.15
3.94
6.38
MgO
%
2.74
1.27
4.21
Na2O
%
0.93
1.06
0.67
K2O
%
2.23
2.24
2.22
SO3
%
3.80
3.36
4.24
1.2.4.4锅炉燃煤量及灰渣量
锅炉的燃煤量及灰渣量见表4
表4锅炉的燃煤量及灰渣量(BMCR工况)
煤种
燃煤量
灰渣量
设计煤种
155.4t/h
41.05t/h
校核煤种Ⅰ
172.04t/h
48.95t/h
校核煤种Ⅱ
142.16t/h
34.4t/h
注:
1.锅炉炉膛捕渣量约为总灰渣量的15%。
2.石子煤排量占总燃料量约为0.5%。
3.电除尘灰斗捕着灰量约为总灰渣量的85%。
1.2.5锅炉各工况下的性能
锅炉在各工况下的性能见表5
表5锅炉在各工况下的性能(设计煤种)
项目
量纲
定压运行
滑压运行
B—MCR
VWO+5%P
ECR
70%ECR
50%ECR
过热蒸汽流量
t/h
1025
1072
939.5
627.3
441.4
过热蒸汽出口温度
℃
541
541
541
541
541
过热蒸汽出口压力
MPa
17.51
18.39
17.37
13.16
9.47
再热蒸汽流量
t/h
831.8
867.7
769.6
529.09
380.5
再热汽进/出口压力
MPa
4.24/4.07
4.44/4.07
3.92/3.75
2.68/2.56
1.89/1.80
再热汽进/出口温度
℃
345.2/541
343.5/541
336.7/541
333.1/541
336.5/541
给水温度
℃
286.2
289.2
280.3
255.4
235.7
锅筒工作压力
MPa
18.83
19.66
18.46
13.84
9.95
过热器一减流量
t/h
5.0
3.8
21.7
50.1
43.5
过热器三减流量
t/h
1.2
1.0
5.4
12.5
10.9
再热器喷水量
t/h
0
0
0
0
0
炉膛出口温度
℃
1051.5
1069.8
1069.6
992.3
900.7
高温再热器出口烟温
℃
806.2
815.2
812.3
768.4
716.7
高温过热器出口烟温
℃
701.5
706.9
704.2
674.9
641.9
低温过热器出口烟温
℃
418.7
422.9
419.5
408.6
402.3
省煤器出口烟温
℃
395.2
399.3
394.6
380
371.6
前屏入口汽温
℃
401
407
402
383
370
前屏出口汽温
℃
447
450
448
447
450
后屏屏入口汽温
℃
447
450
448
447
451
后屏出口汽温
℃
497
502
498
512
523
高过入口汽温
℃
492
497
493
490
492
高过出口汽温
℃
541
541
541
541
541
壁再入口汽温
℃
336
340
337
333
337
壁再出口汽温
℃
393
398
394
399
409
中再入口汽温
℃
393
398
394
399
407
高再出口汽温
℃
540
541
541
541
541
低过出口汽温
℃
399
405
400
420
438
省煤器出口汽温
℃
286
290
288
266
250
排烟温度
(未修正/修正后)
℃
141.1/133.3
143.9/136.7
140.6/132.8
132.8/123.9
130/121.1
空预器出口风温
(一次风/二次风)
℃
351.7/341.7
355/344.4
352/343
341.1/335.6
334.4/330.6
