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1、 电力安全技术 第 18卷 (2016年第 7期 ) 300 MW亚临界锅炉低氮燃烧器改造 闫福岐 (山西兆光发电有限责任公司，山西 霍州 031400) 摘 要 对某电厂 2 300 MW机组亚临界自然循环汽包炉炉内低氮燃烧器改造方案进行详细 阐述，并对改造前后效果进行对比分析，找到既节约成本，又行之有效的低氮燃烧器改造途径，达 到了保证锅炉安全、环保、经济运行的目的。 关键词 亚临界锅炉；低氮燃烧器；烟气流量；燃烬风 0 概述 热量分别为 15.77 MJ/kg， 14.9 MJ/kg；全硫分 别为 1.05 %， 1.21 %。本次燃烧器改造设计性能 参数要求如表 1所示。 某电厂 23
2、00 MW机组配套锅炉为上海锅炉 厂有限公司生产的 SG-1065/17.5-M875型、亚 临界、一次中间再热、自然循环汽包炉，采用 型 布置、固态排渣、单炉膛、平衡通风、全悬吊结 构，最大连续出力为 1 065 t/h。 2005年 7月投产。 锅炉采用四角切圆直流燃烧器，布置在炉室下部四 角处。每个角燃烧器共由 6只煤粉喷嘴、 9只二次 风喷嘴和 2只 OFA风喷嘴组成，各喷嘴均设二次 风调节挡板及执行机构。该锅炉运行中 NOX排放 量为 550-850 mg/Nm3(干基， 6 % O2，按折算成 NO2浓度计算 )，无法满足最新的 GB 132232011 火电厂大气污染物排放标准，
3、需进行脱硝改造。 因炉内低氮燃烧器技术改造和烟气脱硝改造相互配 合的成本低，效果好，可有效降低锅炉 NOX排放， 因此决定对炉内燃烧器进行低氮燃烧器改造。 2 燃烬风及其风道改造设计 2.1 改造方法 (1) 原锅炉主燃烧器基本保持不动，为保证周 界风速，同时防止水冷壁结焦及高温腐蚀，将每层 周界风喷口左侧加堵 1/8，喷口位置保持原设计， 采用 水平浓淡分离燃烧技术。为满足二次风速，同 时防止水冷壁结焦及高温腐蚀，不影响大渣含碳量， 将每层二次辅助风喷口 (除 AA层风门 )左侧加堵 20 %，为了控制大渣含碳量 AA层风门截面积不变。 二次风风门及执行机构保持不变。取消主燃烧器四 角紧凑型
4、燃烬风 (COOFA1， COOFA2)，喷口采用 耐火可塑性封堵，原设计风道暂保留。 (2) 在主燃烧器上方增设 2组高位燃烬风 (SOFA)，每组燃烬风设置层喷嘴，喷嘴垂直方 向不摆动；水平方向冷态调整后，外面采用销轴固 定死，热态不摆动。总燃烬风量占总风量比例为 1 燃烧器改造设计性能参数要求 该锅炉燃用设计煤种、校核煤种收到基低位发 环境温、湿度相关分析 J高电压技术， 2012， 38(4)： 885-891. 收稿日期 ： 2015-09-10； 修回日期 ： 2016-03-04。 作者简介 ： 9 袁 检，张建荣，吴经锋，等复合绝缘子憎水性机理 分析 J绝缘材料， 2002，
5、37(2)： 20-22. 10 罗 兵，饶 宏，黎小林，等直流复合绝缘子不均 匀污秽闪络特性研究 J高电压技术， 2006， 32(12)： 133-136. 汪 洋 (1988-)，男，工程师，主要从事输电线路运维检修工 作， email:。 王志明 (1972-)，男，高级工程师，主要从事输电线路运维检 修工作。 36 第 18卷 (2016年第 7期 ) 电力安全技术 28 %；根据计算，喷嘴规格为 660 mm500 mm， 喷嘴垂直不摆动，水平摆动 15 ；燃烬风喷头处 的弯管需要加均流板，使燃烬风量均匀进入。主燃 烧器最上一层一次风喷口中心线标高为 27 420 mm， 第 1层
