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华威和田热销及锅炉低碳燃烧改造招标文件华威和田热销及锅炉低碳燃烧改造招标文件华威和田热销及锅炉低碳燃烧改造招标文件华威和田2×135MW热电厂工程烟气脱硝及锅炉低氮燃烧改造工程第二卷技术部分招标文件招标方:华威金鑫实业有限企业业主方:华威和田发电有限企业设计院:湖北省电力勘探设计院招标方:上海海陆天新热能技术有限企业2013年2月目录招标文件............................................................................................................-0-第一章技术规范....................................................................-2-1.1总则............................................................................................................................................................-2-1.2工程大体....................................................................................................................................................-3-1.3设计与运行条件........................................................................................................................................-6-1.4技术要求..................................................................................................................................................-11-1.5标准与规范............................................................................................................................................-109-1.6性能保证值(单台机组)..................................................................................................................-110-第二章供货范围..................................................................-123-2.1一般要求................................................................................................................................................-123-2.2供货范围................................................................................................................................................-125-第三章设计范围和设计联系会......................................................-126-3.1概括........................................................................................................................................................-126-3.2设计部分................................................................................................................................................-127-3.3设计接口界线........................................................................................................................................-130-3.4设计联系................................................................................................................................................-130-第四章技术资料内容和交托进度....................................................-131-4.1招标阶段供给的资料............................................................................................................................-131-4.2项目推行阶段的资料............................................................................................................................-132-4.4招标方供给的资料份数........................................................................................................................-135-第五章设备交托进度..............................................................-135-5.1交货进度................................................................................................................................................-135-第六章查验、试验和查收..........................................................-136-6.1概括........................................................................................................................................................-136-6.2工厂查验及试验....................................................................................................................................-137-6.3现场查验和试验....................................................................................................................................