空预器进口风温
(一次风/二次风)
℃
20/38
20/38
20/38
20/38
20/46
燃料消耗计算量
kg/h
154008
159876
143820
102672
76032
锅炉计算效率
%
92.3
92.28
92.33
92.07
90.89
省煤器出口过剩空气系数
—
1.25
1.25
1.25
1.34
1.52
1.2.6空气预热器设计参数
空气预热器设计参数见表6
表6空气预热器设计参数表
名称
参数
型式及型号
容克式再生三分仓立式逆流空气预热器
LAP10320/883(原东锅型号)
LAP10320/2100(现型号)
生产厂家
东方锅炉股份有限公司
设
计
参
数
一次风入口风温
20℃
一次风出口风温
352℃
二次风入口风温
38℃
二次风出口风温
343℃
烟气出口温度
132.8℃
空预器本体总重
约350吨(转动重量240t)
转子直径
Φ10320mm
外壳高度
2860mm
受热面布置高度
2100mm
气流布置
烟气向下,空气向上
空预器模式仓格
48仓格(豪顿华改造)
入口烟道尺寸
5900x3370mm(单侧)
出口烟道尺寸
9650x2000mm(单侧)
设计漏风率
6%
驱
动
装
置
电驱动方式
卧式下出轴,双轴驱动,但不可同时驱动
主驱电机
Y100L—4异步电动机,15kW,30.3A
辅驱电机
Y160M—8异步电动机,5.5kW,13.3A
减速比
131.1
销齿传动比
412/42=9.81
主电机转速
1460r/min
辅电机转速
720r/min
主电机驱动时转子转速
1.14r/min
辅电机驱动时转子转速
0.56r/min
2工程范围及相关要求
本次计划对4号锅炉空预器风量分切防堵灰改造技术及与之相关的循环风系统、扇形板及相关监测、控制系统、电气系统改造。
2.1此次改造将结合4号机组检修进行,空预器蓄热元件吊包的拆除和安装由供货方负责。
模数仓格清洗由其他检修队伍负责,不包含在此次改造项目中。
供货方安排施工进度时还应考虑与空预器检修队伍的交叉作业及需要配合施工的时间等。
2.2本项目采取EPC总承包方式,由供货方结合采购方现有设备情况进行综合评估后,负责项目的功能设计、选型、配套、结构、性能、制造、运输及存储、安装、调试、性能试验(试验机构须经业主方认可)、验收、消缺、培训、售后服务和最终交付投产等本工程项目相关的所有工作。
2.3供货方负责所有的基本设计和详细设计,设计范围包括(不限于此):
(1)因空预器改造异动而所需的全部设备、管道及其它材料等;
(2)因改造所引起的电气保护和控制系统的更改;
(3)本工程项目涉及的其他所有相关工作。
2.4本工程项目的设计方案应充分考虑采购方设备情况,包括锅炉性能(汽温、烟温等)、锅炉效率、排烟温度、一二次风出口温度、一二次风余量、烟气侧差压等。
2.5本工程所提供资料中须包含设计方案,说明循环风防堵灰系统的详细配置、循环风仓的位置、设备和管道布置方案、风机型号及参数、风机的布置位置、控制系统的安装位置及运行方式、电气系统的安装位置及运行方式等,所设计的方案应能将空预器堵灰问题彻底治理,保证锅炉全负荷运行情况下空预器烟气侧差不高于空预器检修后满负荷运行性能测试值的120%,空预器出口一、二次风温不低于设计值,出口排烟温度不超过设计值5℃。
2.6机务、电气设备及附属设备改造范围(包括但不限于此):
改造所需涉及的循环风机、循环风道、扇形板、循环风分仓检修人孔门改造、钢梁、支吊架、楼梯平台、检修专用设施、防腐、保温、油漆等。
2.7监测、控制系统改造范围(包括但不限于此):