6、改为燃烬风标高为 33 420 mm，第 2层 高 位燃烬风标高为 36 420 mm，最上层 SOFA风喷 口上沿标高为 36 920 mm，距分隔屏屏底 (标高为 45 820 mm)8 900 mm。 调整的灵活，保证锅炉飞灰含碳量和 NOX排放量。 (5) 炉膛吹灰器改造共涉及 24支，因引接风 道后工作环境温度高而将 18支吹灰器执行机构向 锅炉外侧加长 1 m;6支吹灰器向下移 4 m；吹灰器 气源管路、输水管路需要根据现场实际需要移位； 吹灰器旁看火孔取消。 (6) 热控部分改造涉及燃烧器风门执行机构的 选型及安装，控制电缆和电源电缆的敷设、接线， 电子间控制卡件及分线板的安装，
7、硬件和软件逻辑 修改、调试，电缆移位及重新敷设、接线等工作。 (7) 改造范围内钢结构、楼梯、平台、膨胀梁 要满足安全运行要求，走向在现场确定，改动量 要尽可能小。其中：标高 31 000 mm和 34 300 mm 的左右侧水冷壁原有刚性梁 (600 mm200 mm)拆 除，用滑架结构取代，这样既保证水冷壁原刚性又 不会增加风道阻力；平台、楼梯根据现场实际以满 足检修和巡检需要进行改造。 表 1 燃烧器改造设计性能参数要求 项目 符号 q4 设计煤种 校核煤种 固体不完全燃烧热 损失， % 1 1 炉膛出口过剩空气 系数 L BP 1.25 178.5 1.2 改造后空气特性 参数 锅炉计
8、算耗煤量， t/h 186.5 进入炉膛总风量， Nm/s 3 V 1 079.21 1 110.64 一次风率， % 炉膛漏风率， % 二次风率， % R1 R 23.278 5 23.278 5 R2 72.722 72.722 (8) 改动区域的保温材质、厚度设计要充分考 虑吹灰器运行以及电缆防护的要求。 燃尽风占二次风量的 比率， % Ro Rzj 28 18 28 18 周界风占二次风量的 比 率， % 2.2 新增高位燃烬风燃烧器要求 改造后风率和风 量的分配参数 2.2.1 低氮燃烧器 SOFA改造性能要求 一次风温， 二次风温， t1 t2 75 75 326 326 (1)
9、燃烧器改造后，在 80 %-100 % BMCR工 况下省煤器出口 NOX排放浓度小于 350 mg/Nm3; 一次风量， m 二次风量， m 燃尽风量， m 周界风量， m 3 3 3 3 /s /s /s /s V1 248.03 777.22 245.63 147.81 26.65 45.31 46.52 35.11 255.15 799.96 251.49 155.05 27.35 46.45 47.63 36.83 V2 在 40 %-80 %工况下不高于 450 mg/Nm(以 NO2 3 计，折算 6 % O2)。 Vo Vzj W1 W2 Wo (2) 锅炉最低不投油稳燃负荷
10、40 % BMCR。 (3) 锅炉主、再热蒸汽温度达到额定值，过热 器减温水量不高于改造前实际运行值 65 %，再热 器正常运行减温水量为 0。 一次风速度， m/s 二次风速度， m/s 燃尽风速度， m/s 周界风速度， m/s 一次风喷口面积， m 根据 重新分配的 燃烧器各喷口风 量，得出各层一 二次风喷口面积 和设定出口风速 Wzj 2 F1 9.45 (4) 改造后，通过适当的燃烧调整，可使飞灰 含碳量的增加值控制在改造前实际运行值的 30 % 以下，飞灰可燃物不大于 2.0 %。 二次风喷口面积， m2 F2 17.96 5.28 4.21 燃尽风喷口面积， m 2 Fo 周界风
11、喷口面积， m 2 Fzj (5) 炉膛出口两侧烟温偏差不高于原设计值。 (6) 改造后或加固后设备的承重能力要符合原 设计要求。 (3) SOFA风道布置：在锅炉左右侧二次 风主箱顶部各引接 2个 SOFA风风道，根据计 算，风道截面尺寸为 1 500 mm2 000 mm；风 道内装设隔板将风道一分为二，分别为上下 2 层 SOFA风喷口配风；下部 SOFA风截面尺寸 为 1 500 mm900 mm，上部 SOFA截面尺寸为 1 500 mm1 100 mm。 (7) 炉膛内无结渣、结焦和高温腐蚀，以有效 保护锅炉水冷壁，避免水冷壁由于热负荷不均导致 超温爆管的事故及受热面冲蚀。 (8)
