協(xié)鑫太倉(cāng)港電廠低氮及微油改造概述

太倉(cāng)港協(xié)鑫發(fā)電有限公司 陳春雷

摘要：為了適應(yīng)公司對(duì)點(diǎn)檢工程師的培訓(xùn)需要，提高點(diǎn)檢工程師的設(shè)備管理水平，利用4臺(tái)300MW鍋爐負(fù)責(zé)低氮(微油)和空預(yù)器改造項(xiàng)目，深入研究了鍋爐燃燒系統(tǒng)和風(fēng)煙系統(tǒng)。并對(duì)其他系統(tǒng)進(jìn)行了學(xué)習(xí)，了解設(shè)備結(jié)構(gòu)，并熟悉檢修標(biāo)準(zhǔn)和檢修規(guī)程。

關(guān)鍵詞：低氮燃燒器;微油點(diǎn)火;改造

0引言

太倉(cāng)港協(xié)鑫發(fā)電有限公司始建于2002年，目前全廠共運(yùn)營(yíng)機(jī)組4臺(tái)，分別為 330MW×2和320MW×2機(jī)組。2011年，為配合公司4臺(tái)300MW級(jí)機(jī)組脫硝改造，執(zhí)行低氮燃燒器和微油點(diǎn)火改造，旨在降低爐膛出口氮氧化合物含量和降低啟機(jī)過(guò)程中的燃油用量，起到節(jié)能環(huán)保的作用。

1改造項(xiàng)圈及范圍

1.1主燃燒器區(qū)一二次風(fēng)組件(二次風(fēng)噴口、一次風(fēng)噴口、一次風(fēng)噴嘴體、一次風(fēng)入口彎頭)

①更換全部一二次風(fēng)噴嘴體、BCDE層一次風(fēng)噴口彎頭，A層彎頭內(nèi)側(cè)背弧貼補(bǔ)陶瓷;

②新增貼壁風(fēng)噴嘴，防止四角燃燒器周圍結(jié)焦; 更換一次風(fēng)噴口16件，二次風(fēng)噴口32件，貼壁風(fēng)噴口24件，一次風(fēng)噴嘴體16套，一次風(fēng)彎頭16件。

1.2新增高位燃盡風(fēng)系統(tǒng)(燃盡風(fēng)管道、膨脹節(jié)、燃盡風(fēng)風(fēng)箱，擋板風(fēng)箱、燃盡風(fēng)噴嘴、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及附件等)

單臺(tái)凈重約7噸，靠水冷壁管排支撐重量，無(wú)新增吊架。每臺(tái)燃燒器水冷壁管排在安裝前均做通球試驗(yàn)，通球要求使用木球(堵塞后方便烘烤清除)，球徑為管道內(nèi)徑的60%。通球合格率100%，通球后必須清點(diǎn)木球數(shù)量。

為便于安裝和對(duì)口，每臺(tái)燃燒器水冷套左右各多割除一根。各臺(tái)爐焊口如下：6號(hào)爐(2+20)×4×2=176個(gè);5號(hào) 爐(2+20)×4×2+10=186個(gè);4號(hào)爐(18×2+20×2+8)×2=168個(gè);3號(hào)爐(18×2+20×2+8)×2=168個(gè)。其中5號(hào)爐對(duì)口錯(cuò)位，重新配管10根，增加焊口10道。

1.3水冷壁(燃盡風(fēng)區(qū)域四角水冷壁管排割除和焊接)

水冷壁管排規(guī)格為∅45×5.4 20G內(nèi)螺紋無(wú)縫鋼管，管排對(duì)口焊接采用雙氬弧焊，焊口100%進(jìn)行X射線檢測(cè)。不合格焊口采取挖補(bǔ)處理，要求檢測(cè)合格率100%。鰭片焊接采用雙面滿焊，鰭片規(guī)格為12×520G。

1.4附屬系統(tǒng)(支吊架、樓梯平臺(tái)、檢修起吊設(shè)施、防腐、保溫設(shè)計(jì)等)