-138-6.4查收试验(性能核查测试)................................................................................................................-138-第七章技术培训..................................................................-138-7.1培训内容................................................................................................................................................-138-7.2培训方式................................................................................................................................................-139-第八章现场技术服务与调试........................................................-139-8.1技术服务................................................................................................................................................-139-8.2调试........................................................................................................................................................-141-第九章分包商清单................................................................-142-第十章差别表....................................................................-142-十一章招标商说明的其他问题......................................................-142-第十二章招标文件附图............................................................-142-第一章技术规范1.1总则本技术条件书适用于华威和田2×135MW热电厂工程烟气脱硝及锅炉低氮燃烧改造项目,它提出了该项目的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。总的技术要求:(1)低氮燃烧改造后,在锅炉50%~110%BMCR负荷范围内,脱硝装置不投运时锅炉NOx排放浓度不高于400mg/Nm3(干基,6%O2)(2)本工程烟气脱硝部分按以下两个方案分别供给招标方案和报价:采用SNCR+SCR工艺,使用尿素作为脱硝复原剂。SNCR脱硝效率不低于40%,总的脱硝效率不低于80%。b)采用SCR工艺,使用尿素作为脱硝复原剂,总的脱硝效率不低于80%。(3)脱硝装置的控制纳入机组DCS,由招标方一致招标采买,不在本项目供货范围内。(4)在锅炉50%~110%BMCR负荷范围内,脱硝装置出口NOx浓度不高于100mg/Nm3。(5)NH3逃逸量应控制在2.28ppm以下。(6)脱硝装置可用率不小于95%,服务寿命为30年。(7)低氮燃烧器采用少气点火及助燃。(8)我方供给成熟的技术。本技术条件书提出的是最低限度的技术要求,并未对所有技术要求做出详尽规定,也未充分引述有关标准及规范的条则。我方保证供给符合本技术规范书和现行工业标准的先进的、完满的、可靠的优秀产品。供方供给的产品应该是产品成熟、技术先进、拥有制造经验的复制品,而不是试制品。本项目须恪守的有关规程规范以下(包括但不限于此):《大型煤粉锅炉炉膛及燃烧器性能设计规范》JB/T10440-2004《燃煤烟气脱硝技术装备》GB/T21509-2008《火电厂烟气脱硝技术导则》DL296-2011《火电厂烟气脱硝工程施工查收技术规程》DL5257-2010《火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性催化复原法》HJ562-2010《火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性非催化复原法》HJ563-2010我方供给的产品完满知足招标规范书的要求。若是招标方没有以书面方式对本规范书的条则提出异议,那么招标方将认为招标方提出的产品完满符合本规范书的要求。如有异议,应在招标书中说明本技术条件书所引用的标准若与招标方所履行的标准发生矛盾时,按较严格的标准执行。我方对脱硝装置的成套系统设备(含协助系统与设备)负有全责,即包括分包(或采买)的产品。分包(或采买)的产品制造商起初征得招标方的认可。在合同签署后,招标方有权因规范、标准、规程发生变化而提出一些补充要求,我方将恪守这些要求。1.2工程大体概括建设规模:2×135MW燃煤锅炉低氮燃烧改造及新建烟气脱硝装置。工期:锅炉低氮燃烧改造要求2013年4月30日前达成。2013年12月30日首台机组经过试运行,2014年3月30日第二台机组经过试运行,烟气脱硝装置要求随锅炉安装进展同步进行。场所条件和自然条件厂址概括本工程厂址位于和田市北部的一块自然形成的风积沙丘内,距和田市中心约7km。地处东经79°54′25.21〞,北纬37°10′20.40〞。气象条件本工程厂址位于和田市周边,和田市位于欧亚大陆深处,由于昆仑山和帕米尔高原的阻挡作用,使大海湿气难以进入,形成了当地极度干旱的暖温带大陆性天气,其天气特色为:天气干燥、蒸发量大、降水稀有且年、季变化大、晴天多、日照长、热量资源丰富、天气变化强烈、冬寒夏暑、昼热夜冷、全年平均风速小。主要气象特色参数:(资料年代1952—2009年)多年平均气压862.3hpa多年平均气温10.2℃多年极端最高气温41.1℃多年极端最低气温-19.3℃多年年最大降水量100.9mm多年一日最大降水量26.6mm多年最大积雪厚度多年最大冻土深度多年平均雷暴日数多年最多雷暴日数多年最多沙暴日数多年平均降雨日数多年平均地温多年最高地温多年最低地温多年平均相对湿度多年最小相对湿度多年平均水汽压多年最大水气压多年最小水气压多年年平均蒸发量累年极端最大蒸发量累年极端最小蒸发量多年平均风速多年极暴风速全年主导风向、次主导风向冬季主导风向、次主导风向夏季主导风向、次主导风向
cmcm3.1ddd18.2d25.9℃73.2℃-3.5℃%14%hpahpa5hpa2662.3mm3137.3mm2159.0mm1.92m/s18.0m/sSW和SSW、WSW、SSW和WSW、SSW和WSW表1-1和田气象站各气象要素累年各月统计特色值1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月月平均相对湿度382429203037394137354250月平均气压867.2863.9862.1860.4858.8856.3855.4857.2861.6865.9867.5868.3月平均雷暴日数0001715520000月平均气温-16.620.724.125.624.420.012.74.4-2.8平均最高气温23.427.531.032.631.327.220.311.12.7平均最低气温-9.3-4.23.410.314.517.919.518.513.86.3-0.9-7.2月平均风速2.12.01.4月最暴风速11.012.015.515.019.017.315.316.813.014.011.512.5最暴风速及其风向WWWNWNWNWNWWWWWSWWNW月平均降水量3.06.88.0月最大降水量11.114.912.831.442.333.825.128.723.014.27.717.9月平均蒸发量42.275.6197.5302.4365.7396.3382.3329.8252.7178.694.045.2月最大蒸发量66.2130.6253.7390.9444.0473.5496.6406.4313.4221.7117.557.5月最小蒸发量15.828.1127.4206.5280.7274.5309.1219.0185.4133.058.819.9工程地质地层、地貌结构及地基(岩)土承载力拟建厂区地貌属山前冲洪积地貌,厂址范围地势基本平坦广阔,南高北低,高程为1327.19~1331.55m,主要散布有杂草等地层、地貌结构及地基(岩)土承载力详见终勘报告。