垃圾炉性能测试方案

1、 环保发电厂3×600t/d垃圾焚烧余热锅炉    性能测试方案      二00九年十月二十八日   .  概述本试验方案是作为供应商对环保发电厂垃圾焚烧余热锅炉性能考核的要求而提出。1.     试验运行的条件保证值的测量和分析应符合本考核规程所述的方法。本考核试验应在以下条件下实施：(1)     试验应当采用城市固体生活

2、垃圾（MSW）进行。原则上讲，在MCR（最大连续出力）负荷条件下的试验期间，不应使用天然气，但可以用作补充燃料，以满足稳定燃烧条件的需要，特别是在最小的负荷运行期间。在整个试验期间，不应采用垃圾分解产生的沼气。(2)     采购商应为试验准备好足够量的垃圾。垃圾应当具备适于试运行的性能。尤其是LHV（低位热值）和成分方面的要求。LHV（低位热值）应当尽可能达到适宜于试验的规定值。在垃圾料斗加料之前，操纵垃圾起重机，将垃圾在垃圾坑中充分搅拌混和。供应商可以要求采购商做调整，以获得性能合适的垃圾。如果在试验中由于垃圾的特性而出现问题的话，供应商有

3、权与采购商讨论这一问题。(3)     采购商负责将炉渣和结块的飞灰渣运出厂区，以便不影响试验作业。(4)     如果试验结果不佳，但是判定只要通过合理地整改，可以提高设备性能，则供应商应指导采购商要求做追加试验。 2.     试验依据 （1）  GB/T 18750-2008 生活垃圾焚烧炉及余热炉（2）  原电力部标准火电机组启动验收性能试验导则电综(1998

4、)179号（3）  ASME PTC4.3 空预器性能试验规程（4）  GB12145 火电发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准（5）  GB13223-2003 火电厂大气污染物排放标准（6）GB10184-88电站锅炉性能试验规程（7） GB10180-2003工业锅炉热工性能试验规程（8）  CJ/T3039-95城市生活垃圾采样和物理分析方法3.     试验目的性能试验的目的是为了考核锅炉供货合同中规定的性能保证条款，

5、主要考核以下内容：表1：试验工况的设置运行工况 No.工况条件考核项目时间备注RUN “n”-1A 在100% MCR的垃圾条件处理量：25 t/hLHV（低热值）：7000 kJ/kg锅炉蒸汽目标蒸发量：约58.39 t/h(1)       垃圾处理量(2)       锅炉主蒸汽压力(3)       锅炉主蒸汽温度(4)  

6、60;    锅炉主蒸汽流量(5)       锅炉效率试验(6)       炉膛中烟气驻留时间(7)       烟囱出口处的污染物排放浓度(8)       热灼减量 8小时锅炉炉膛性能试验作为预备性试验RUN “n”-1B8小时 RUN “n”-1C8

7、小时如果RUN “n”-1A的结果良好，则可忽略RUN “n”-2在110% MCR的垃圾条件处理量：27.5 t/hLHV（低热值）：7000 kJ/kg锅炉目标蒸汽蒸发量：约63.49 t/h(1)       最大热负荷2小时 RUN “n”-3在60% MCR的垃圾条件处理量：25 t/hLHV（低热值）：4500 kJ/kg锅炉目标蒸汽蒸发量：低于35.45t/h（1）垃圾处理量（2）锅炉主蒸汽压力（3）锅炉主蒸汽温度（4）锅炉主蒸汽流量（5）锅炉效率试验（6）炉膛中烟气驻留

8、时间（7）烟囱出口处的污染物排放浓度（8）热灼减量 8小时 （注1）：“n”代表焚烧线编号，如1，2和3。 (1)      出于以下目的，应首先进行预备性运行（RUN “n”-1A）： (a)      提高对实验规程的了解，培训观察人员及其试验人员，解答可能的疑问或误解。(b)      检查操作和所有仪器仪表的校准。(c)    &

