《炉低氮燃烧器改造工程设计说明》由会员分享，可在线阅读，更多相关《炉低氮燃烧器改造工程设计说明（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、玛纳斯发电有限责任公司#1 炉低氮燃烧器改造工程 初步设计阶段设计说明设计说明(MD1RS-J01)甘肃宏发电力工程技术有限公司甘肃宏发电力工程技术有限公司二二一二年九月一二年九月1审定：审定：审核：审核：校核：校核：编写：编写：21 锅炉设备简介锅炉设备简介新疆玛纳斯发电有限责任公司一期1号410t/h锅炉机组为武汉锅炉厂生产的WGZ410/100-型燃煤、平衡通风、悬浮燃烧，型布置，钢筋混凝土构架，悬吊结构，固态排渣、自然循环汽包炉。燃烧器为直流燃烧器，四角切圆燃烧方式，从下至上共布置三层一次风煤粉燃烧器喷口。采用钢球磨煤机中间储仓式乏气送粉制粉系统，每台锅炉配有两台磨煤机。炉膛宽1032
2、0mm，深9040mm，锅筒中心线标高44000mm，锅炉顶板梁上标高50000mm。炉膛四周由605节距80mm的鳍片管组成，前后水冷壁共分四个回路，两侧水冷壁共分三个回路，共14个回路。炉膛后水冷壁上部有深3200mm的折焰角，水平烟道的侧墙及底部分别由侧水冷壁及后水冷壁拉稀包覆而成。饱和蒸汽由锅筒进入顶棚过热器，顺序经过尾部包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器，最后由锅炉两侧引入汽轮机主蒸汽管。省煤器采用324的管子，错列排入尾部烟道，减轻飞灰磨损及烟气阻力，设计上采取额定负荷下省煤器处平均烟速不超过7.5米/秒，并在省煤器烟气进口处加装有防磨装置。与省煤器相间布置有管式空气预
3、热器，预热器采用401.5钢管密集布置。为防止积灰结焦，预备在炉膛水平烟道与折焰角下方装设10台长吹与8台炉膛吹灰器，吹灰汽源可取自锅炉锅筒自用蒸汽。2 改造方案简介改造方案简介结合锅炉低氮燃烧器改造目标以及锅炉运行现状，投标方拟采用 AESL 宽煤种适应性、低 NOx、防渣、高效洁净煤燃烧技术对招标方 1 号锅炉燃烧器进行局部改造，方案制定过程中将燃料分组和空气深度分级有机结合，将着火时机、低氮燃烧、锅炉防渣以及燃烧效率通盘考虑，具体改造方案描述如下：2.1 更换三层一次风喷嘴体，对中、上两层一次风的标高进行调整充分考虑低氮改造目标以及因低氮燃烧改造将可能导致燃烧效率下降等因素，将三层一次风
4、的喷嘴体（包括一次风方圆节、一次风方风道以及一次风喷口等）进行整体更换， #1、#3 角的小油枪燃烧器维持现有方式，只对角度进行调整，因此，3本次改造需要更换的一次风燃烧器总共为 10 只。对上一次风、中上二次风、中一次风以及中下二次风的标高进行下调，其中上一次风和中一次风的下调 300mm，同时，中上二次风下调 300mm，中下二次风下调150mm。一次风采用垂直浓淡分离形式，其中上、中两层一次风采用下浓上淡形式，下层一次风采用上浓下淡形式（对于下层一次风的#1、#3 角小油枪燃烧器，保持现有形式） 。2.2 一次风喷口进行特殊设计，力求防渣、低氮、强化着火将原设计一次风的周界风改为侧边风，
5、一次风喷口两侧的周界风通道为不对称结构设计，具体为向火侧的通流截面较小，射流方向与一次风射流方向一致，背火侧通流截面较大，且射流方向与二与一次风呈夹角布置，如图 1-2 所示。其目的是：一方面，通过改善一次风射流两侧的补气条件，防止一次风着火气流过早偏斜冲刷水冷壁，另一方面，有意让火焰中心区形成煤粉相对富集，在炉膛火焰中心形成强还原性气氛，抑制燃料型 NOX的形成，与一次风射流呈夹角的背火侧周界风气流能够有效延长熔融灰渣颗粒摔向水冷壁的路径，并使其得到及时冷却，阻止了炉膛水冷壁结焦。同时，这种布置方式能够保证靠近水冷壁的区域呈氧化性气氛，有效防止水冷壁高温腐蚀的发生。另外，通过浓淡分离装置对煤