地震烈度厂址场所地震动峰值加速度为0.10g,相应地震基本烈度为Ⅶ度。运输厂址地区公路运输便利。1.3设计与运行条件主要设备及设计参数本工程将建设2台420t/h锅炉,机炉电采用一套完满的分别控制系统进行集中控制。锅炉形式为自然循环单汽包、单炉膛、平衡通风、露天部署锅炉,固态排渣。锅炉主要参数以下所列:锅炉热力计算表(上锅厂供给)序号项目过热蒸汽出口流量过热蒸汽出口温度过热蒸汽出口压力再热蒸汽出口流量再热蒸汽入口温度再热蒸汽出口温度再热蒸汽入口压力再热蒸汽出口压力给水温度排烟温度热风温度排烟损失化学不完满燃烧损失机械不完满燃烧损失散热损失
数值单位设计煤种校核煤种420420t/h540540oC13.7313.73MPa.g364364t/h350350oC540540oC3.503.50MPa.g3.323.32MPa.g240240oC143.3152.8oC330.6338.9oC5.6476.464%00%22%0.3830.383%锅炉计算热效率燃料耗资量计算燃料耗资量过热器喷水量(一级)过热器喷水量(二级)再热器侧烟气份额炉膛容积热负荷炉膛断面热负荷理论空襟怀暴风箱总风量一次风量一次风率炉膛出口节余空气系数空预器出口节余空气系数汽包排污率炉膛漏风系数
91.4790.65%6525380060kg/h6427478859kg/h7.1213.39t/h2.374.46t/h8173%158.5159.9kw/m34065.34102kw/m25.04364.17413Nm/kg3728003785423Nm/h88184.6105450.93Nm/h22.66926.696%51.350.010.010.050.0锅炉工质温度计算表(上锅厂供给)设计煤种序前屏后屏末级后墙高温转向低再转向低温旁路主预热名称单位引出室隔墙室号过热器过热器过热器再热器引出管再热器省煤器省煤器器管IIV1入口烟温o-1063958754750662652640539536652418363C2入口烟焓kj/kg-10646948472967250632362276103507350406227386733333出口烟温oC-9587547506626526405395034074663631434出口烟焓kj/kg-9484729672506323622761035073470337554338333312785入口工质温度oC348.3378.8432.2-479.0--421.9-350.0257.7240.020.06入口工质焓kj/kg2691.42894.03116.4-3403.7--3274.1-3102.51122.61039.3133.17出口工质温度o385.6436.1540.0-540.0--479.0-421.9267.1257.7-C8出口工质焓kj/kg2926.23128.33434.3-3542.0--3403.7-3274.11168.51122.6-9工质焓增kj/kg234.8234.3317.9-138.2--129.6-171.745.983.2-10烟气流速m/s-6.4411.809.4711.64-7.927.73-9.927.057.59-11工质流速m/s-18.9115.33-15.63--13.43-11.770.951.26-12传热系数w/(m2.k)-57.364.733.554.8102.756.041.841.344.039.144.7-13温压oC-599.1347.0411.8186.4-373.8123.0-82.0287.7140.9-14吸热量kj/kg1499.61522.42077.3-782.8--734.1-972.1293.3531.4-15附加吸热量kj/kg-147.0181.546.1140.995.999.194.926.962.667.9--校核煤种序前屏后屏末级后墙高温转向低再转向低温旁路主预热名称单位引出室隔墙室号过热器过热器过热器再热器引出管再热器省煤器省煤器器管IIV1入口烟温oC-10709617547506616516405345306514243682入口烟焓kj/kg-9324827963386297548954055297436443315405341529403出口烟温oC-9617547506616516405344924044793681534出口烟焓kj/kg-8279633862975489540552974364399432413881294011845入口工质温度oC348.8372.8424.3-474.6--417.4-350.0259.6240.020.06入口工质焓kj/kg2696.02863.53089.7-3393.9--3263.7-3102.51132.11039.3110.27出口工质温度oC385.2431.2540.0-540.0--474.6-417.4273.1259.6-8出口工质焓kj/kg2924.23111.83434.3-3542.0--3393.9-3263.71197.71132.1-9工质焓增kj/kg228.3248.3344.6-148.1--130.2-161.265.692.7-10烟气流速m/s-6.6412.159.7311.96-7.337.14-9.1410.297.86-11工质流速m/s-18.4015.18-15.58--13.34-11.720.941.23-12传热系数w/(m2.k)-62.270.036.458.5118.055.641.951.142.554.147.2-13温压oC-609.8351.3411.4187.5-367.6123.4-79.7291.4145.6-14吸热量kj/kg1164.01308.21835.4-683.5--601.1-744.2334.6472.9-15附加吸热量kj/kg-130.1160.640.9121.283.578.176.7--煤质资料名称收到基全水分空干基水分干燥无灰基挥发分收到基灰分收到基全硫收到基低位发热量哈氏可磨性指数收到基碳收到基氢收到基氧收到基氮变形温度消融温度半球温度流动温度二氧化硅三氧化二铝三氧化二铁氧化钙氧化镁氧化钠氧化钾二氧化钛三氧化硫
符号单位和田普阳煤矿和田天台煤矿校核煤种设计煤种工业分析Mar%7.67.8Mad%4.385.14Vdaf%24.3025.32Aar%27.4820.09St,ar%1.601.50Qnet,arMJ/kg19.2021.65HGI5859元素分析Car%50.3656.51Har%2.963.25Oar%9.5710.40Nar%0.430.45灰熔融性DT33℃1.32×10×101.24ST℃1.43×103×31.2610HT℃1.45×103×31.2810FT33℃1.48×10×101.33灰成分分析SiO2%52.7146.69Al2O3%25.2925.16Fe2O3%1.208.42CaO%4.095.75MgO%1.301.54Na2%1.872.23OK2O%2.272.62TiO2%1.201.25SO3%4.125.891.3.3气/汽源、水源参数可供脱硝装置气/汽源、水源的参数厂用气压力MPa仪用气压力MPa蒸汽温度℃250压力MPa0.8开式水压力MPa1.3.4电厂供电现状200kW及以上电动机采用6kV电压。(若是需要)电动机电源电压:高压6kV(若是需要);低压380V1.3.5复原剂本工程采用尿素为复原剂。1.4技术要求本项目范围:华威和田2×135MW热电厂工程锅炉低氮燃烧改造及烟气脱硝装置的设计、设备供货、安装、系统调试和试运行、核查查收、培训等。1.4.1锅炉低氮燃烧改造的整体要求锅炉低氮燃烧技术改造后,锅炉出口烟气NOx浓度下降为400mg/Nm3(6%O2,干烟气)。且本项目低氮燃烧器采用少气点火及助燃,我方应付锅炉的低氮燃烧技术及少气点火方案的选择进行详尽论证,供给设计方案并独自报价(我目标对锅炉的专题说明以下:)。我目标对锅炉运行参数设计计算以下:和田华威420t/h锅炉热力数据表锅炉参数3序号项目过热蒸汽出口流量过热蒸汽出口温度过热蒸汽出口压力再热蒸汽出口流量再热蒸汽入口温度再热蒸汽出口温度再热蒸汽入口压力再热蒸汽出口压力给水温度