9、#160; 通过将实际值与设计数据的比较，对锅炉进行总体评估，以便在下次的试验中采取整改措施。可以将预备性试验视为验收试验，如果双方同意并且提供了所有符合正常运行的要求的话，(2)      试验将在供应商、采购商和具有测试资质的第三方（Ch3rdP）的代表都在场的情况下开始，说明以下主题：-       简明介绍试验进度及测点参数表。-       估计预期的工作水平。- &

10、#160;     检查试验中所用的测量仪器仪表的测试均已有了充分的认证书。(3)      每项试验均应按DCS时钟正点开始。(4)      每次试验的前后，采购商均需在各方在场的情况下校准垃圾吊车的平衡重块。(5)      在开始试验前，所有加热面均应在工业角度上保持干净。在试运行期间，所有排污口和放水口均关闭。(6)   

11、60;  试运行应尽可能在条件一致的情况下保持稳定的负荷，特别要做到以下工艺条件保持不变：-       主蒸汽流量、主蒸汽温度、主蒸汽压力-       炉膛温度-       锅炉出口的含氧量(7)      除上述几点以外，在试运行前后应保持两小时的稳定工作条件（最大热负荷试运行）。. 测量项

12、目及方法1.        垃圾处理量 1.1     试验条件根据表1“试运行计划”，按照RUN “n”-1A、RUN “n”-1B或RUN “n”-1C中任何一个，验证垃圾处理量。1.2     保证值每条焚烧线的垃圾处理量应大于或等于600吨/24小时。1.3     试验方法(1)   &#

13、160; 数据收集数据来自DCS的记录数据。(2)     测量项目和方法垃圾起重机的称重系统每次加料时，垃圾重量数据（吨）传输给DCS。DCS记录下每台焚烧炉的垃圾称重数据。加入垃圾料斗的垃圾重量可以被认为就是垃圾通过量（垃圾处理量）。垃圾的LHV（低热值）数据可以从DCS中获得。(3)     测量频率DCS每小时记录上述数据一次。这种每小时的数据可以参阅DCS日报。1.4     判别(1)   &#

14、160; 在试验期间，将每小时垃圾投入量数据加总起来。加总量除以试验期间的小时数，然后乘以24小时，便可以算出每天（或24小时）的实际垃圾处理量。(2)     求出试验期间的DCS每小时垃圾LHV（低热值）和平均值。(3)     按照附件1“燃烧图”，针对每次试验，利用平均LHV（低热值）按如下方式调整实际垃圾处理量；(a)      如果垃圾的平均LHV（低热值）处于4500 kJ/kg（设计最小LHV（低热值）与7,0

15、00 kJ/kg（标准LHV（低热值）之间，则不需进行调整。那就是，调整后的垃圾处理量=实际垃圾处理量(b)     如果实际垃圾的平均LHV（低热值）大于7,000 kJ/kg而小于10000 kJ/kg （设计最大LHV（低热值），则调整后的垃圾处理量= 实际垃圾处理量 × (实际垃圾平均LHV（低热值）)7,000(c)      如果实际垃圾的LHV（低热值）小于4500 kJ/kg或大于10000 

16、;kJ/kg，则试验无效。(4)     如果调整后的垃圾处理量大于或等于保证值600吨/24小时，则可达到垃圾处理量的保证值。2.        蒸汽流量如果汽机试验同时进行，主蒸汽流量由汽机试验计算结果提供。如果锅炉试验单独进行，主蒸汽流量采用DCS记录的给水流量和锅炉主蒸汽流量，以及减温水流量。每隔15分钟记录一次以上各数据，同时记录各数据的累积流量。 3.        

17、;温度测量空预器进口烟温按照标准规定的点数采用等截面网格法标定，标定后选取多代表点，并在这些点的位置布置校验合格的II级精度K型铠装热电偶，用校验合格的K型补偿导线接入英国Solartron 公司生产的IMP（Isolated Measurement Pod）分散式数据采集系统。数据采样周期2秒，每1分钟系统自动记录一次该时间段内的平均值。图1  IMP分散式数据采集系统排烟温度的测量同样按等截面网格法标定后选取较多的代表点布置校验合格的II级精度K型铠装热电偶。最终热偶信号由校验合格的K型补偿导线接入IMP分散式数据采集系统。数据记录周期同空预器进口烟温。空预器