6、粉气流进行水平浓淡分离，力求在火焰中心区形成煤粉富集的还原性气氛，靠近水冷壁区域形成氧化性气氛的差异气氛格局。一次风燃烧器喷口示意图一次风喷口采用异型齿钝体结构设计，其目的主要是增大一次风射流卷吸炉膛热烟气的能力，保证一次风射流的稳定及时着火。2.3 对二次风率进行重新分配，更换二次风挡板风箱以及各层二次风喷口，增加紧4凑燃尽风以及高位燃尽风重新对二次风率进行优化分配，增加一层紧凑型燃尽风，并在燃烧区域上部加装高位燃尽风装置，高位燃尽风占二次风率的 25%左右，这样对主燃烧区域垂直高度方向的过剩空气系数进行了重新分布，为此，将更换现有四角二次风小风门挡板风箱，以适应改造后各层二次风的重新分配和
7、控制。二次风的重新分布的主要目的为： 通过多喷口小流量的布置方式，来实现对燃烧过程的精确控制，将燃料分级和空气分级有机的结合起来，降低主燃烧区域热负荷、防止锅炉结渣的同时，遏制炉内氮氧化物的生成，实现深度低氮燃烧； 主燃烧区域与高位燃尽风中部形成合理的火焰缓冲区，防止因燃煤快速燃烧所引起的该区域烟气体积急剧膨胀以及燃烧温度过高，致使炉膛部分严重结焦。 紧凑型燃尽风，可实现低氮燃烧的同时，增加对火焰中心高度、主蒸汽温度、锅炉燃烧效率等方面的灵活调节。 加装三层高位燃尽风，能够有效调节和控制燃烧过程，保证焦炭颗粒后期燃尽率的同时，大幅度削减烟气中氮氧化物的排放。2.4 调整炉内一、二次风为反切布置
8、，高位燃尽风为对冲布置针对招标方的锅炉实际运行状况，投标方对炉内一、二次风切圆进行重新调整，炉内一二次风切圆呈大小正反切圆布置形式。即保持炉内原二次风切圆方向和大小，一次风喷口为小切圆反切布置，炉内动力场随二次风气流方向旋转，使得一次风逆向进入高温烟气，进一步加强一次风着火的稳定，同时在整个燃烧断面上，形成“风包粉”态势，稳燃、低氮、防渣、提高燃烧效率。SOFA 风按照对冲布置设计，但可以实现上下摆动，其中上下摆动角度 20 度，其功能主要是彻底实现深度分级送风、大幅度削减 NOX的生成、燃烧后期焦炭颗粒的燃尽所需风量的及时补入、调整炉膛出口烟温（主再热器温度）以及消除两侧烟温偏差。3 设计依
9、据设计依据本工程初步设计文件依据下列技术文件进行编制。53.1新疆玛纳斯发电有限责任公司#1 炉低氮燃烧器改造工程技术协议 。3.2新疆玛纳斯发电有限责任公司1 炉热力计算书 。3.3 新疆玛纳斯发电有限责任公司#1 炉摸底试验数据。3.4 武汉锅炉厂原设计关设备技术资料。3.5 投标文件所规定的设计条件及技术要求。同时，在初步设计过程中依据并参照以下标准和规范： DL/T5000 火力发电厂设计技术规程DL/T51212000 火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程DL/T51452002 火力发电厂制粉系统设计计算技术规程DL435 火力发电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程DL/T831-2002 大
10、容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型导则DL/T5028 电力工程制图标准TB13223 火力发电厂大气污染物排放标准DL/T504795 电力建设施工及验收技术规范JB/T8130.1-1999 恒力弹簧支吊架4 原始数据原始数据4.1 燃料的特性玛纳斯发电有限责任公司锅炉机组的设计煤种为烟煤，煤质特性如下表，锅炉设计用煤分析资料见表4-1； 2011年度07-12月实际使用燃煤分析表见，表4-2。表 4-1 设计煤种资料设计煤种资料序号项目符号单位设计数据备注1燃煤产地煤种乌鲁木齐铁厂沟烟煤2收到基碳Car51.283收到基氢Har3.54收到基氧Oar7.95收到基氮Nar1.066收到基硫Sar1