改造所需涉及的机务、电气设备及附属装置相关的就地检测仪表、传感器、变送器、压力开关、执行机构(电动和气动)、电磁阀、就地控制箱和控制柜、电源电缆、控制电缆、DCS卡件、机柜、附属设备、逻辑组态等。
改造所涉及设备的拆除和运输到指定位置、新设备的安装、电缆的敷设,设备调试正常。
保证达到技术要求,投运正常。
2.8供货方根据自身技术特点并结合本次项目实际编制三措两案(组织措施、安全措施、技术措施、施工方案、事故应急预案),三措两案应在开工前由采购方审核通过。
3工期计划
本项目结合2018年4号机组C级检修进行,具体时间以采购方通知为准。
本项目单台机组停机施工工期18天(含机组启动启停及机组试验)。
供货方整体工程供货及施工工期需满足采购方需要。
4技术要求
4.1改造要求
4.1.1改造方案力求简洁,具有良好的可操作性、安全性、可靠性和完整性,改造后的系统应与原有系统运行模式相协调,供货方应对所供的改造方案、应用的技术、改造中应用的所有产品及改造后的实际运行效果负全部责任。
4.1.2系统改造后应具有良好的安全性,不因系统改造产生额外危机锅炉安全可靠性因素。
改造后在现有的配煤煤种条件下满负荷运行,空预器不发生堵灰现象,保证锅炉全负荷运行情况下空预器烟气侧差不高于空预器检修后满负荷运行性能测试值的120%,同时不影响一次风机、送风机、引风机的安全运行。
4.1.3供货方提供的空预器防堵灰改造系统应能满足长期连续运行的要求。
其设备要求功能完整、技术先进,并能满足人身安全和劳动保护条件。
启动、运行和停机平稳并安全可靠。
所有设备应设计合理,满足电厂运行。
4.1.4所有设备均正确设计和制造,在正常工况下均能安全、持续运行,而不应有过度的应力、振动、温升、磨损、腐蚀、老化等其它问题,设备结构考虑日常维护(如加油、紧固等)需要。
4.1.5设备零部件采用先进、可靠的加工制造技术,有良好的表面几何形状及合适的公差配合。
所用的材料及零部件(或元器件)符合有关规范的要求,且是新的和优质的,并能满足当地环境条件的要求。
4.1.6外购配套件,应选用优质、节能、先进的产品,并有生产许可证及生产检验合格证。
严禁采用国家公布的淘汰产品。
对重要部件需取得采购方认可。
供货方对外购的部件及材料进行检验,并对其质量、性能负责。
4.1.7易于磨损、腐蚀、老化或需要调整、检查和更换的部件应提供必备备件,并能方便地拆卸、更换和修理。
所有重型部件均具有便于安装和维修需要的起吊或搬运条件。
4.1.8设备性能应满足设计及使用要求,产品结构设计应紧凑、简单,检修维护方便,并有良好的密封。
各转动件转动灵活,无卡阻现象。
润滑部分密封良好,无油脂渗漏现象。
4.1.9所有焊接应遵循焊接要求及现行规程和标准,焊接后的金属检测工作由供货方负责,所委托金属检测单位必须经采购方认可。
焊接程序及焊工能力的资格审查应符合GB150-1998。
供货方的焊接人员工作上岗前应执行电厂有关规定要求,进行考试合格后上岗操作。
如不合格,采购方就其工程量作出预算委托有资格的单位施工。
款项从工程报价中扣除。
4.1.10设备运行期间可在不停机情况下进行控制部分的维修和更换,确保空预器各项系统能够保持比较高的投入率。
4.1.11改造后的系统自动化程度高,使用方便;系统组合简单,具有的可靠性和稳定性能够满足锅炉长期运行的要求。
4.1.12电缆敷设应避免被工作人员踩踏及重物压坏,必须符合相关工艺要求并保证一定数量备用芯。
4.1.13循环风系统电动门、循环风机的控制进入主机DCS系统进行控制,同时将空预器元件测温部分模拟量信号、电机及风机轴承、线圈温度等监测数据也引入主机DCS系统。
运行人员可直接通过单元机组DCS操作员站完成对相应改造系统的监视和远程控制。