18、进口风温采用经校验合格的II级精度K型铠装热电偶测量，信号接入IMP分散式数据采集系统。数据记录方式同前。IMP分散式数据采集系统如图1所示。每隔30分钟对保温外护板表面温度分段进行测量，并将所测数据记录汇总。 4.        烟风系统压力在烟风系统各段装设取样点，对主要段的烟风压力每隔30分钟测量一次，并将所测数据汇总，以便与DCS系统数据进行校验。5.        锅炉主蒸汽压力5.1  

19、0;  试验条件根据表1“试运行计划”，按照RUN “n”-1A、RUN “n”-1B或RUN “n”-1C，验证锅炉主蒸汽压力。5.2     保证值在三级过热器出口的额定值是4.1 MPa（绝对压力）或4.0 MPa（表压力）。由汽轮机调速器系统外部控制压力。通过试验期间的工作压力报告，可证明锅炉能够在接近额定压力的条件下运行。5.3     试验方法(1)     数据收集数据来自DCS的记录数据。(2) &#

20、160;   测量项目和方法利用仪表PICA-n21获得锅炉主蒸汽压力数据。(3)     测量频率15分钟读数据一次，DCS日报为按小时的平均数据。5.4     判别(1)     试验期间的锅炉主蒸汽压力的平均值是根据所得的数据算出的。6.        锅炉主蒸汽温度6.1     

21、;试验条件根据表1“试运行计划”，按照RUN “n”-1A、RUN “n”-1B或RUN “n”-1C，验证锅炉主蒸汽温度。6.2         保证值在三级过热器的出口处，锅炉主蒸汽温度应处于410（包含410）和395（包含395）之间。6.3     试验方法(1)     数据收集数据来自DCS的记录数据。(2)     测量项目和方法利用仪表TI

22、CRA-n20获得锅炉主蒸汽温度数据。垃圾处理量和LHV（低热值）数据亦按第1节“垃圾处理量”所述收集。(3)     测量频率每10分钟读一次温度数据，DCS日报上的数据为按小时的平均数据。6.4     判别(1)     根据所获得的数据，算出试验期间的锅炉主蒸汽温度的平均值。(2)     如果平均锅炉主蒸汽温度处于410（包含410）和395（包含395）之间，则已达到锅炉主蒸汽温度的保

23、证值。(3)     如果热负荷（平均垃圾处理量乘以平均LHV（低热值）低于70% MCR（最大持续出力）而平均锅炉主蒸汽温度低于395（包含395），则应再按70%以上热负荷作一次试验。7.        燃料及灰渣取样7.1     垃圾取样据表1“试运行根计划”，按RUN “n”-1A、RUN “n”-1B和RUN “n”-1C等运行工况在其燃烧垃圾中采用立体对角线法进行采样。测 定 垃&#

24、160;圾容重后将大块垃圾破碎至粒径小于50m m的小块.摊铺在水泥地面充分混和搅拌，再用四分法(见图2)缩分2(或3)次至25-50 kg样品，置于密闭容器运到分析场地。确实难全部破碎的可预先剔除，在其余部分破碎缩分后，按缩分比例，将剔除垃圾部分破碎加入样品中7.2     飞灰取样飞灰采用等速取样枪在电除尘器入口烟道上进行连续等速取样，或者在电除尘各电场的放灰管处取样，每15分钟取样一次。试验结束后，样品混合均匀，缩分为4份，电厂、锅炉厂、TPRI各执一份，留底备用一份。 7.3    &#

25、160;炉渣取样炉渣的取样通常是在冷渣机出口处接取，每15分钟取样一次，每次约1kg。试验工况结束后，全部样品混合均匀，缩分为4份，每份约1kg，电厂、锅炉厂、TPRI各执一份，留底备用一份。 8.        大气条件的测量在送风机入口附近开放空间，用膜盒式大气压力计测量大气压力。用干湿球温度计测量干、湿球温度，经查表得出环境相对湿度。每15分钟测量一次。 9.        烟气成分分析图2 