12、 燃烧器用耐热和耐磨材料，保证在 3年内 不发生损坏。 (4) SOFA风喷口涉及到的水冷壁改造，采 用 上下 2层独立的 “8” 字形水冷套结构，确保燃烧 (9) 燃烧器改造后具有良好的煤种适应性，能 长期安全稳定运行。 37 电力安全技术 第 18卷 (2016年第 7期 ) 2.2.2 低氮燃烧器制造要求 15 摆动设计。 (1) 在锅炉四角标高 32 920 mm至 36 920 mm 处，割除切角水冷壁，安装 SOFA燃烧器；原则 上水冷壁开孔上下不大于 5 000 mm。 (5) 燃烧器入口拐角角度依据主燃烧器角度制 造，确保安装风道与燃烧器入口处配套；针对燃烧 器侧面进风问题，内
13、部采 用圆滑过渡，防止燃烧器 进风不均匀，并在进风道加装导流板。 (6) 高、低位燃烧器总的水准套高度控制在 5 000 mm，宽度控制在 1 386 mm。 (7) 高、低位燃烧器之间控制在 1 000 mm范 围内。 (2) 低氮燃烧器采用铸造工艺，材质为 ZG30Cr25Ni20NRe，壁厚为 12 mm；壳体采用 10 mm Q235钢板制作；内部导流板采用 12 mm SUS304钢板制作。执行机构为手动，确保转动灵 活无卡涩现象。风门采用 Q235钢板制作，外壳厚 度 10 mm，挡板厚度 12 mm。 (8) 燃烧器每个喷口，分成 3层，每层 4格， 共分成 12格。 (3) 四
14、个角燃烧器加工为 2种： 1号、 3号角 为 1种， 2号、 4号角为 1种。 (9) 燃烧器与风道使用法兰连接，确保稳定性 和严密性。 (4) 燃烧器进风道方向为侧向进风，宽度 1 500 mm，高度可灵活掌握，但单个燃烧器的高 度控制在 2 000 mm。燃烧器挡板顺着进风方向打 开，有 10 %的限位装置，防止挡板关闭过严烧损 燃烧器喷口；燃烧器按照水平方向和垂直方向均能 3 改造效果 如表 2所示，从 2013年 7月开始，利用脱硝 表 2 低氮燃烧器改造前后效率实验数据对比 1号锅炉 2号锅炉 2号锅炉 (改造前 ) A B A B A B 测试时间 测试负荷， MW 2014-01
15、-23至 2014-01-24 2013-10-19至 2013-10-20 2012-01-15 300 300 300 烟气流量 (标 ,湿 ,实际氧 )， m/h 3 954 761 998 405 1 390 137 SCR入口烟气温度， 371.9 368.7 352.3 352.3 391.4 352.4 399.9 357.25 801.13 361 SCR入口 NOX， mg/m 主蒸汽流量， t/h 主蒸汽压力， MPa 主蒸汽温度， 3 337 843.16 989 16.81 536 987.4 16.96 540.1 3.47 543.1 0 943 16.89 539
16、.3 3.74 再热蒸汽压力， MPa 再热蒸汽温度， 事故喷水流量， t/h 级减温水流量， t/h 级减温水流量， t/h 给水流量， t/h 3.46 546 539.4 0 80.2/12.87 21.1/20.42 10.32/13.3 842 2.7 0 7.05 1 017 273 5.2 1 004.4 274.1 160.7 给水温度， 273 总给煤量， t/h 164 162 省煤器出口氧量， % 排烟温度， 4.4 139 65 4.5 136 65 6.62 136.7 77 5.69 134.3 74 4.01 4.31 149 100 151 143 100 13
