天然氣快裝鍋爐低氮燃燒器改造總結(jié)

關(guān)鍵詞：快鍋;低氮燃燒器;改造

1 背景

達(dá)州玖源化工有限公司（以下簡稱“達(dá)州玖源”）使用的100t/h快裝鍋爐的性能特點(diǎn)為：采用美國ABB-CE公司的D型全膜式壁結(jié)構(gòu)的雙鍋筒自然循環(huán)水管組裝鍋爐，為上、下雙鍋筒縱向臥式布置，兩鍋筒之間布置有對流管束。鍋爐安置在鋼結(jié)構(gòu)的底座上，爐體側(cè)墻、頂部和后墻均為水冷壁管包覆。該型鍋爐容量大，采用2只燃燒器，其布置在用耐火絕熱材料砌成的前墻上，爐膛設(shè)計成向上膨脹。該鍋爐為正壓燃燒方式的鍋爐，使用燃燒油、氣體及液體燃料，適于輕柴油、重油、天然氣、煉廠氣、焦?fàn)t煤氣、及其他廢氣和液體，排放煙氣中NOx≤200mg/Nm3。

2 快鍋煙氣排放現(xiàn)狀

達(dá)州玖源快鍋煙氣中的氮氧化物（以NO2計）實(shí)際值為190mg/m3左右。為進(jìn)一步減少大氣污染物排放，達(dá)州玖源通過對多種煙氣治理方案的考察和交流，并進(jìn)行綜合討論和對比，結(jié)合現(xiàn)有鍋爐的實(shí)際情況，決定實(shí)施快鍋燃燒器低氮改造。

3 改造項目的實(shí)施

最終確定改造計劃為，首先完成低氮燃燒器改造和控制系統(tǒng)升級，煙氣外循環(huán)（FGR）擇機(jī)實(shí)施[1]。由燃燒器制造廠家負(fù)責(zé)快鍋低氮燃燒器改造項目。2019年11月28日，快鍋低氮燃燒器及附屬設(shè)備到達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場;2019年12月2日-2020年1月5日完成低氮燃燒器改造項目施工。

4 低氮燃燒器系統(tǒng)運(yùn)行

4.1 快鍋烘爐

因更換燃燒器后，快鍋爐墻的澆注料進(jìn)行了更換，因此需要對快鍋爐膛進(jìn)行烘爐。鍋爐具備烘爐條件后，2019年12月26日17：48開始按《快裝鍋爐烘爐方案》進(jìn)行烘爐，29日23：00升至250℃后無法繼續(xù)升溫，按250℃恒溫烘爐，31日17：15停止烘爐，自然降溫。

2020年1月12日19：00引天然氣入界區(qū)置換至快鍋天然氣管道，20：46 1#燃燒器點(diǎn)火運(yùn)行，20：49 2#燃燒器點(diǎn)火運(yùn)行，快鍋烘爐，爐膛出口煙溫控制320℃恒溫后，進(jìn)入正常開車程序。

4.2 低氮燃燒器調(diào)試

2020年1月6日至12日改造項目完成“三查四定”內(nèi)容整改和快鍋系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試。1月13日10：25至16：00燃燒器制造單位工程師到生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行快鍋低氮燃燒調(diào)試，情況如下：①快鍋不同負(fù)荷下的煙氣中NOx折算后濃度均<80mg/m3;②調(diào)試期間快鍋蒸汽產(chǎn)量最高96t/h（蒸汽壓力5.86MPa、溫度458℃）。因快鍋調(diào)試期間，省煤器進(jìn)水溫度為54-76℃，未達(dá)鍋爐設(shè)計溫度104℃以上，對蒸汽產(chǎn)量有一定影響。

4.3 低氮改造前后運(yùn)行對比分析

因快鍋低氮燃燒器改造前后的運(yùn)行參數(shù)和消耗情況進(jìn)行收集期間，裝置處于正常生產(chǎn)狀態(tài)，為防止裝置大幅度波動，未對快鍋進(jìn)行額定滿負(fù)荷測試。

改造前選取2019年11月16日至19日快鍋蒸汽產(chǎn)量85～90t/h;改造后選取2020年2月10日至13日快鍋蒸汽產(chǎn)量約85t/h。同等負(fù)荷下對比分析結(jié)果如下：

從表1看出，改造后，同等負(fù)荷運(yùn)行對比，爐膛進(jìn)風(fēng)量增加，風(fēng)機(jī)電流、爐膛出口煙壓、過熱器出口煙溫、省煤器出口煙溫（高于設(shè)計值130℃）等參數(shù)上漲，熱量損失，導(dǎo)致噸蒸汽耗天然氣、耗電均上漲。

5 改造后的效果

5.1 快鍋蒸汽質(zhì)量和水質(zhì)情況

快鍋水質(zhì)及蒸汽質(zhì)量情況執(zhí)行GB/T 12145-2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。如下：

5.2 排放情況

裝置正常生產(chǎn)后，對快鍋煙氣進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果見表3：

從上表可知，快鍋燃燒器低氮改造后，氮氧化物（以NO2計）排放含量可以達(dá)到<80mg/m3，滿足GB 13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中天然氣鍋爐的排放標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 改造前后關(guān)鍵參數(shù)對比

6 運(yùn)行期間存在問題及改進(jìn)措施

快鍋?zhàn)?020年1月12日完成改造后點(diǎn)火開車，運(yùn)行能耗有所上漲。快鍋蒸汽產(chǎn)量87.5t/h工況下，天然氣消耗為92.2Nm3/t;電耗為9.0kW·h/t。在鍋爐蒸汽產(chǎn)量大于約86t/h后，風(fēng)機(jī)B-301A/B電流超額定電流（11.7A），長時間運(yùn)行存在隱患。改進(jìn)措施：待燃燒曲線調(diào)整后，再對風(fēng)機(jī)電機(jī)能力進(jìn)行評估。

7 結(jié)語

快鍋實(shí)施低氮燃燒器改造后，投入生產(chǎn)使用，運(yùn)行穩(wěn)定，各項環(huán)保數(shù)據(jù)運(yùn)行良好，達(dá)到了環(huán)保減排的效果。未改造前煙氣氮氧化物濃度為200mg/m3左右，標(biāo)干流量為100000Nm3/h，改造后氮氧化物濃度為70mg/m3左右，按年運(yùn)行8000h計算，每年可減少氮氧化物排放104t。雖然鍋爐能耗略有上漲，還需待快鍋停爐時對燃燒曲線進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，但該項目具有良好的社會效益。綜上所述，快鍋此次低氮減排改造達(dá)到了預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王憲輝，李鐘.燃?xì)忮仩t低氮改造技術(shù)探討[J].山西建筑，2017，43（5）：203-204.

作者簡介：

孫志剛（1977- ），男，助理工程師，從事化工生產(chǎn)技術(shù)管理工作。