26、0;烟气取样分析系统空气预热器进、出口烟气成份亦按照标准规定的点数采用等截面网格法标定，标定后选取多代表点。通常情况下，选取的代表点中的每一点处的烟气样品是用经验证无裂纹的不锈钢管引出至烟道外后再用橡胶管引至特制的烟气混合器进行预处理。之后再将混合后的烟气样品引至德国M&C公司生产的烟气前处理装置清洁、除湿、冷却后接入ROSEMOUNT公司生产的NGA2000型烟气分析仪。典型的烟气取样分析系统如图2所示。烟气成份分析的主要项目有：O2、CO、CO2。ROSEMOUNT公司的NGA2000型烟气分析仪具有输出电流信号的功能，再辅之以IMP分散式数据采集系统，烟气成份分析数据可实现实施监

27、测，以帮助性能试验工程师判断试验工况的稳定性及最佳的烟气取样周期，2秒的数据采样周期也尽可能地降低了试验工况的波动而带来的测量误差。以往的实践证明这样的烟气取样分析系统可大大提高测量的准确性。10.    空预器漏风率的测定在锅炉额定负荷下，分别在空气预热器进、出口烟道截面，按等截面网格法原则逐点抽取烟气样，分析烟气氧含量，并按ASME PTC4.3 标准计算空预器漏风率。11.    炉膛中烟气停留时间11.1 试验条件根据表1“试运行计划”，按RUN “n”-1A、RUN “n”-1B或RU

28、N “n”-1C，验证烟气停留时间。11.2 保证值在温度超过850 ºC时，烟气停留时间大于或等于2秒钟。11.3 试验方法(1)     数据收集停留2秒钟后，DCS内将计算烟气温度。从DCS上得出计算的温度数据。(2)     测量项目和方法在 “自动燃烧控制系统的控制原理图”中介绍了DCS中的计算方法。(3)     测量频率按1分钟时间间隔计算烟气温度数据。11.4 判别(1) 

29、;    依据所获得的数据，计算试验期间停留2秒钟后的烟气温度平均值。(2)     如果烟气温度高于或等于850 ºC停留2秒钟，证明温度超过850 ºC时烟气停留时间长于或等于2秒钟。(3)     如果停留2秒钟后的平均烟气温度高于或等于850 ºC，则已达到保证烟气停留时间。  12.    烟囱出口处的污染物排放浓度12.1 试验条件根据表1“试运

30、行计划”，按RUN “n”-1A、RUN “n”-1B或RUN “n”-1C，验证污染物排放浓度。12.2 保证值保证项及其数值列入表2。12.3 试验方法(1)     取样分析小组除烟气黑度以外，由采购商或第三方（Ch3rdP）组织的、持有相关证书的小组执行烟气污染物的取样分析。烟气黑度数据可由DCS得到。(2)     取样位置应从烟囱中烟气管上的取样管嘴抽取烟气样品。(3)     取样分析方法应按表2中列出的方法实施

31、取样分析。(4)     样品数量除二恶英以外，每隔一段时间就为每一项抽取样品或数据。分析二恶英需三种实际气体样品。12.4 判别如果所得到的数据符合保证值，便可判断锅炉的性能已经达到。 表1  烟囱出口污染物排放的保证项目、保证值和取样分析 分析项目保证值小于或等于方法待获得的数据备注(1)颗粒物30 mg/Nm3(干燥和O2 11%)重量分析法GB/T 16157-1996测量数据平均值 (2)HCl50 mg/Nm3(干燥和O2 11%)汞(II) 

32、硫氰酸分光光度测定法HJ/T 27 1999每小时平均值 (3)HF2 mg/Nm3(干燥和O2 11%)按照EPA法13B或等效办法测量数据平均值 (4)SOx200 mg/Nm3(干燥和O2 11%)甲醛吸收侧蔷薇苯胺分光光度测定法测量数据平均值见注1(5)NOx350 mg/Nm3(干燥和O2 11%)紫外分光光度测定法HJ/T 42 1999测量数据平均值 (6)CO80 mg/Nm3(干燥和O2 11%)非色散红外线吸收法HJ/T 44 - 1999测量数据平均值 (7)TOC20 mg/Nm3(干燥和O

