随着蓝天保卫战的深入进行,在原有大型燃气锅炉的基础上,大范围地进行30%低碳改造工作。 如何保证30%低碳改造的大型燃气锅炉在改造过程中达到效果,安装过程中的控制环节非常重要。 今年天津市环保制定了《天津市 2018 年大型燃气锅炉低氮改造工作方案》,至 9 月底,完成大型燃气锅炉低氮改造 222 台。山东锅炉了解到,通过改造实现大型燃气锅炉氮氧化物排放水平优于 80 毫克/立方米,部分达到或优于 30 毫克/立方米,氮氧化物排放显著降低。大型燃气锅炉30%低碳改造中,FGR 技术是普遍采用的技术之一。
1FGR 技术简介
1.1烟气再循环(FGR)技术的定义
是指抽取部分温度较低的烟气与燃烧用的空气混合,通过燃烧器送入炉内,从而降低燃烧温度和氧气浓度,有效减少 NOx 生成量的一种燃烧技术。
目前使用较多的FGR,是在锅炉的空预器前抽取 15%烟气直接送入炉内,或通过再循环风机送入空气烟气混合器和空气混合后一起送入炉内,这样不但可降低燃烧温度,而且也降低了氧气浓度,进而降低了 NOx 的排放浓度。
1.2系统配置的要求
改造项目均采用更换燃烧器,所选配的燃烧器不仅需要符合原锅炉厂配置技术要求,还要考虑锅炉尺寸,优先考虑不对锅炉本体进行改造;增设的烟气再循环系统设置烟气/空气混合器, 再循环风机、鼓风机采用变频调速调节方式。锅炉控制系统配置锅炉燃烧管理系统并接入原有DCS 系统,开放组态权限。?配置烟气在线监测装置精度应满足环保部门要求,监测数据应接入
DCS 系统,能进行数据监控,满足上传要求[1]。
2大型燃气锅炉30%低碳改造项目需注意的问题
2.1燃烧器的更换:
燃烧器法兰螺栓孔与原有锅炉前面板螺栓孔是否匹配,防止燃烧器到场后装配不上;燃烧器固定完成后,要对燃烧器与锅炉前面板之间的间隙进行 2 次密封。燃烧器燃气进气口要与原有方向保持一致,如果需要改变的,一定要由相应资质的单位进行施工,燃气主管道开孔前一定要做好准备,彻底放空燃气管中的残余燃气,并用可燃气体报警器在放散管处测量无误后在进行开孔作业,防止出现燃气爆燃现象。燃烧器更换后,可能会造 成原有燃烧器到控制柜之间的电缆(含电源线、控制线)的不匹 配,需要重新布线。原有电缆以前大部分都是埋地的,本次如需布线建议增设桥架布线,不要破坏现有装修地面;燃烧器控制柜与锅炉控制柜之间的链接、锅炉控制柜与DCS 监视系统的链接要充分考虑到锅炉控制系统匹配的完整性和可靠性。
2.2更换原鼓风机
核对进场鼓风机的风压、风量是否符合设计要求;注意风机的旋向是否与原设计一致,防止风机到场后不能安装就位;根据目前锅炉风机房的条件,对于现场组对的鼓风机,要由风机厂对风机的指标进行确认;原有鼓风机更换后,由于风压的提高,风 机的电动机功率会增大,因此要核对原有风机变频器、电源开关的功率是否符合设计要求,电缆的载流量是否符合要求;由于电动机功率的增加,原有配电系统的出线分配是否需要改变,以改造设计图纸为准。FGR 风机电源与控制电源如果用以前的备用开关,现场按设计图纸进行核对。
2.3FGR 烟风道
一般采用耐高温不锈钢,为便于观察 FGR 是否与鼓风机风压相匹配,在鼓风道和 FGR 风道交叉部位增设就地压力表。钢板材质、厚度是否符合设计要求;烟风道肋板规格、距离是否符 合设计,防止震动产生噪音;烟道保温厚度材料及厚度要符合设计要求;对于 FGR 风道需要埋地部分,要对预制风管进行煤油渗透试验确认严密性;在现场组对的焊口要增加焊缝厚度,特别是焊口搭接部位,总之要确保风道埋地后不能进水。埋地钢板风 道的外部要做防腐,回填时要尽量用细土包裹,防止防腐层被破坏。对于混烟箱要与设计及燃烧器厂家核实尺寸及做法,混烟箱 低点应有排水及水封做法。
2.4消音方面
对于风机房隔音板需要更换的,在消音棉的固定上,要进行网格化固定,防止消音棉时间长了自行脱落,消音棉的铝箔面要朝向土建砌筑面。对于埋地风道,在开挖过程中一定要保证不能 对周边设备基础产生扰动,防止原有设备基础出现局部下沉。
2.5调试方面
燃烧器进行调试时,应当由燃烧器制造单位或其授权单位的技术人员进行现场指导。燃气锅炉使用单位应当确保无关人员不得在锅炉附近聚集。
结语
在30%低碳改造过程中,更换燃烧器、鼓风机,加设 FGR 烟风道, 增设消音设施,要充分考虑与大型燃气锅炉案例的匹配及环保要求,还要注意采用烟气再循环后,烟气与冷空气接触混合产生较多冷凝水 的处理;同时由于炉膛燃烧温度降低,特别是辐射换热减少,尾部烟气流 量增加,对流换热量增加,锅炉整体效率存在降低的可能性。