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脱硝技术之循环流化床锅炉低氮燃烧改造

北极星环保网来源:《科技创新与应用》黑君2017/3/21 10:17:52我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硝 SCR 低氮燃烧

北极星环保网讯:摘要:3台240t/h锅炉是年产85万吨甲醇装置的动力源输出设备,为单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式。为满足锅炉现有SCR烟气脱硝装置后烟气使用条件,同时提高锅炉出力负荷,降低锅炉炉膛出口氮氧化物排放量,文章介绍甲醇分公司已实施的2台240t/h锅炉本体改造过程及达到的改造效果。

脱硝

关键词:循环流化床锅炉;低氮燃烧;改造

1、3台锅炉运行现状介绍

(1)锅炉带负荷困难,240t/h的循环流化床锅炉最高能带至

220t/h负荷,有时只能带180t/h负荷,影响对化工工艺主装置的供汽及供电。

(2)锅炉床温偏高(975℃),偏离设计值(790℃-920℃),炉内整个温度场分布不均匀,炉膛底部床层温度和炉膛出口烟气温度相差较大,炉膛出口水平烟道温度较低。锅炉稀相区压差小,锅炉风帽、分离器结构及回料器风系统设计不合理,锅炉主循环回路运行不正常。

(3)氮氧化物生成量高,最高达到650mg/Nm3,而炉膛出口水平烟道(脱硝喷枪位置)温度较低,影响SNCR烟气脱硝效率。锅炉各主要运行风量测点设置空气预热器入口,屏幕显示的锅炉风量受空气预热器漏风影响,不能准确反映锅炉运行状况。

(4)为了使锅炉能带较大负荷必须高炉温运行,炉膛供风量偏大,导致锅炉磨损严重,能耗较高。

2、项目实施内容

2.1锅炉布风装置改造

改造方案选取了较低的风帽外罩小孔速度以降低外罩磨损,通过芯管小孔调节布风板阻力以保证布风板具有良好的阻力特性。针对甲醇分公司循环流化床锅炉风帽磨损严重的问题,对风帽外罩小孔区域进行了加厚,以提高其耐磨性和使用寿命。

将风帽外罩风孔向下倾斜20°,减少相邻风帽风孔的扰动,减少床料反窜;风帽芯管上端部利用端板焊死,防止风帽脱落从芯管漏渣,便于安装施工。材质方面采用铸造方式进行加工,风帽外罩及芯管材质统一采用ZG40Cr25Ni20。改造后的风帽阻力从2.3kPa提升至4.3kPa,由于目前风机余量较大,加之改造后可以降低一部分一次风量,因此风帽阻力可以满足运行需要。

2.2旋风分离器中心筒改造

改造方案采用Cr25Ni20MoMnSiNRe材料铸造中心筒,内径缩至2.016m,高度减少为3200mm(插入深度缩减300mm,),内径适当收缩能适当提高分离效率,筒体厚度δ=16mm。

这种中心筒耐高温达1150-1200℃,完全可以满足中心筒工作环境的温度要求,耐高温程度接近Cr25Ni20,而耐磨性远高于Cr25Ni20材料,并且铸造中心筒厚度增加,能有效避免钢板卷制中心筒在运行中易受胀缩应力而变形成椭圆,分离效率下降,燃烧工况恶化的后果;铸造中心筒增厚后强度远高于钢板卷制的筒体,不会产生变形现象。

3改造后的效果

3.1锅炉布风装置改造效果

3.1.1由于采用良好结构的风帽结构,锅炉主床的流化特性增加,改造后一次风风量降低10%,锅炉床温下降15℃。

3.1.2改造后额定负荷下布风板阻力4000Pa。

3.1.3由于分级燃烧效果加强,床温下降,使得锅炉的原始NOx排放下降10%。

3.2旋风分离器中心筒改造效果

3.2.1通过中心筒和分离器入口截面改造,分离器效率提高,循环灰量增加,有利于锅炉运行床温的降低、污染物排放的减少并节约炉内干法脱硫用石灰石耗量。改造后分离器的阻力提高约150Pa,现有引风机满足改造后阻力增量的要求。

3.2.2锅炉运行床温下降30-50℃。

3.2.3NOx原始排放浓度降低10%;

3.2.4稀相区压力增加至1.0kPa以上。

3.3总体指标

2台锅炉出力不低于240t/h;240t/h负荷运行时,床层温度低于950℃,床层温度与炉膛出口温差小于50℃;炉膛出口氮氧化物降至<350mg/Nm3;出口烟气氧含量不大于6%;空预器漏风率不大于2%;锅炉炉膛差压介于1.5-2.5kPa之间;锅炉出口排烟温度低于140℃。

4结束语

此次锅炉本体改造不仅解决了甲醇分公司锅炉长期出力不足问题,同时解决了SCR脱硝改造后锅炉本体设备部件腐蚀等瓶颈问题,为甲醇分公司年产85万吨甲醇装置奠定了良好的基础。

参考文献

[1]DL/T5047-95.电力建设施工及验收技术规范(锅炉机组篇)[S].

[2]ASMEPTC4-1-1998.锅炉性能试验规程[S].

[3]GB9222-2008.水管锅炉受压组件强度计算[Z].

[4]GB13223-2011.火电厂大气污染物排放标准[S].

延伸阅读:

75t/h中温分离CFB锅炉增加三层二次风的低氮燃烧改造

锅炉烟气脱硫脱硝除尘的循环流化床半干法工艺技术抉择分析

1060T/H CFB锅炉SNCR+SCR联合脱硝工艺设计

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