33、2 11%)按照EPA方法25或等效方法测量数据平均值 (8)汞及其化合物  0.1 mg/Nm3(干燥和O2 11%)冷态原子吸收分光光度法测量数据平均值见注1(9)镉及其化合物0.1 mg/Nm3(干燥和O2 11%)原子吸收分光光度法测量数据平均值见注1(10)铅及其化合物1.6 mg/Nm3(干燥和O2 11%)原子吸收分光光度法测量数据平均值见注1(11)其它重金属6.0 mg/Nm3(干燥和O2 11%)按照EPA方法29或等效方法实测As, Ni, Cr, Cu和Mn总量的平均值 (12)烟

34、气黑度林格曼浓度1级林格曼烟气黑度测量方法，见GB5468-91由仪表QIA-n03获得的DCS登记数据作小时平均 (13)二恶英0.1 ngTEQ/Nm3(干燥和O2 11%)气相色谱-质谱分光光度法测量数据的平均值见注2注1)      目前采用“空气和废气监测分析方法”，中国环境科学出版社，北京，1990年。如果国家环保总局发布新标准，则应依照有关标准分析空气污染物质。注2)      目前采用“固体废弃物分析评价手册”，中国环境科学出版社，北京，1

35、992年。如果国家环保总局发布新标准，则应依照有关标准分析空气污染物质。 13.    热灼减量13.1     试验条件根据表1“试运行计划”，按RUN “n”-1A、RUN “n”-1B或RUN “n”-1C，验证热灼减量。13.2     保证值热灼减量应小于或等于3%干燥炉渣。13.3     试验方法(1)      数据收集通

36、过对炉渣的取样分析获得数据。由采购商或第三方（Ch3rdP）组织、并持有相关证书的小组执行炉渣的取样分析。(2)      取样位置从振动输送机或炉渣储仓抽样。(3)      取样方法取样方法应遵照HJ/T 20 1998“工业固体废弃物的取样标准”。(4)      取样频率每台炉子一次试验，取三次。(5)      烧损的定义适用以下公式：P =A -

37、 Bx 100A式中： P:热灼减量（%）A:在环境温度下干燥炉渣的重量（g）B:600+25ºC加热三小时后冷却到环境温度的炉渣重量13.4     判别(1)      计算三个样品的平均值。(2)      如果平均值小于或等于3%保证值，则可判定性能考核已经完成。14.    熟石灰消耗量14.1.1    试

38、验条件根据表1“试运行计划”，按RUN “n”-1A、RUN “n”-1B或RUN “n”-1C，验证熟石灰消耗量。14.1.2    保证值当锅炉排出的烟气中的HCl浓度和Sox浓度分别为600mg/m3N（干O2 11%）和300mg/m3N（干O2 11%）时，按最大持续出力计，熟石灰消耗量应小于或等于每焚烧一吨垃圾消耗12.1 kg。14.1.3    试验方法(1)     测量和数据收集(a)     &

39、#160;石灰消耗石灰投入速度与石灰推料器的转速之间的关系应在试验之前确定好。根据该关系和转速数据，便可算出石灰投入速度。转速数据（SIC-n32）由DCS记录。(b)     烟囱的HCl和Sox排放由CEMS测量烟囱的HCl和SOx排放量，由DCS记录数据。(c)      HCl和SOx的含量由临时设置的监测系统连续测定并记录烟气净化系统入口处的HCl和SOx含量（按干燥气体，O2 11%为条件）。(d)     垃圾通

40、过量（垃圾处理量）和LHV（低热值）垃圾加料量由DCS按每小时记录。加产量就作为垃圾通过量（垃圾处理量）。垃圾的LHV（低热值）数据由DCS算出并记录。(2)     石灰消耗率的计算将试验期间的石灰消耗加总起来。将试验期间的垃圾处理量加总起来。计算LHV（低热值）的平均值。如果LHV（低热值）的平均值大于7000kJ/kg，则利用第1节“垃圾处理量”的1.4 (3) (b)段落中所介绍的公式调整垃圾处理量，然后将调整好的数值用来计算石灰消耗率。 石灰消耗率如下计算；石灰消耗率（kg/t垃圾）=石灰消耗量（kg）垃圾处理量（tons）