4.1.14根据就地及远程监控相结合的原则,必须考虑设置就地操作手段,作为控制系统完全故障或就地巡检人员发现事故时的紧急操作手段。
4.1.15所有仪表、安装材料、电缆和控制设备应随空预器防堵灰技术改造系统成套供货。
4.1.16就地控制箱及就地仪表接线盒采用户外型不锈钢材质,防护等级IP65。
所有就地仪表和执行机构的电子部分、就地盘箱柜、变送器等含有电子部件的就地设备,其防护等级至少为IP65,差压型变送器应能具备过压保护。
4.1.17供货方提供的控制电缆、热电偶补偿电缆及专用电缆等,应为铠装阻燃电缆,具有较好的电气性能。
控制电缆采用铠装屏蔽电缆,信号电缆型号ZRC-KVVP6*1.0,信号回路横截面不应小于1.0mm2,电源回路截面不应小于2.5mm2,阻燃等级为B级。
具体的电缆规格、型号需由采购方确认。
4.1.18用于电源接线电缆,应选用耐高温阻燃铠装铜芯电力电缆,符合最新电力电缆国家标准。
电缆应有防火阻燃措施。
4.1.19设计分界点:
采购方提供电源电压等级为380V/AC三相三线制电源,和220V/AC电源,供货方提供的控制系统及设备或为使系统正常工作而需要另外配备的就地仪表所需的其他电压等级的交流及直流电源均有供货方自行解决。
4.2机务部分
4.2.1绝对不允许对扇形板进行开孔改造,否则按作废处理。
4.2.2空预器防堵灰改造系统后不会增加空预器运行负担,不对空预器正常运行产生影响。
4.2.3空预器防堵灰改造系统的结构简单便于拆卸,能够快速检修及更换配件,检修时不需停炉,各项系统及重要设备、管道位置根据需要设计安装平台、扶梯,并满足操作和检修。
阀门布置位置合理,方便运行人员操作,预留检修空间合理方便检修。
4.2.4空预器各零部件设计、制造必须符合有关要求。
涉及此次技术改造所需要的空预器密封由供货方负责。
4.2.5管子或管件的对口质量要求,应符合DL/T869《火力发电厂焊接技术规程》的规定。
4.2.6供货方应对空预器转子、钢梁、底梁进行校核,经校核空预器支撑钢结构载荷满足改造后的运行需要。
4.2.7对空预器原二次风道改造后新增风仓加装人孔门,以满足改造后循环风分仓检查、检修及测量仪表检查、检修的要求。
4.2.8循环风系统及磨料输送系统电动门、循环风机的控制进入主机DCS系统进行控制,同时将空预器元件测温部分模拟量信号、电机及风机轴承、线圈温度等监测数据也引入主机DCS系统。
4.2.9隔离阀门采用有效密封措施,检修维护风机时无泄漏。
4.2.10对空预器扇形板的改造不能对空预器的支撑梁等承重设备有改动。
4.2.11新增加循环风仓安装位置合理,不影响风道上、下游设备的正常运行。
4.2.12风机及管道布置位置应合理,应方便检修,不影响其他设备正常运行、维护,不影响通道的正常通行。
4.3电气部分
4.3.1电机技术要求:
4.3.1.1选用电机防护等级应大于等于IP55。
4.3.1.2如采用变频调速宜选用ABB、西门子、施耐德品牌。
4.3.2电气设备就地布置,并考虑足够的操作、检修空间,配电盘应考虑防火要求。
布置应满足相关规程、规范的要求。
4.3.3每台电机配置单独的隔离开关,额定电流为630A。
4.3.4改造系统内所有元件应恰当地配合。
比如绝缘水平、开断能力、短路电流耐受能力度等。
各系统的接线图、设备元件的配置等技术要求应提供给采购方确认。
4.3.5在电缆竖井、墙洞、盘柜底部开孔处、楼板孔洞、公用沟道分支处、多段沟道分段处、到配电间的沟道(桥架)入口等地方应使用有机防火堵料封堵,电缆通过竖井、沟道(桥架)内应与固定架构绑扎牢固,符合最新国家电力电缆敷设规范。