11、.17收到基灰份Aar24.88收到基水份War10.429收到最大水份War，max15.110空气干燥基水份Wad3.1711可燃基挥发份Vdaf3812低位发热量Qnet.arKJ/kg19951校核煤质 1881013可磨系数Kkm-1.2614灰开始变形温度t1118515灰软化温度t2125016灰熔化温度T31305表 4-2 2011 年 7 月-12 月燃用现有煤质情况序号 项 目符号单位数据1时 间-7 月12 月 2收到基碳Cy38.2446.57 7收到基灰份Ay16.3928.68 9可燃基挥发份Vr23.2528.70 10低位发热量QydwMJ/Kg18.6221
12、.984.2 锅炉主要参数表 4-3 锅炉主要设计参数表锅炉主要设计参数表序号项 目单位设计数据备注1额定蒸发量t/h4102饱和汽压力MPa11.373过热汽压力MPa9.84过热汽温度5405给水温度227高加切除时为 1586冷风温度207热风温度3418排烟温度1519锅炉效率90.29410汽包至过热器出口蒸汽压降MPa1.5711本体烟侧阻力Pa186212本体风侧阻力Pa176413水压试验状态锅炉水容积m316614运行状态锅炉水容积m3109.7 4.3 燃烧设备燃烧器为四角布置，切向燃烧，直流摆动式燃烧器，采用双切圆布置方式，假7想切圆直径分别为792和460。煤粉燃烧器的
13、设计参数见，表4-4；原燃烧器设计参数见，表4-5。表 4-4 锅炉燃烧设备数据表锅炉燃烧设备数据表序号项目单位设计数据备注炉膛（1）容积m33268.87（2）截面尺寸mmmm103209040 （3）出口烟温1132.9（4）抗爆能力Pa2.94 103（5）断面热负荷kJ/m2.h1.17107（6）容积热负荷kJ/m3.h4.601051（7）高度mm35100喷燃器（1）形式直流式（2）布置方式四角布置（3）数量只43（4）假想切圆mm-外切 792、内切 460（5）上排标高mm17540（6）中排标高mm163002（7）下排标高mm15060表 4-5 原燃烧器设计参数原燃烧器
14、设计参数名称风率风速风温阻力单位%m/smmH2O一次风2728.76099二次风75.1和周界风6924.945.9331124炉膛漏风4燃烧器喷口采用一、二次风间隔布置形式，每角分为上二次风、上一次风及周界风、中上二次风、中一次风及周界风、中下二次风、下一次风及周界风、下二次风。在中上二次风及下二次风分别装有油枪装置及点火装置，燃烧器点火方式为高能点火器柴油油枪煤粉燃烧器两级点火。制粉系统为钢球磨中间储仓式乏气送粉，每台锅炉分别配有两台磨煤机。在锅炉 1、3 号角下喷燃器已改造为小油量点火专用煤粉燃烧器(426)。5 燃烧器设计计算结果燃烧器设计计算结果表 5-1 新燃烧器设计参数新燃烧器
15、设计参数8名称风率风速风温阻力单位%m/smmH2O一次风272870100二次风59.4侧边风5.8SOFA 燃尽风6934.845331120炉膛漏风46 初步设计内容6.1SOFA 燃尽风燃烧器区域水冷壁的总体设计。6.2SOFA 燃尽风二次风道及其支吊的总体设计。6.3 主燃烧器区域改造的总体设计。6.4 二次风门挡板风箱的总体设计。7 初设文件组成7.1. MD1RS-Z01 #1 炉低氮燃烧器改造工程初步设计说明7.2. MD1RS-J0101 #1 炉燃烧器改造总图7.3. MD1RS-J0102 #1 炉 SOFA 燃尽风燃烧器区水冷壁7.4. MD1RS-J0103 #1 炉 SOFA 燃尽风风道安装总图7.5. MD1RS-J0104 #1 炉二次热风挡板风箱图
