（宁波光耀热电有限公司 315400 ）
摘要：为了控制大气污染，并且保证火力发电的稳定性，我国需要打造以低氮锅炉燃烧为改进目标的新兴火力发电系统。火力发电锅炉设备低氮燃烧改造项目的研究有利于促进低氮发展，加快能源产业的布局调整。因此，项目施工管理是为了保证改造建设项目稳定和高质量的关键。本文分析和总结了宁波光耀热电厂循环流化床锅炉低氮改造过程中的设计和运行中如何控制氮氧化物的生成。
关键词：低氮优化 改造 防磨 锅炉效率 控制
一 引言：
随着火电机组改造完成及火电上网量逐年下降，燃煤量呈现逐渐降低趋势，那么天然气的消耗量将随之增长，天然气燃烧很可能成为氮氧化物污染的主要来源。用天然气取代煤，最可能产生的问题就是氮氧化物污染，这些污染是可以通过低氮技术改造尽量避免的。
光耀热电公司＃1锅炉2016年12月20日
制造厂：无锡华光锅炉股份有限公司 型式：循环流化床锅炉
额定蒸发量：75t/h 出口蒸汽压力：5.3MPa 过热蒸汽温度485℃
改造时间：2016-09-08——2016-12-3 改造耗时 3个月
二 改造维修费用：约400万
计划： 370万实际：400万
二、小修前后主要运行技术指标：
三 改造部位:炉膛受热面改造
1、水冷屏系统
为了降低NOx的生成主要措施就是要控制床温，在炉膛内布置二片“水冷屏”，起降低床温的作用。从原下降管上引出Φ133×6管子接到水冷屏下集箱。原锅炉侧墙水冷壁上集箱中间一根与锅筒连接的管子取消。取消的这二根管子在汽包上的管接头，作为与水冷屏上汽水连接管的管接头。每片水冷屏上集箱引出一根Φ159×6的汽水连接管引到汽包上。
经计算，管子规格为Φ51×5，管子材料为20G/GB5310，每片16计规范。汽水连接管与水冷壁、水冷屏的截面比满足设计规范。
根管子。集中下降管、分散下降管与水冷壁、水冷屏的截面比满足设
2、过热屏系统
低氮改造后床温下降（880~900度），由于床温的下降会影响主蒸汽的温度，为保证锅炉本体改造后的主蒸汽温度，在炉膛中布置二片“过热屏”。管子规格为Φ51×5，管子材料为SA-213M T91，每片13根管子。过热屏出口引进一个蒸汽集箱后，再通过连接管接入原汇汽集箱。经计算，过热屏的设计满足设计规范，能够达到改造目的，使主蒸汽温度满足运行要求。
3、燃烧装置：
原锅炉的布风板设置的是钟罩式风帽，本次锅炉改造时，采用本公司最新型低氮燃烧专用风帽，控制风帽的开孔率以减少一次风流化风量。控制氧量，减少NOx原始生成量。
4、分离及返料装置
CFB低氮燃烧本体改造，最关键是对高温分离器的改造，提高分离器的分离效率，保证炉膛中的灰浓度，降低床温、降低氧量，进而降低NOx的原始排放量。本次锅炉低氮燃烧本体改造，对分离器进口段重新进行了设计，缩小进口段的宽度，提高进口处的烟气流速。
对分离器中心筒进行改造，本次改造将中心筒设计成偏心结构，同时调整中心筒的直径，改造后可大大提高分离效率，中心筒固定方式采用吊挂式，可以有效的防止在运行中因膨胀问题而使筒体变形。
本次锅炉改造中，分离器进口段改造成“下倾式”，以提高分离器的分离效率。
炉前返料装置改造：为返料装置下部的风箱，将返料风、松动风分隔开，流化风机采用罗茨风机，改造后可以让返料更加顺畅稳定，保证不反窜。另外第二级返料装置拆除。
5、一、二次风系统
本次改造设计中，重点考虑，降低NOx原始排放量，为此采取如下措施：
A．改变一、二次风比例，由原来的60：40%改为50：50%，既加大二次风量，减少一次风量，以强化循环床锅炉分级燃烧的强度。