数值单位420t/h540oC13.73MPa.g364t/h350oC540oC3.50MPa.g3.32MPa.g240oC2.燃料数据名称符号单位和田普阳煤矿和田天台煤矿校核煤种设计煤种工业分析收到基全水分Mar%7.67.8空干基水分Mad%4.385.14干燥无灰基挥发分Vdaf%24.3025.32收到基灰分Aar%27.4820.09收到基全硫St,ar%1.601.50收到基低位发热量Qnet,arMJ/kg19.2021.65哈氏可磨性指数HGI5859元素分析收到基碳Car%50.3656.51收到基氢Har%2.963.25收到基氧Oar%9.5710.40收到基氮Nar%0.430.45灰熔融性DT33变形温度℃1.32×10×101.24ST33消融温度℃1.43×10×101.26HT33半球温度℃1.45×10×101.28流动温度FT℃1.48×103×31.3310灰成分分析名称二氧化硅三氧化二铝三氧化二铁氧化钙氧化镁氧化钠氧化钾二氧化钛三氧化硫
符号单和田普阳煤矿和田天台煤矿位校核煤种设计煤种SiO2%52.7146.69Al2O3%25.2925.16Fe2O3%1.208.42CaO%4.095.75MgO%1.301.54Na2%1.872.23OK2O%2.272.62TiO2%1.201.25SO3%4.125.89锅炉热力计算表序号项目数值单位和田普阳煤和田天台煤1排烟温度143151oC2热风温度330338oC3排烟损失6.2155.314%4化学不完满燃烧损失00%5机械不完满燃烧损失1.801.80%6散热损失0.3260.329%7锅炉计算热效率91.6692.57%8燃料耗资量6611047120kg/h9燃烧总风量397330315810Nm3/h10炉膛出口烟襟怀418880332270Nm3/h炉膛出口烟气成分(体积百分比)序号项目数值单位和田普阳煤和田天台煤1二氧化碳14.4814.54%2二氧化硫0.180.15%3水分8.398.21%4氮气72.8072.94%5氧气3.253.26%我方在新式的干净燃烧技术上有专利技术和经验,对低NOx燃烧举措的的技术说明如下:依照NOx生成的主要原因,有三各样类,燃料型、热力型及快速型三种,燃料型NOx约占总NOx的80-90%,是各样低NOx技术控制的主要对象。其次是热力型,主若是由于炉内局部高温造成,也可采用合适举措加时控制,快速型NOx生成量很少。采用有效举措控制燃料型及热力型NOx的生成。针对本420t/h锅炉情况,我们决定采用改变燃烧条件的方法来降低NOx的排放,即为低NOx燃烧技术。依照我们在以前煤粉锅炉上的改造经验,在各样降低NOx排放的技术中,低NOx燃烧技术采用最广、相对简单、经济而且有效。第一采用低过分空气燃烧,使燃烧过程尽可能在凑近理论空襟怀的条件下进行,随着烟气中过分氧的减少,能够控制NOx的生成。这是一种最简单的降低NOx排放的方法。一般可降低NOx排放15-20%。但如炉内氧浓度过低(3%以下),会造成浓度急剧增添,增添化学不完满燃烧热损失,引跳跃灰含碳量增添,燃烧效率下降。所以在锅炉设计和运行时,应采用最合理的过分空气系数。所以我们将对燃烧器喷嘴的部署和结构进行从头设计和部署,提升喷嘴出口处的煤粉局部浓度,加强喷嘴出口处煤粉与空气混淆的面积,增大喷嘴出口气流卷吸热烟气的能力。保证煤粉气流在低氧情况下的着火能力,控制燃料型NOx的生成。2.采用空气分级燃烧,基本源理是将燃料的燃烧过程分阶段达成。在第一阶段,将从主燃烧器供入炉膛的空襟怀减少到总燃烧空襟怀的70-75%(相当于理论空襟怀的80%),使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧。此时第一级燃烧区内过分空气系数α<1,所以降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平。所以,不单延缓了燃烧过程,而且在复原性气氛中降低了生成NOx的反应率,控制了NOx在这一燃烧中的生成量。为了达成所有燃烧过程,完满燃烧所需的其他空气则经过部署在主燃烧器上方的专门空气喷口OFA(overfireair)――称为"火上风"喷口送入炉膛,与第一级燃烧区在"贫氧燃烧"条件下所产生的烟气混淆,在α>1的条件下达成所有燃烧过程。由于整个燃烧过程所需空气是分两级供入炉内,故称为空气分级燃烧法。这一方法填补了简单的低过分空气燃烧的缺点。在第一级燃烧区内的过分空气系数越小,控制NOx的生见收效越好,但不完满燃烧产物越多,致使燃烧效率降低、引起结渣和腐化的可能性越大。所认为保证既能减少NOx的排放,又保证锅炉燃烧的经济性和可靠性,必定正确组织空气分级燃烧过程。我们采用空气分级燃烧方法改造现有煤粉炉,对当前部署燃烧器的原有炉膛进行改装,增添顶层燃烧器改作"火上风"喷口,将原出处顶层燃烧器送入炉膛的煤粉中形成富燃料燃烧,进而NOx生成。可降低15-30%。在新设计的锅炉炉膛的燃烧器上方设"火上风"喷口。3燃料分级燃烧,在燃烧中已生成的NO碰到烃根CHi和未完满燃烧产物CO、H2、C和CnHm时,会发生NO的复原反应,反应式为:4NO+CH4=2N2+CO2+2H2O2NO+2CnHm+(2n+m/2-1)O2=N2+2nCO2+mH2O2NO+2CO=N2+2CO22NO+2C=N2+2CO2NO+2H2=N2+2H2O利用这一原理,将80-85%的燃料送入第一级燃烧区,在α>1条件下,燃烧并生成NOx。送入一级燃烧区的燃料称为一次燃料,其他15-20%的燃料则在主燃烧器的上部送入二级燃烧区(此处就是指将三次风喷嘴),在α<1的条件下形成很强的复原性气氛,使得在一级燃烧区中生成的NOx在二级燃烧区内被复原成氮分子,二级燃烧区又称再燃区,送入二级燃烧区的燃料又称为二次燃料,或称再燃燃料。在再燃区中不只使得已生成的NOx获取复原,还控制了新的NOx的生成,可使NOx的排放浓度进一步降低。一般,采用燃料分级可使Nox的排放浓度降低50%以上。在再燃区的上面还需部署火上风"喷口,形成第三级燃烧区(燃尽区),以保证再燃区中生成的未完满燃烧产物的燃尽。这种再燃烧法又称为燃料分级燃烧。燃料分级燃烧时所使用的二次燃料能够是和一次燃料同样的燃料,比方煤粉炉能够利用煤粉作为二次燃料。但当前煤粉炉更多采用碳氢类气体或液体燃料作为二次燃料,这是由于和空气分级燃烧对照,燃料分级燃烧在炉膛内需要有三级燃烧区,这合行燃料和烟气在再燃区内的仪时间相对较短,所以二次燃料宜于采用煤粉作为二次燃料,也要采用高挥发分易燃的煤种,而且要磨得更细。为了达到降低NOx排放的收效,我们第一采用一、二次风正反切园的技术,以下图所示:采用一、二次风正反切园的技术的主要作用是,1).第一使一次风煤粉气流按逆时针方向部署,喷入炉膛。使煤粉实时有效进入高温低氧区着火,实现低氧燃烧,可有效降低燃烧初期的NOx生成,加大煤粉颗粒在炉膛内的停留时间。2).尔后被动能较大的二次风卷吸,进入顺时针方向旋转。此时已着火的煤粉正需要大量的氧气,被二次风卷吸后能获取大量的氧气,正好达到分级燃烧的目的,补充燃烧的需要。3).同时一、二次风射流方向的差别性可保证,加大煤粉燃烧中后期的混淆,可有效降低飞灰可燃物含量。4).尔后将上二次风进行再次返切,在燃烧气团的上部进行消旋,可有效降低炉膛出口烟气的平均性,防备产生烟温误差。5).采用一、二次风正反切园后,由于二次风的切园大,将会在锅炉炉膛的周围形成一圈氧化性气氛,对防备结焦和防备炉膛水冷壁的高温腐化极为有利。对燃烧器的整体设计采用燃料分级燃烧(见锅炉燃烧器图)。为了有效地降低NOx排放,再燃区是重点。所以需要研究在再燃区中影响Nox浓度值的要素。所以必定对燃烧器进行集中部署,使煤粉集中燃烧。由于局部的高温高氧区,不利于控制氮氧化物生成。所认为了实现较的NOx排放,同时保证较好的防渣、高效燃烧性能,必定对原燃烧器进行改造。我们将设计燃烧器从下至上大概分为三个区,从下至上依次为氧化燃烧区、复原区及燃尽区。1)燃烧器喷嘴部署从下向上,在燃烧器的上方约2000—2500mm处独自增添一层二次风喷嘴,并设置风门等设备。