改造共涉及兩層4道平臺(tái)通道移位，上層平臺(tái)外翻至鍋爐支撐外側(cè)，5、6號(hào)爐取消下層內(nèi)側(cè)平臺(tái)(有外側(cè)平臺(tái))，3、4號(hào)爐下層平臺(tái)外翻(無(wú)外側(cè)平臺(tái))。低氮改造，水冷壁爐墻位置采用3層50mm保溫棉+彩鋼瓦，風(fēng)箱部位采用4層50mm保溫棉+彩鋼瓦。微油點(diǎn)火油管道為不銹鋼管，進(jìn)行黃色標(biāo)刷油處理，一遍底漆，兩邊黃色面漆;暖風(fēng)器和相應(yīng)蒸汽熱風(fēng)管道按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行隔熱保溫。

1.5改造區(qū)域水冷壁管屏吹灰器和觀火孔讓管全部拉直 各臺(tái)爐拉直管數(shù)量：6號(hào)爐三層全部拉直，共取消吹灰器18臺(tái)，觀火孔12個(gè)，拉直管道60根，涉及焊口120道;3、4、5號(hào)爐備取消吹灰器18臺(tái)，觀火孔8個(gè)，拉直管道52根，涉及焊口104道。焊接工藝和四角燃燒器管排相同。

1.6微油點(diǎn)火取油點(diǎn)為鍋爐爐前燃油系統(tǒng)進(jìn)油母管電動(dòng)調(diào)門和手動(dòng)門之間，微油母管設(shè)置兩臺(tái)大過(guò)濾器;支管至四角各設(shè)置兩臺(tái)小過(guò)濾器，由軟管和微油油槍進(jìn)行連接。

1.7各臺(tái)鍋爐A磨煤機(jī)增設(shè)暖風(fēng)器系統(tǒng)，用于冷態(tài)起磨，因現(xiàn)場(chǎng)鋼架結(jié)構(gòu)需要，5、6號(hào)爐暖風(fēng)器安裝于A磨煤機(jī)處6.3米層平臺(tái)上，3、4弓爐暖風(fēng)器懸掛于A磨煤機(jī)處6.3米層平臺(tái)下部。

2改造原理及達(dá)到效果

2.1低氮改造

2.1.1燃燒器設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

①燃燒器布置在四角上，為四角切圓燃燒系統(tǒng);

②采用上下濃淡\左右濃淡空間組合濃淡分離技術(shù)。

2.1.2降低NOX排放技術(shù)

通過(guò)采用雙尺度低NOX切向燃燒系統(tǒng)來(lái)滿足NOX排放小于200mg/Nm3(公司實(shí)際達(dá)到170 mg/Nm3)(02=6%)的指標(biāo)，主要采用以下技術(shù)措施：

①緊湊燃盡風(fēng)( CCOFA)，燃燒器最頂上兩層就定義為CCOFA層;

②水平擺動(dòng)的分離燃盡風(fēng)( SOFA)，本次改造增加四層與主燃燒器分離的二次風(fēng)噴嘴，其中一層備用，調(diào)整靈活性增加;

③采用貼壁風(fēng)分級(jí)燃燒技術(shù);

④一次風(fēng)采用空間濃淡組合技術(shù);

⑤采用實(shí)現(xiàn)精確配風(fēng)的分區(qū)優(yōu)化調(diào)試方案。

2.1.3四角的主燃燒器噴嘴擁有各自的擺動(dòng)連桿。通過(guò)搖臂裝置和主連桿由擺動(dòng)氣缸裝置驅(qū)動(dòng)上、下擺動(dòng)各20度，二次風(fēng)噴嘴可上、下擺動(dòng)備30度，頂部手動(dòng)二次風(fēng)噴嘴可上擺動(dòng)30度、下擺動(dòng)50度，在鍋爐運(yùn)行中，通過(guò)燃燒器擺動(dòng)可以調(diào)節(jié)再熱器溫度。燃燒器噴嘴擺動(dòng)的控制接入DCS系統(tǒng)，方便監(jiān)視和操作。