B．原锅炉后墙下层二次风喷口保留，风源接一次风机。运行时调整风门开度来控制风量的大小。
C．原锅炉两侧墙二次风喷口全部堵掉；前墙、后墙的中层及上层二次风喷口全部堵掉。
D．在距布风板高度约2.8m处增加一层二次风喷口，风源接二次风机。
E.新增加的二次风风管，管径改为Φ219，以减少风管阻力。
6、过热器系统
高温过热器不做改造，为保证改造后的主蒸汽温度不变，炉膛内增加两片过热屏。
低温过热器上管组不变，低温过热器下管组拆掉；包墙管高度方向相应切割去约5500mm，包墙管下集箱向上抬约5500mm。
增加二级喷水减温器：本次改造时，设计制造二级喷水减温器。改造后的过热器系统由包墙管、一组低温过热器、喷水减温器、一套蒸汽连接管、一组高温过热器、二级喷水减温器、过热屏等组成。
7、省煤器系统SCR空间设计
锅炉上级省煤器重新设计，还是采用膜式省煤器结构，为了保证“SCR”脱硝温度窗口，减少了上级省煤器管组纵向排数；工地上也可利用原炉子的上级省煤器，按改造图纸进行改制。下级省煤器重新设计并制造，采用光管错列省煤器。烟气冲刷的第一、二排管子上设置了防磨罩；所有弯头设置防磨罩。
通过增加尽可能过的省煤器面积，尽量把锅炉出口的排烟温度降低到120℃左右。
四 改造工程工作评价：
此次1#炉改造工程中，工作量较大、工期紧、涉及改造内容多。为了确保安全前提下，抓质量、抓进度。而且需要施工单位配合按工艺要求，分段交叉作业，协调工作繁重。在各级领导的指导下，部门以锅炉新建项目标准落实到人、材料到位，加上现场调配合理现已改造完毕后投入运行。
五 改造工程总结：
改造前1#锅炉带负荷能力较差，最高负荷63 t/h，床温1000℃，炉膛含氧量7%，排烟温度158℃，尾部氮氧化物原始值排放超过500 mg/m3。改造后1#炉带负荷能力提升明显，最高负荷80t/h，床温920℃，炉膛含量量2.2%，排烟温度140℃，尾部氮氧化物原始值排放超过130 mg/m3。
改造后在锅炉负荷55吨情况下锅炉原始Nox排放130mg/m3左右。锅炉负荷65吨情况下锅炉尾部氮氧化物浓度折算后在120mg/m3左右。锅炉负荷75吨情况下锅炉尾部氮氧化物浓度折算后在100mg/m3左右。锅炉负荷80吨情况下锅炉尾部氮氧化物浓度折算后在125mg/m3左右。锅炉炉膛含量能控制在2%。改造后锅炉一次风机电流下降20%，引风机电流下降10%，煤耗下降10%。投用SNCR后尾部锅炉尾部氮氧化物浓度折算后40 mg/m3以下。
六 结论：
通过低氮燃烧改造（包括优化目前SNCR系统），在SNCR投运下达到NOX排放折算浓度不大于50 mg/Nm3的标准，改造后循环流化床锅炉能获得更优异的运行技术指标,飞灰含碳量有效减少，炉渣含碳量大大降低，烟气一氧化碳含量能有效降低,锅炉热效率及煤汽比不低于改造前明显提升,改造后，锅炉密封良好无泄漏，锅炉年运行时间提升10%，改造部分连续正常运行时间提升10%，能优化现有SNCR脱硝系统，保证脱硝效率≥75%，NH3逃逸量控制在15ppm以下。低氮改造完成后，锅炉辅机功率提升并运行稳定；烟气NOx排放值能够达到国家和地方最新超低排放指标；有效降低了噪声(不大于80dB(A))。
论文作者:傅斌
论文发表刊物:《科技新时代》2018年6期
论文发表时间:2018/8/9
标签：锅炉论文; 省煤器论文; 水冷论文; 炉膛论文; 氧化物论文; 尾部论文; 蒸汽论文; 《科技新时代》2018年6期论文;