主若是改造后能使锅炉采用低氧燃烧、分级送风方法来降低NOX排放。2)由于锅炉燃烧煤种的变化频频,而降低NOx的方法主要仍是靠燃烧调整,所以我们此次改良燃烧器装置中的调治功能,增添和改良风门调治装置,以及喷嘴头部的水平摇动和上下摇动功能,使燃烧调治方便。3)为了采用低氧燃烧和分级送风方法来降低NOX排放,对两个一次风喷嘴进行改造,可使得在锅炉运行时,操作上要尽量降低一次风量,为此对一次风煤粉喷嘴进行改造,使煤粉混淆物能在低氧下燃烧,使燃烧初期产生的NOX量降低,并有助于煤的着火和牢固燃烧。4)改变原燃烧器的外形尺寸的前提下,拉开一次风和上二次风的距离。5)对中部二次风喷嘴出口截面尺寸改造,将此部分空气送到上部喷嘴去。)顶部二次风喷嘴采用专利技术设置了二次风水平摇动调治装置,在燃烧器箱壳外侧设有调治螺母,在调整至最正确空气动力场后固定调治螺母并做上标记。)保存原下一次风管中的小油枪结构。可是改造下一次风喷嘴,降低下一次风喷嘴的风量。将此部分空气送到上部喷嘴去。在基层二次风喷嘴后部配置油枪点火装置安装用法兰,可将油枪点火装置置于其中,作为锅炉启动点火之用。8)将空气纵向分级,实现低NOx排放,空气分级是降低NOx的炉内重要技术手段,经过高温低氧复原区的成立,实现已生成的NOx复原,可大幅度降低NOx生成。9)采用低NOx燃烧器的同时实现稳燃及降低NOx功能,一次风射流方向配合一次风集中部署及一次风喷口的浓淡形式有利于在炉膛主燃烧器地区组织一个高温低氧的燃烧核心区,煤粉气流正确实时的进入高温低氧的核心地区后,较低的过分空气系数,相对较高的燃烧温度,对煤粉实时有效的燃烧都会形成有利的条件。同时,在较低的过量空气系数下,燃料型NOx的生成会获取有效控制,较低的燃烧温度可在根本上控制温度型NOx的产生,进而达到炉内燃烧深度降低NOx的目标。10)将二次风进行反切散布举措防备炉内结渣及高温腐化,经过一、二次风射流反切组合,在炉内形成中心区和近壁区双区散布,特别有利于防结渣。11)进行喷嘴两侧不同样面积部署周界风喷口,能够在炉内水平断面形成浓淡散布的同时,有效形成对水冷壁的保护,形成一股贴壁风。以次作为我企业技术特色的一部分,在历次改造中均证明其对降低NOx和保护水冷壁有积极的作用。作为二次风的一部分,贴壁风射流方向与水冷壁一致,而且地址处于近水冷壁地区,这部分二次风不直接混入主燃烧地区,而是随着煤粉燃烧,有组织的实时补入,同时,这部分二次风在近壁地区形成了较高的氧化性气氛,在有效冷却冲击的高温灰粒防治炉膛结渣的同时,可控制水冷壁的高温腐化。(见以下列图)一次风喷嘴拥有钝体,喷嘴出口形状为波形,可最大限度地卷吸喷嘴周围的热烟气,采用浓淡分别技术,提升着火和低氧燃烧。而且增添周界风,适用于调治燃烧情况。12)在喷嘴的设计中对一次风的集中浓淡部署和大回流钝体(见以下列图)。改造后一次风的集中部署,在一次风射流的近喷口地区形成较高的煤粉浓度,大回流钝体能最大程度的卷吸高温烟气加大高温烟气对煤粉的传热,保证一次风着火时间提早,相对于普通的一次风形式,相当于进一步增添了煤粉的停留时间。13)一次风周边局部功能区。两层一次风喷口及中间部署的可摇动二次风,在此区域形成一个高稳燃、高析出功能性复原物质的功能区。在两层一次风喷口集中浓淡的同时,可摇动二次风可有效控制功能区煤粉着火时间,着火距离及此地区的相对燃烧气氛,对进一步降低NOx和保证碳实时获取燃烧。14)上部燃尽风(SOFA)的摇动。SOFA的垂直摇动,可对炉内火焰中心标高进行调整,同时能保证一部分少量碳的实时燃尽。SOFA水平摇动对换治炉膛出口的烟温误差作用明显,在过去改造锅炉中,水平摇动的燃尽风能有效改变炉膛出口的烟温误差。15)对三次风进行浓淡分别为上、下三次风。上下三次风的浓淡分别,上下三次风风量能够调控,既有利于NOx排放的有效控制,又有利于炉膛出口烟温的调治。为了保证燃烧器拥有优秀的调治功能,所以我方开发了煤粉喷嘴的专利技术。燃烧器与水冷壁采用滑动结合时,应保证燃烧器与水冷壁之间正常的胀差搬动,并应有防备漏风的有效举措。招标人应在招标书中明确说明详尽方案。燃烧器四角处水冷壁鳍片的连策应有防备因热负荷及管长不同样而拉裂水冷壁管的举措。我方在设计燃烧器与水冷壁的连结构造时采用在燃烧器暴风箱的引进美国ABB/CE企业成熟技术,在燃烧器风箱中增添钢性隔板,与水冷壁的刚性梁连结在一同能够承受炉膛的防爆压力。同时采用水冷套结构,可吸取锅炉炉膛的膨胀差,防备因热负荷及管长不同样而拉裂水冷壁管。燃烧器的二次风挡板应开关正确到位,每个风门应能实现自动调治。招标人供给燃烧器入口一次风弯头后检修插板门,且保证开启灵便不漏粉。为保证整台燃烧器及一次风喷口的检修及改换,燃烧器入口与送粉管道接口处采用法兰连结方式而不采用焊接方式。19)采用少气点火为主的点火方式、对于少气点火为主点火方式技术介绍以下:我企业采用的用于一次风煤粉管道上的导热式煤粉浓缩直接点火装置。它主要包括煤粉一次风道中的煤粉浓缩环,导热装置,稳焰锥体,少气点火器,和组合式间隔门进退装置。将以上部件组合在煤粉一次风道中,第一利用少气点火器3将一次风道中的导热体5加热到800~900℃,煤粉先经过煤粉浓缩装置进行浓缩,将集聚的煤粉送入导热筒体中部,被高温气流和导热体加热,在刹时着火,经过导热体前端的稳焰锥体6,可使已着火的煤粉气流燃烧牢固,并加热流过一次风道中的其他煤粉,进而使一次风道上煤粉喷嘴出口的煤粉气流直接燃烧牢固。间隔闸门4用于防备煤粉泄露和当少气点火器进退投运时保护少气点火器。见图1。1234561.煤粉喷嘴2.二次风箱3.稳焰锥体4.导热体5.浓缩环6.一次风管道7.进退组件外护管8.进退组件9.电动装置10.微油燃烧装置10987图1.导热式煤粉浓缩直接点火装置采用此点火装置经试验后初步统计:采用这种点火方法可使燃料下降到原来的3%以下。本导热式煤粉浓缩直接点火装置采用同时提升煤粉浓度、氧气浓度和燃烧温度这种燃烧三要素的方法。实验研究结果表示,只要渺小的点火能量就能使煤粉着火并牢固燃烧。平常一次风煤粉管道1内的煤粉浓度在0.4~0.6kg煤粉/kg空气,经过本煤粉浓缩装置后,浓缩环将煤粉集中在导热体中部,这时煤粉的浓度将达到3~7kg煤粉/kg空气,高浓度的煤粉气流对着火极为有利。在理论前一次风煤粉气流的浓度变化就反应在一次风率(r1k)上,取u为一次风煤粉气流的重量百分比浓度,则r1k与u的关系为:r1k=Br/(ρ1kuV0α),Br—燃煤量,ρ1k—一次民风粉混淆物密度,V0—理论空襟怀,α—过分空气系数所以煤粉浓度增添,一次风率减少,相应地着火热减少。依照热力着火理论,试验得出不同样煤种的煤粉浓度对应的着火温度,如表1所示:表1煤粉浓度与着火温度的关系煤种无烟煤烟煤褐煤煤粉初始浓度(kg/kg)0.50421混淆物着火温度(℃)1220810750550373304903803105随着煤粉浓度的增添,煤粉气流的着火温度是降低的,着火时间短,着火距离也变短。从试验得出的上表能够看出,经过导热体时在高温在800~9000℃左右时,浓缩后的煤粉将完满被点燃着火。当煤粉被高温火焰气流和导热体加热着火后,随着煤中水分的蒸发,温度的上升,挥发分开始析出,挥发分的析出与固定碳的着火燃烧几乎同时进行,释放出来的挥发分会在气相环境中或煤粒表面上燃烧,产生的热量或许使环境温度升高,并使煤粒自己被快速加热。使煤粒的化学结构、表面形态及孔隙机构发生很大变化,进而改变了煤焦的反应性能和燃烧速率。随着进一步的燃烧,达成煤粉气流着火。着火后的煤粉释放出大量的热量又将其他煤粉点燃,形成一个高温火炬。从燃烧动力学来看,高温能够使火焰牢固,火焰的牢固极限是随温度的提升而加宽的,温度的提升使火焰在较大范围内获取牢固,同时煤粉中的可燃物挥发分析出量大,也即在着火阶段参加燃烧的可燃物浓度高,易着火和牢固燃烧。其他空气温度越高,火焰也越牢固,当煤粉流出经过导热体前端的稳焰锥体6时,在稳焰锥体6的气流后部会形成一个回流区(见图2),回流区可使已着火的煤粉气流燃烧牢固,并经过集气流环7来加热流过一次风道中的其他煤粉,进而使一次风道上的煤粉喷嘴9出口的煤粉气流直接燃烧牢固。间隔闸门4用于当渺小油点火器3停用时退出一次风道,防备煤粉泄露和当微小油点火器3进退投运时,保护渺小油点火器。二次风门10用来调治煤粉喷嘴9出口周围的风量,以便控制一次风道1和煤粉喷嘴9的温度。点火图示和专利以下:点火燃烧过程20)我方负责锅炉本体范围内的少气点火系统的设计(包括操作台、供气母管、吹扫气体管道及各管道至锅炉各油枪的支管等的部署和支吊),并管道、吹扫管道、手动阀门、供试验用的旁路阀、气枪及配风器、进退驱动装置、连结金属软管、炉前气阀、吹扫阀、调治阀、跳闸阀、高能点火器及其进退驱动装置、压力表、压力开关、附件等。