同時(shí)，在主風(fēng)箱上部布置SOFA風(fēng)箱，包括4層分離燃盡風(fēng)( SOFA)噴嘴。每組SOFA噴嘴通過(guò)執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)日J(rèn)實(shí)現(xiàn)整體上下30度的擺動(dòng)，控制煤粉在爐膛合適高度位置完全燃燒，而降低NOX排放。同時(shí)可通過(guò)另一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分別實(shí)現(xiàn)水平方向10度的調(diào)節(jié)(左右擺動(dòng))。這種左右援動(dòng)調(diào)節(jié)是手動(dòng)的機(jī)械調(diào)節(jié)，可以在燃燒器組件外部進(jìn)行二無(wú)需停機(jī)或停燃燒器層。采用可水平擺動(dòng)的SOFA涉及，能有效調(diào)整燃盡風(fēng)和煙氣的混合過(guò)程，降低飛灰含碳量和一氧化碳( CO)含量，并能降低爐膛出口煙溫偏差。

2.2微油點(diǎn)火

2.2.1微油點(diǎn)火系統(tǒng)整個(gè)改造由微油煤粉燃燒器、送粉系統(tǒng)、高能氣化油槍、燃油系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)、一次風(fēng)加熱暖風(fēng)器系統(tǒng)、氣膜冷卻風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等系統(tǒng)組成。

2.2.2微油點(diǎn)火燃燒器工作原理

微油氣化油槍與高強(qiáng)度油燃燒室配合，燃燒后形成溫度很高的油火焰。高溫油火焰引入煤粉燃燒器一級(jí)燃燒區(qū)，當(dāng)濃相煤粉通過(guò)氣化燃燒高溫火焰時(shí)，煤粉溫度急劇升高、破裂粉碎，釋放出大量的揮發(fā)份，并迅速著火燃燒;已著火燃燒的濃相煤粉在二次室內(nèi)與稀相煤粉混合并點(diǎn)燃稀相煤粉，實(shí)現(xiàn)了煤粉的分級(jí)燃燒，燃燒能量逐級(jí)放大，達(dá)到點(diǎn)火并加速煤粉燃燒的日的，大大減少煤粉燃燒所需引燃能量。滿足了鍋爐啟、停及低負(fù)荷穩(wěn)燃的需求。

氣膜冷卻二次風(fēng)主要用于保護(hù)噴口安全，防止結(jié)焦燒損及補(bǔ)充后期燃燒所需氧量。

新增暖風(fēng)器熱源取自輔汽聯(lián)箱(5、6號(hào)爐取自鍋用小輔汽聯(lián)箱，3、4號(hào)爐取自輔汽至爐用輔汽聯(lián)箱母管)，一次風(fēng)取自一次風(fēng)杌出口冷風(fēng)母管，加熱后供A磨啟動(dòng)，待空預(yù)器出口一次風(fēng)溫度達(dá)到可增加給煤機(jī)出力要求溫度后再逐步增加給煤量，提高爐膛溫度，并可逐漸關(guān)閉暖風(fēng)器蒸汽閥。經(jīng)試驗(yàn)，微油點(diǎn)火系統(tǒng)可減少冷態(tài)起機(jī)燃油用量90%，降低冷態(tài)起機(jī)總費(fèi)用50%以上。

3改造小結(jié)

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)一年，累計(jì)4臺(tái)鍋爐的改造項(xiàng)目總負(fù)責(zé)的學(xué)習(xí)和研究，筆者從鍋爐四管、燃燒器原理、制粉系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)等多方面得到了鞏固，進(jìn)一步掌握了安全、質(zhì)量和進(jìn)度控制的關(guān)鍵要素。本輪改造為公司環(huán)保節(jié)能做了很好的鋪墊和引導(dǎo)，為公司下一步超低排放改造工作奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。