施工过程中,对利用原有电缆桥架、孔洞、竖井的部分,承包方应负责因本工程造成破坏的防火隔断、封堵的恢复工作。
进出配电柜应刷防火涂料,盘柜进出线及电机进线处应采用蛇皮软管连接。
电缆敷设应符合规范,如现场无原有桥架、槽盒,电源线必须穿镀锌钢管进行固定,不允许直接架空或平台上敷设。
电缆敷设和选型应符合国家标准。
动力电缆不允许存在中间接头。
电缆品牌采用宝胜、远东、胜华等一线品牌。
4.3.6变频开关柜及母线要求:
4.3.6.1变频开关柜内母线和阻燃型绝缘导线除了必须承载的电流外,还应满足低压开关柜所承受的动稳定和热稳定、敷设方法、绝缘类型以及所连接的元件种类等因素的要求。
4.3.6.2变频开关柜内母线支持件应能承受装置的额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流所产生的机械应力和热应力的冲击。
4.3.6.3变频开关柜内主电路应使用铜排连接,除了满足必须承载的电流外,柜内主母线、分支母线都应有绝缘防护,各连接还要保证有足够的持久的接触压力,但不应使母线产生永久变形。
4.3.6.4变频开关柜内的所有绝缘导线应为阻燃型耐热铜质多股铜绞线,控制回路的导线均应选用B级阻燃、绝缘电压不小于500V、截面不小于2.5mm2的多股铜绞线;电流互感器回路导线截面不小于4mm2。
导线两端均要标以机打编号,导线任何连接部分不能有接头,可动部分的过渡应柔软,并能承受住挠曲而不致疲劳损坏。
4.3.7电动执行器要求:
4.3.7.1电动执行器的输入电源为:
三相380VAC。
4.3.7.2电动执行机构可通过自配的精确定位装置(随执行机构一体化)接受DCS系统输出的4~20mA模拟信号,确保电动执行机构和自动调节系统的接口协调一致,组成完整的闭环控制回路。
并具有远控/就地操作切换保护功能。
4.3.7.3电动执行机构可提供一个内部供电的电气隔离的4~20mA阀位反馈信号,并具有现场阀位显示功能。
三相交流异步电机应有良好的伺服特性,即具有高的启动转矩倍数,低的启动电流倍数和小的转动惯量。
电动执行机构机械传动结构应具有自锁功能,电机应无刹车,功能可靠。
4.3.7.4电动执行机构应具有结构简单,性能可靠的智能化微处理器控制技术。
应具有可靠的通过本机控制面板或系统在线组态设置或操作功能。
电动执行机构在失去电源或信号时,应能保持在失电或失信号时的位置不变,并可输出报警信号。
4.3.7.5电动执行机构应配置手轮和手/自动切换装置。
在电动操作脱开时,能安全地合至手轮操作位置。
4.3.7.6执行器的参数设定应在本机设定,不需要特殊的辅助元件(例如电池)的支持就能保持,以保证执行器安全可靠的运行。
为保证在不同环境温度下的正常运转,执行器的力矩开关和限位开关应该是机械式的。
其材质在规定条件下经久耐用,并采取必要的预防措施避免金属间的相互腐蚀、电磁干扰和化学作用。
4.3.7.7为了备件库存的最小化,执行器的主要控制元件必须是通用的,例如用于用户接线的端子、控制用的板件等。
4.3.7.8电动头暴露于外部环境,为了不影响安全操作,所有连接应使用O型密封圈密封,所有螺栓必须是防脱形式的。
电动头应为自锁式的输出,即使在手动模式下仍保持自锁。
4.4控制部分
4.4.1监测、控制系统技术要求
4.4.1.1就地设备、装置与DCS的硬接线接口信号应为两线制传输,信号型式模拟量为4~20mADC或热电阻,热电阻采用铠装耐磨三线制,蓄热元件测温仪表应采用在线式红外测温仪,输出4~20
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