所供阀门知足程控点火的要求。工艺设计要求我方应针对本工程采用可靠的方法与举措进行改造工程的设计,能达到以下设计要求:对与本工程周边似的燃烧系统改造业绩加以分析比较,鉴于自己的技术特色,提出详尽的燃烧系统改造设计方案。燃烧改造设计方案必定力争简短,防备增添过多而在实质运行中又无法推行的控制手段,不采用煤粉再燃技术。鉴于改造方案进行锅炉的热力校核计算,以考证改造保证了锅炉汽水系统和烟风系统的安全可靠运行。采用计算流体力学模型,模拟燃烧系统改造后炉膛内的风粉气流混淆、燃烧、燃烬风的混淆以及风箱配风平均性等,作为燃烧系统改造的理论与设计指导。燃烧系统的设计在控制NOx排放的同时,还应采用着火稳燃举措和防备煤粉回火举措。燃烧系统的设计和部署,应保证炉膛空气动力场优秀、炉膛出口烟气温度场平均、受热面不产生超平易高温腐化。防备火焰直接冲刷水冷壁,防备燃烧器出口及水冷壁结焦,保证锅炉安全经济运行。招标方还应供给锅炉在不同样负荷时燃烧器的优先投入方式及所采用的主要设计参数。推行炉内空气分级低氮燃烧改造时,应采用举措保证水冷壁壁面气氛在安全范围内,防备水冷壁结渣、磨损与高温烟气腐化。燃烧器的设计与部署不改变现有燃烧器的标高,燃烧器喷嘴能够上下摇动,拥有汽温调治功能,不改变现有的主、再热汽温调治模式。裸露于炉膛高温地区的一、二次风、燃尽风等喷口必定采用耐高温、耐磨损的合金资料制造,当燃烧器检修时,能够从外面进行拆装。燃烧器易磨损部件的使用寿命不低于10万小时。防腐资料的使用寿命很多于15年。(12)膨胀节的使用寿命很多于
10年。工艺改造范围我方将供给一套崭新设计和制造的、完满的燃烧改造系统。以下:
燃烧改造系统组成除少气点火装置、锅炉气枪(含点火器)外的所有燃烧器设备(煤粉管道接口、燃烧器本体、防磨喷嘴、周界风喷口、履行机构及其附件等);一、二次风(一二次风箱、一二次风喷嘴、导流板、调治挡板、履行机构及其附件等);燃烬风(燃烬风管道、膨胀节、支吊架、燃烬风风箱、导流板、调治挡板、燃烬风喷嘴、燃烬风流量测量、履行机构及附件等);水冷壁(水冷壁弯管及修整管);电气、仪表及控制(电源盘、控制柜、电缆等);隶属系统(支吊架、楼梯平台、检修起吊设备、防腐、保温设计和油漆等);其他(设计和设备供货、技术服务及培训、设备表记、安全表记)。性能要求我方保证燃烧系统的性能知足本工程的详尽要求,主要指标以下:(1)32NOx(以标态下的NO计)排放浓度不大于400mg/Nm。(2)BMCR锅炉效率不小于91%(低位热值),未燃碳热损失不大于2.0%。(3)烟气中的CO浓度不大于100μL/L。(4)不增添减温水与吹灰器的吹扫频次,且不发生炉膛结渣、水冷壁磨损与高温烟气腐化。(5)整套燃烧系统的可用率保证100%。(6)所有保温层表面的最大温度<50℃(厂址地区在25℃环境条件下)。(7)炉膛出口烟温误差<50℃。设备技术要求.1低NOx燃烧器(1)煤粉燃烧器的入口弯管处采用双金属耐磨资料,外层用Q235-A、内层用KMTBCr15MoG(FCr28),弯管厚度不低于20mm,使用寿命不小于10年。煤粉浓缩器上装有防磨陶瓷砖,整流叶片经过热办理,喷涂防磨资料。设备制造资料采用ASTM297级其他HE铸件、309SS(面向炉内高温部件)、304SS、以及碳钢等。所有的垫片、螺母、螺栓和垫圈要求现场安装。煤粉燃烧器的喷嘴能够上下摇动,参加汽温调治。依照燃烧器的标高部署,确认现有的火焰看火孔可否可用,如不能用则需从头开设火焰看火孔。.2SOFA喷嘴我方依照需要在燃烧器上部合适地址的水冷壁上开孔,用于安装新增设的分别型SOFA燃烬风喷嘴,燃烬风应拥有足够的穿透深度和覆盖广度。燃烬风配置独自的履行机构,能够使喷嘴分别在水平方向和垂直方向摇动,水平方向采用就地手动调治及远动调治,垂直方向气动远程调治;各角喷嘴应能独自调治。每只SOFA喷嘴采用气动挡板调治风量。为每角的燃烬风设独立的流量测量装置,并配有反吹打扫系统。招标方供给的燃烬风喷嘴流量测量装置,应由招标方选择确定。SOFA喷嘴裸露在炉内高温区的部件应采用耐高温合金资料制造。水冷壁开孔燃烧器标高的变化、新增设的SOFA燃烬风喷口及看火孔的地址变化等,均需要将部分水冷壁管道波折开孔。水冷壁弯管材质应与现有水冷壁管材质和尺寸相一致。水冷壁弯管束造严格保证质量,对水冷壁管材进行100%涡流探伤,并切除两头盲区(最少各200mm)所有对接焊缝进行100%射线探伤,对所有鳍片焊缝(如有)进行着色(或磁粉)探伤,在水压试验前应进行通球试验。应采用举措将改造后不用的水冷壁弯管孔洞封闭修整。现有水冷壁地区的吹灰器的标高与地址如需调整,则由我方负责。对于锅炉低NOx燃烧器改造图纸见附图31.4.2脱硝装置的整体要求脱硝装置包括所有需要的系统和设备最少应知足以下总的要求:本工程烟气脱硝部分按以下两个方案分别供给招标方案和报价:a)采用SNCR+SCR工艺,使用尿素作为脱硝复原剂。SNCR脱硝效率不低于40%,总的脱硝效率不低于80%。对于采用SNCR工艺,使用尿素作为脱硝复原剂的技术方案序言氮氧化物是燃煤电站排放的主要污染物之一,我国火电厂机组的NOx排放标准日益严格,传统的四角切圆燃烧锅炉的NOx排放浓度较高,不利于电厂的环保控制,经过燃烧系统改造降低锅炉的NOx排放浓度拥有投资和运行成本低的优点,经常被选定为锅炉氮氧化物控制的第一步手段,随后再结合烟气脱硝技术,如选择性催化复原技术(SNCR)、选择性催化复原技术(SCR)或许混淆SNCR-SCR技术,以达到最严格的NOx排放标准。我方已在江苏常州新港热电厂360t/h锅炉的低NOx燃烧改造,炉内喷氨脱硝、SNCR/SCR耦合脱硝改造等。同时我企业与浙江大学热能工程研究所合作,其有关技术已经过省科技厅组织的判断,锅炉低NOx改造项目已获取粤电企业科技进步一等奖、广东省科技进步二等奖。应用实践表示,采用SOFA复合型多功能直流低NOx燃烧技术,对NOx的降低能力可达到40~66%,燃用烟煤时NOx可降低到200~300mg/Nm3。锅炉飞灰含碳量与改造前持平,锅炉汽温汽压和专心所有达到额定值。复合型多功能SOFA低氮燃烧技术与SNCR脱硝改造技术相结合,已实现用较低的投资实现锅炉NOx排放低于180mg/Nm3。将复合型多功能SOFA低氮燃烧技术与SNCR/SCR耦合脱硝改造技术相结合,已实现用较低的投资实现锅炉NOx排放低于100mg/Nm3。同时已推行全套的SNCR、SCR脱硝技术,所以能够进行各样脱硝组合方式的技术改造。SNCR技术简介及特色2.1SNCR技术原理简介选择性非催化复原(SNCR)脱除NO技术是把含有NHx基的复原剂(如氨气、氨水或许尿素等)喷入炉膛温度为875~1150℃的地区,该复原剂快速热分解成NH3和其他副产物,随后NH3与烟气中的NO进行SNCR反应而生成N2。复原NOx的主要方程式为:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(2-1)4NH3+2NO+202→3N2+6H2O(2-2)8NH3+6NO2→7N2+12H2O(2-3)喷化学氮剂图2.1SNCR复原NOx的见解SNCR复原NO的反应对于温度条件特别敏感,炉膛上喷入点的选择,也就是所谓的温度窗口的选择,是SNCR复原NO效率高低的重点。一般认为理想的温度范围为800~1100℃,并随反应器种类的变化而有所不同样。当反应温度低于温度窗口时,由于停留时间的限制,经常使化学反应进行的程度较低反应不够完整,进而造成NO的复原率较低,同时未参加反应的NH3增添也会造成氨气泄露。而当反应温度高于温度窗口时,NH3的氧化反应开始起主导作用:4NH3+502→4NO+6H2(2-4)进而,NH3的作用成为氧化并生成NO,而不是复原NO为N2。总之,SNCR复原NO的过程是上述两类反应相互竞争、共同作用的结果。怎样采用合适的温度条件同时兼顾减少复原剂的泄露成为SNCR技术成功应用的重点。SNCR原理如2-1所示。SNCR在实验室内的试验中能够达到90%以上的NOx脱除率。应用在大型锅炉上,短期示范时期能达到75%的脱硝率,长久现场应用一般能达到30%~50%的NOx脱除率。2.2SNCR技术的优点与其他脱硝技术对照,SNCR技术拥有以下优点:a.脱硝收效令人满意:SNCR技术应用在大型煤粉锅炉上,长久现场应用一般能够达到30~50%的NOx脱除率。复原剂多样易得:SNCR技术中脱除NOx的复原剂一般都是含氮的物质,包括氨、c.d.