41、14.1.4    判别(1)     相对于上述12.1.2小节中提到的规定条件，结合另行发布的校正曲线，针对锅炉出口处的HCl和Sox的实际浓度，修正石灰消耗率。HCl和SOx浓度的平均值用于修正。(2)     如果石灰消耗率符合保证值且烟囱处的HCl和SOx排放低于允许界限，则可判定已达到性能要求。  14.2  活性碳消耗量14.2.1    试验条件按RUN “n”

42、-1A、RUN “n”-1B或RUN “n”-1C验证活性碳消耗量，其间同时对二恶英和重金属离子实施取样。14.2.2    保证值活性碳消耗量在最大持续出力条件下按每吨垃圾计，应小于或等于0.71 kg。14.2.3    试验方法(1)     测量和数据收集(a)      活性碳消耗活性碳投入速度与活性碳推料器转速之间的关系应在试验之前就确定完成。根据该关系和转速数据，便可算出活性碳投入速度。转速数

43、据（SIC-n31）由DCS记录。(b)      烟囱处的二恶英和重金属排放参阅第9节烟囱出口的污染物排放浓度。(c)    垃圾通过量（垃圾处理量）和LHV（低热值）垃圾加料量由DCS按每小时记录。加料量就作为垃圾通过量（垃圾处理量）垃圾的LHV（低热值）数据由DCS算出并记录。(2)     活性碳消耗率的计算将试验期间的活性碳消耗加总起来。将试验期间的垃圾处理量加总起来。计算LHV（低热值）的平均值。如果LHV（低热值）的平均值大于700

44、0kJ/kg，则利用第1节“垃圾处理量”的1.4 (3) (b)段落中所介绍的公式调整垃圾处理量，然后用调整好的数值来计算活性碳消耗率。活性碳消耗率如下计算；活性碳消耗率（kg/t垃圾）= 活性碳消耗量（kg）垃圾处理量（tons）14.2.4    判别如果活性碳消耗率符合保证值且二恶英和重金属离子排放情况令人满意，则可判别已达到性能要求。.试验仪器、仪表校验1.    所有试验仪器、仪表均需经过法定计量部门或法定计量传递部门校验，并具有在有效期内的合格证书。2.   &#

45、160;  烟气分析仪本身不具备校验证书，但用于每次试验前对其进行标定的标准气体具备法定计量部门提供的有效校验证书。3.      此外对于烟气取样不锈钢管、橡胶管、烟气混合器、烟气前处理装置等在试验前应进行严密性试验。. 试验条件及要求1.     试验前应具备的条件1.1机组能正常运行。1.2主要运行表计经过校验，投运正常，指示正确。如：过热器出口蒸汽温度、压力表，给水压力、温度表。1.3主汽流量、给水流量、过热器喷水流量的表计经校验合格。2.

46、0;    自动控制系统运行可靠。3.     运行参数记录打印或存盘投入正常运行。4.     试验期间燃料应符合技术协议中的要求，其工业分析的允许变化范围内。5.     送风机、引风机、给水泵和除渣系统等无故障，各风门挡板操作灵活。6.     试验稳定负荷期间，主要运行参数允许波动范围见表4。 试验前表 2  

47、运行参数允许波动范围参 数 名 称单位允许波动范围主蒸汽流量%±6主蒸汽压力%±4主蒸汽温度-10 +57.     非试验系统已隔离。8.     试验期间不得进行任何干扰运行工况的操作，如：排污等，否则需征得试验负责人的同意方可进行。若遇到危及设备和人身安全的意外情况，运行人员有权按规程进行紧急出理，处理完毕后通知试验负责人。9.     试验期间，试验人员若发现测试数据有异常，应及时向试验负责人汇报，以便及时处理。10.  额定负荷锅炉效率试验前，锅炉机组应连续正常运行3天以上。试验前12小时中，前9小时锅炉机组运行负荷应不低于试验负荷的75%，后3小时锅炉应维持预定的试验负荷。11.  试验前，所有参加试验人员应通晓本方案。. 试验数据处理4.    各温度测点数据根据热偶校验结果进行修正。5.