17、5 引风机开度， % 引风机电流， A 172 -24 47 163 179.8 -28 51 161.9 炉膛负压， Pa 送风机开度， % 50 52 52 52 炉渣可燃物含量，单位 飞灰可燃物含量，单位 10 10.08 1.49 13.75 1.07 1.87 注： SCR入口数据可以代表炉膛出口。 38 第 18卷 (2016年第 7期 ) 电力安全技术 改造增装催化剂的时机同步对低氮燃烧器进行改 造，到 2013年 12月， 2台 300 MW亚临界锅炉脱 硝和低氮燃烧器改造完成，为了验证改造的效果， 邀请西安热工研究院有限公司进行效率试验，并与 2012年 1月改造前的试验数据
18、作对比。 同时在 2014年 7月和 10月分别对炉膛受热面全部 检查，没有发现高温腐蚀。 2台锅炉低氮燃烧器改 造整体造价比其他厂的此项改造少 投入 500万元。 4 结束语 由表 2可知：在满负荷工况下，省煤器出口 NOX排放浓度 1号锅炉维持在 350 mg/Nm 3 ， 2号 通过对低氮燃烧器改造目的、方法的介绍，重 点论述了低氮燃烧器设计和制造参数选择、定型、 以及改造过程。改造既达到了预期效果，又节约了 费用，还锻炼和提高了技术人员的水平。 锅炉维持在 390-400 mg/Nm(以 NO2计，折算 3 6 % O2)。 2号锅炉省煤器出口 NOX整体偏高，经 过燃烧调整达到了满负
19、荷工况下省煤器出口 NOX 排放浓度在 350 mg/Nm。事故喷水流量 、 级减 3 温水流量、 级减温水流量达到了改造要求；炉渣 可燃物含量超标，需要进一步试验合理选择煤粉细 度等参数；而给水流量增加是因为减温流量减少引 起的。 收稿日期 ： 2015-06-15； 修回日期 ： 2016-03-22。 作者简介 ： 闫福岐 (1968-)，男 ,工程师，主要从事电厂设备运行与检修 机组改造运行 1年多，未发生结焦和结渣现象 ; 管理工作， email： 。 山东省大面积停电事件应急演练圆满完成 近日，山东省大面积停电事件应急演练圆满完成。此次演练由山东省副省长 张务锋任总指挥， 国家电网
20、公司总会计师、党组成员李汝革在主会场观摩指导。 山东省大面积停电事件应急演练，由山东省人民政府、国家电网公司主办，山东省经信委、 国网山东省电力公司承办。演练模拟山东省中西部地区遭受飑线风、强对流极端灾害天气袭击， 造成外电入鲁重要输电线路故障跳闸。同时，极端天气造成济南、聊城、济宁等地区电网多条输 配电线路跳闸，达到 级大面积停电事件标准。演练重点展现了停电事件发生后，山东省大面积 停电应急领导小组指挥各成员单位、电网企业、重要用户协调联动，开展电网故障紧急处理、危 化企业停电处 置、医院停电处置、大型社区停电处置、煤矿停电处置、交通道路疏导、跨区域应 急支援协作、现场指挥部搭建、应急抢修塔
21、组立、民事协调等应急工作。演练过程包括监测预警、 应急响应、响应解除 3个阶段，并设置了新闻发布会场景。 张务锋在作应急演练总结时说，这次演练是全面落实山东省大面积停电事件应急预案的 一项重要举措，也是全省电力迎峰度夏的一次大阅兵，规模之大、范围之广、实战性之强在全省 尚属首例。这次演练从山东省实际出发，围绕系统调度、电力抢修、应急服务和部门联动全面展开， 既有电力抢修等专业演练，又有煤矿、医院 、危化企业、大型社区等社会应急演练，有效检验了 应急预案的操作性，锻炼了应急救援队伍，提高了应对突发事件的快速反应能力、指挥协调能力 和协同作战能力。 李汝革说，这次演练充分体现了政府主导、属地负责、政企协作、各负其责的原则，克服了 演练规模大、参演单位多、技术保障难度高等困难，展现了政府部门、电力公司、社会企业等参 演单位高度负责的工作态度和团结协作的良好素质，展现了山东省电力应急机制运作水平、组织 协调和应急处置能力，达到了检验预案、锻炼队伍、提高应急能力的目的。 （来源：国家电网公司网站 2016-06-28） 39