尿素、氰尿酸和各样铵盐(醋酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵等)。但收效最好,实质应用最宽泛的是氨和尿素。无二次污染:SNCR技术是一项干净的技术,没有任何固体或液体的污染物或副产物生成,无二次污染。经济性好:由于SNCR的反应是靠锅炉内的高温驱动的,不需要昂贵的催化剂系统,所以投资成本和运行成本较低。e.系统简单、施工时间短:SNCR技术最主要的系统就是复原剂的积蓄系统和发射系统,主要设备有储罐、泵、喷枪和必要的管路、测控设备。由于设备简单,SNCR技术的安装期短,仅需10天左右停炉时间,小修时期即可达成炉膛施工。f.SNCR技术不需要对锅炉燃烧设备和受热面进行大的变动,也不需要改变锅炉的常规运行方式,对锅炉的主要运行参数也不会有明显影响。2.3SNCR脱硝收效的主要影响要素0SNCR技术设计和应用中,影响脱硝收效的主要要素包括:1温度范围;2合适的温度范围内能够停留的时间;3反应剂和烟气混淆的程度;4未控制的NOx浓度水平;5喷入的反应剂与未控制的NOx的摩尔比-NSR;6气氛(氧量、一氧化碳浓度)的影响;7氮剂种类和状态;温度范围的选择实验表示,SNCR复原NO的反应对于温度条件特别敏感,温度窗口的选择是效率高低的重点,给出了NOx残留浓度与反应温度的关系曲线。
SNCR复原NO温度窗口取决于烟气组成、烟气速度梯度、炉型结构等系统参数。文件中报道的温度窗口差别很大,下限最低有427℃,上限最高达1150℃,最正确温度差别也很大。一般认为理想的温度范围为700℃~1000℃,温度高,复原剂被氧化成NOx,烟气中的NOx含量不减少反而增添;温度低,反应不充分,造成复原剂流失,对下游设备产生不利的影响甚至造成新的污染。由于炉内的温度散布碰到负荷、煤种等多种要素的影响,温度窗口随着锅炉负荷的变化而变动。依照锅炉特色和运行经验,最正确的温度窗口平常出现在折焰角周边的屏式过、再热器处及水平烟道的末级过、再热器所在的地区。研究发现加入其他的有些增添剂能够使NH3/NO反应的温度窗口向低温方向搬动,如图2.3所示。当前报道的增添剂包括氢气,引入的氢气变成OH使得温度窗口朝低温方向搬动;过氧化氢;一氧化碳;碳氢化合物如甲烷、甲醇、乙醇、苯酚;钠盐如NaOH、HCOONa、CH3COONa、NaNO3、Na2CO3。图2.2NOx残留浓度与反应温度的关系曲线图2.3氨中CH4增添量对温度窗口的影响合适的停留时间复原剂必定和NOx在合适的温度地区内有足够的停留时间,这样才能保证烟气中的NOx复原率。复原剂在最正确温度窗口的停留时间越长,则脱除NOx的收效越好。NH3的停留时间高出1s则能够出现最正确NOx脱除率。尿素和氨水需要的停留时间以达到有效的脱除NOx的收效。图2.4说了然停留时间对SNCR脱硝率的影响。复原剂用于SNCR脱硝工艺中常使用的复原剂有尿素、液氨和氨水。若复原剂使用液氨,则优点是脱硝系统储罐容积能够较小,复原剂价钱也最低价;缺点是氨气有毒、可燃、可爆,积蓄的安全防备要求高,需要经有关消防安所有门审批才能大量积蓄、使用;其他,输送管道也需特别办理;需要配合能量很高的输送气才能获取必然的穿透收效,一般应用在尺寸较小的锅炉和燃烧炉。若复原剂使用氨水,氨水有恶臭,挥发性和腐化性强,有必然的操作安全要求,但积蓄、办理比液氨简单;由于含有大量的稀释水,积蓄、输送系统比氨系统要复杂;发射刚性,穿透能力比氨气发射好,但挥发性仍旧比尿素溶液大,应用在墙式发射器的时候仍旧难以深入到大型炉膛的深部,所以一般应用在中小型锅炉上,若复原剂使用尿素,尿素不易燃烧和爆炸,无色无味,运输、积蓄、使用比较简单安全;挥发性比氨水小,在炉膛中的穿透性好;收效相对较好,脱硝效率高,合适于大型锅炉设备的SNCR脱硝工艺。从图2.5能够看出不同样氮剂对NOx复原率的影响,在这些NHx基复原剂中,尿素表现出最高的NO和NO2脱除效率,其次是碳酸氢铵、氯化铵、醋酸铵、草酸铵和柠檬酸铵。液氨是易燃易爆有毒的化学危险品,氨水挥发性强且输运不便;尿素运输储藏方便,在使用上比氨气和液氨安全,是优秀的NOx基复原剂,国际上SNCR常采用它。图2.5不同样氮剂对NOx复原率的影响合适的NH3/NO摩尔比NSR依照化学反应方程,NH3/NOx摩尔比应该为1,但实质上都要比1大才能达到较理想的NOx复原率,已有的运行经验显示,NH3/NO摩尔比一般控制在1.0~2.0之间,高出2.5对NOx复原率已无大的影响(见图2.6),NH3/NO摩尔比过大,诚然有利于NOx复原率增大,但氨逃逸加大又会造成新的问题,同时还增添了运行花销。可是怎样更有效地控制NH3的泄露,仍旧有待于更进一步的研究。随着氨水喷入量的增添,氨水与烟气的混淆情况有所好转,所以在高NH3/NO摩尔比值情况下获取了好的收效。在实质应用中考虑到NH3的泄露问题,应选尽可能小的NH3/NO摩尔比值,同时为了保证NO复原率,要求必定采用举措加强氨水与烟气的混淆过程。NH3/NO摩尔比NSR图2.6NH3/NO摩尔比NSR对NOx复原率的影响复原剂和烟气的充分混淆复原剂和烟气的充分混淆是保证充分反应的又一个技术重点,是保证在合适的NH3/NO摩尔比是获取较高的NOx复原率的基本条件之一。大量研究表示,烟气与复原剂快速而优秀混淆对于改良NOx的复原率是很必要的。气氛的影响合适的氧量也是保证NH3与NO复原反应正常进行的限制要素。随着氧量的增添NO复原率不断下降。这是由于存在大量的O2使NH3与O2的接触机会增添,进而促进了NH3氧化反应的进行。烟气中的O2在数量级上远大于NO,在复原反应中微量的氧可大大知足反应的需求,所以从氧量对于NO复原率的影响来看,氧量越小越有利于NO的复原,见图2.7。图2.7NOx复原率随烟气中的氧气浓度变化为了提升SNCR对NOx的复原效率,降低氨的泄露量,必定在设计阶段重点考虑以下几个重点的工艺参数:燃料种类、锅炉负荷、炉膛结构、受热面部署、过分空襟怀、NO浓度、炉膛温度散布、炉膛气流散布以及CO浓度等。SNCR技术工艺及设备3.1整体工艺SNCR系统主要包括干尿素积蓄系统、尿素溶液配制积蓄系统、在线稀释系统和发射系统四部分。尿素溶液配制系统实现尿素积蓄、溶液配制和溶液积蓄的功能,尔后由在线稀释系统依照锅炉运行情况和NOx排放情况在线稀释成所需的浓度,送入发射系统。发射系统实现各发射层的尿素溶液分派、雾化发射和计量。复原剂的供给量能知足锅炉不同样负荷的要求,调治方便、灵便、可靠;尿素积蓄区与其他设备、厂房等要有必然的安全防火距离,并在合适地址设置室外防火栓,设有防雷、防静电接地装置;尿素发射系统应配有优秀的控制系统。图3.1SNCR工艺流程图3.2系统介绍和主要设备1)干尿素积蓄系统尿素为固体颗粒物,不易燃烧和爆炸,运输与氨水液氨对照简单、安全、便。袋装尿素由汽车运输到厂停放在尿素站门口。在尿素站内设置袋装尿素库房,用于堆放袋装尿素。防潮举措采用防潮垫层保证防潮收效。采用塑料防潮垫板,即可加强尿素寄存时的通风,也可起到防潮作用。2)尿素溶液配制积蓄系统尿素溶液配制和积蓄系统能够给多台锅炉炉供给反应用的尿素溶液,对于几台锅炉来说,尿素溶液配制和积蓄系统可称为公用系统。公用系统设置一个尿素溶解罐和一个尿素溶液储罐,尿素溶解罐用于配置必然浓度的尿素溶液,尿素溶液储罐用于积蓄配料池配制好的尿素溶液,溶液从配料池到储罐通过循环泵实现。储罐内的溶液经过泵加压和在线稀释后抵达炉前发射系统。尿素溶解时需要吸取必然的热量,其溶解热为0.242kJ/g,可采用蒸汽作为溶解热源。袋装尿素经电动葫芦提升至尿素溶解罐料口上方,人工拆包后,尿素投入溶解罐。然此后自蒸汽总管的蒸汽和来自除盐水总管的水也进入溶解罐,溶解罐内设有搅拌装置以加速尿素的溶解,等到必然水位后,启动搅拌装置搅拌。配制好的尿素溶液经过滤由循环泵送入尿素溶液储罐,储罐配置了蒸汽加热设备,来保持储罐温度在25℃以上。储罐输出特定浓度的尿素溶液,该尿素溶液在储罐出口处与水混淆可配制为不同样浓度的尿素溶液以知足锅炉不同样负荷的要求,系统中设有一个尿素溶液储罐。尿素溶液储罐见图3.2,尿素溶液循环模块见图3.3。来自蒸汽总管的蒸汽和来自除盐水总管的水与尿素在溶解池内混淆,在线检测蒸汽和水的压力及流量,经过控制给水量、给汽量以及尿素给量配制必然浓度的尿素溶液,进而计算尿素溶液浓度。储罐内设有液位检测系统来控制储罐内的尿素溶液总量。图3.3尿素溶液循环模块在线稀释系统当锅炉负荷或炉膛出口的NOx浓度变化时,送入炉膛的尿素量也应随之变化,这将致使送入发射器的流量发生变化。若发射器的流量变化太大,将会影响到雾化发射收效,进而影响脱硝率和氨节余。所以,设计了在线稀释系统,用来保证在运行工况变化时喷嘴中流体流量基本不变。特定浓度的尿素溶液从储罐输出后,增添了一路稀释水混入输送管路,来稀释溶液,经过监测在线稀释水流量和尿素溶液流量来调治最后的尿素浓度以知足锅炉不同样负荷的要求。稀释水的输送经过稀释水泵来实现。见图3.4。图3.4在线稀释系统背压控制背压控制回路用于调治到各台炉的尿素溶液和稀释水的牢固流量和压力,以保证脱硝收效。所以,每台炉尿素溶液管路和稀释水管路均有背压控制回路,背压控制通过气动流量调治阀来实现。发射计量和分派装置发射区计量分派模块是一级模块,每个模块由若干个流量测量设备平易动阀门设备组成。用于精准计量和独立控制到锅炉每个发射区的反应剂流量和浓度。该模块连结并响应来自机组的控制信号,自动调治反应剂流量,对NOx水平、锅炉负荷、燃料或燃烧方式的变化做出响应,翻开或封闭发射区或控制其质量流量。见图3.5和图3.6所示。图3.5发射计量模块图3.6发射分派模块发射系统在线配制稀释好的尿素溶液将送到各层发射层,各发射层设有总阀门控制本发射层可否投运,投运的发射层则由电动/气动推进装置驱动推进。各发射层设有流量调治阀门和流量计量设备。短喷枪发射所需的雾化介质采用蒸汽或许压缩空气,长喷枪发射所需的雾化介质采用蒸汽和压缩空气。炉前雾化介质总管上设有流量压力测量,分几路通到各发射层,每个发射层的雾化介质总管设有压力调治、压力测量、流量测量,再通往各个发射器。每只发射器都配有电动/气动推进器,实现自动推进和推出SNCR发射器的动作。推进器的地址信号接到SNCR控制系统上,与开/停雾化介质和开/停尿素溶液的阀门动作联动,实现整个SNCR系统的发射器自动运行。电动/气动推进器配置就地控制柜,能够直接就地操作控制推进器进行检修和保护,同时实现SNCR自控系统的远方程控操作,并显示设备实质工作状态信号。一个就地控制柜能够控制多个推进器,每层设有一个也好多个控制柜,用以分别控制该发射层的推进器。在正常运行时,每个发射层每面炉墙上的所有发射器同进同退。多喷嘴枪发射器(长枪)用于在标准的墙式发射器不能够供给合适的覆盖的地区供给化学剂覆盖。每一个多喷嘴枪发射器配有一个伸缩机构,当发射器不使用、冷却水流量不足、冷却水温度高或雾化空气、蒸汽流量不足时,将其从锅炉中抽出。图3.7短喷枪图3.8长喷枪图3.9一面墙上的短喷枪图3.10单支短喷枪安装)SNCR自动控制系统SNCR公用系统部分采用独立的DCS控制系统,能实现炉内发射复原剂及SNCR供用系统配料的自动控制,并保证脱硝系统能跟从锅炉运行负荷变化而变化。使锅炉脱硝系统长久、可靠的安全运行。为了保证系统的可靠性和提升性价比,每台锅炉的SNCR发射系统纳入锅炉DCS控制系统中,所以每台锅炉的SNCR发射系统采用一个远程I/O站,DCS系统CPU仍采用原有DCS的CPU,工作站及系统软件也采用原有设备。在尿素站采用一套DCS控制系统分别对尿素溶液的溶解与积蓄系统进行集中督查和控制。在协助系统控制室内以彩色CRT/键盘作为主要的督查和控制手段,同时预留与DCS控制系统的通讯接口,方便在中央控制室进行督查和操作。在正常工作时,每隔一个时间段记录燃烧系统及SNCR运行工况数据,包括热工实时运行参数、设备运行情况等。当故障发生时系统将实时记录故障信息。现场操作员终端可储藏大量信息,自动生成工作报表及故障记录,储藏的信息可经过查问键查问。已成功推行SNCR的瑞明电厂控制界面见图3.11、图3.12。图3.11尿素站控制界面图图3.12发射系统控制界面图4.SNCR技术总结SNCR系统脱硝技术路线不只符合环保部技术政策的要求,也是当前脱硝技术组合中投资运行花销最省、改造工期最短、对锅炉现有燃烧系统变动最少的方案,更加重要的是,该工艺路线和主要设备在国内、已有大量成功业绩,能够完满知足安全可靠、系统优化、功能完满、不降低锅炉效率和不影响锅炉正常运行的要求。该系统可用率≥95%,其主要特色以下:1)脱硝收效令人满意:SNCR技术应用在大型煤粉锅炉上,长久现场应用一般能够达到30~50%的NOx脱除率。2)复原剂多样易得:SNCR技术中脱除NOx的复原剂一般都是含氮的物质,包括氨、尿素、氰尿酸和各样铵盐(醋酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵等)。但收效最好,实质应用最宽泛的是氨和尿素。3)无二次污染:SNCR技术是一项干净的技术,没有任何固体或液体的污染物或副产物生成,无二次污染。4)经济性好:由于SNCR的反应是靠锅炉内的高温驱动的,不需要昂贵的催化剂系统,所以投资成本和运行成本较低。
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