天然氣快裝鍋爐低氮燃燒器改造總結

關鍵詞：快鍋;低氮燃燒器;改造

1 背景

達州玖源化工有限公司（以下簡稱“達州玖源”）使用的100t/h快裝鍋爐的性能特點為：采用美國ABB-CE公司的D型全膜式壁結構的雙鍋筒自然循環水管組裝鍋爐，為上、下雙鍋筒縱向臥式布置，兩鍋筒之間布置有對流管束。鍋爐安置在鋼結構的底座上，爐體側墻、頂部和后墻均為水冷壁管包覆。該型鍋爐容量大，采用2只燃燒器，其布置在用耐火絕熱材料砌成的前墻上，爐膛設計成向上膨脹。該鍋爐為正壓燃燒方式的鍋爐，使用燃燒油、氣體及液體燃料，適于輕柴油、重油、天然氣、煉廠氣、焦爐煤氣、及其他廢氣和液體，排放煙氣中NOx≤200mg/Nm3。

2 快鍋煙氣排放現狀

達州玖源快鍋煙氣中的氮氧化物（以NO2計）實際值為190mg/m3左右。為進一步減少大氣污染物排放，達州玖源通過對多種煙氣治理方案的考察和交流，并進行綜合討論和對比，結合現有鍋爐的實際情況，決定實施快鍋燃燒器低氮改造。

3 改造項目的實施

最終確定改造計劃為，首先完成低氮燃燒器改造和控制系統升級，煙氣外循環（FGR）擇機實施[1]。由燃燒器制造廠家負責快鍋低氮燃燒器改造項目。2019年11月28日，快鍋低氮燃燒器及附屬設備到達生產現場;2019年12月2日-2020年1月5日完成低氮燃燒器改造項目施工。

4 低氮燃燒器系統運行

4.1 快鍋烘爐

因更換燃燒器后，快鍋爐墻的澆注料進行了更換，因此需要對快鍋爐膛進行烘爐。鍋爐具備烘爐條件后，2019年12月26日17：48開始按《快裝鍋爐烘爐方案》進行烘爐，29日23：00升至250℃后無法繼續升溫，按250℃恒溫烘爐，31日17：15停止烘爐，自然降溫。

2020年1月12日19：00引天然氣入界區置換至快鍋天然氣管道，20：46 1#燃燒器點火運行，20：49 2#燃燒器點火運行，快鍋烘爐，爐膛出口煙溫控制320℃恒溫后，進入正常開車程序。

4.2 低氮燃燒器調試

2020年1月6日至12日改造項目完成“三查四定”內容整改和快鍋系統靜態調試。1月13日10：25至16：00燃燒器制造單位工程師到生產現場進行快鍋低氮燃燒調試，情況如下：①快鍋不同負荷下的煙氣中NOx折算后濃度均<80mg/m3;②調試期間快鍋蒸汽產量最高96t/h（蒸汽壓力5.86MPa、溫度458℃）。因快鍋調試期間，省煤器進水溫度為54-76℃，未達鍋爐設計溫度104℃以上，對蒸汽產量有一定影響。

4.3 低氮改造前后運行對比分析

因快鍋低氮燃燒器改造前后的運行參數和消耗情況進行收集期間，裝置處于正常生產狀態，為防止裝置大幅度波動，未對快鍋進行額定滿負荷測試。

改造前選取2019年11月16日至19日快鍋蒸汽產量85～90t/h;改造后選取2020年2月10日至13日快鍋蒸汽產量約85t/h。同等負荷下對比分析結果如下：

從表1看出，改造后，同等負荷運行對比，爐膛進風量增加，風機電流、爐膛出口煙壓、過熱器出口煙溫、省煤器出口煙溫（高于設計值130℃）等參數上漲，熱量損失，導致噸蒸汽耗天然氣、耗電均上漲。

5 改造后的效果

5.1 快鍋蒸汽質量和水質情況

快鍋水質及蒸汽質量情況執行GB/T 12145-2016《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量標準》。如下：

5.2 排放情況

裝置正常生產后，對快鍋煙氣進行了檢測，檢測結果見表3：

從上表可知，快鍋燃燒器低氮改造后，氮氧化物（以NO2計）排放含量可以達到<80mg/m3，滿足GB 13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》中天然氣鍋爐的排放標準。

5.3 改造前后關鍵參數對比

6 運行期間存在問題及改進措施

快鍋自2020年1月12日完成改造后點火開車，運行能耗有所上漲。快鍋蒸汽產量87.5t/h工況下，天然氣消耗為92.2Nm3/t;電耗為9.0kW·h/t。在鍋爐蒸汽產量大于約86t/h后，風機B-301A/B電流超額定電流（11.7A），長時間運行存在隱患。改進措施：待燃燒曲線調整后，再對風機電機能力進行評估。

7 結語

快鍋實施低氮燃燒器改造后，投入生產使用，運行穩定，各項環保數據運行良好，達到了環保減排的效果。未改造前煙氣氮氧化物濃度為200mg/m3左右，標干流量為100000Nm3/h，改造后氮氧化物濃度為70mg/m3左右，按年運行8000h計算，每年可減少氮氧化物排放104t。雖然鍋爐能耗略有上漲，還需待快鍋停爐時對燃燒曲線進行進一步優化，但該項目具有良好的社會效益。綜上所述，快鍋此次低氮減排改造達到了預期的效果。

參考文獻：

[1]王憲輝，李鐘.燃氣鍋爐低氮改造技術探討[J].山西建筑，2017，43（5）：203-204.

作者簡介：

孫志剛（1977- ），男，助理工程師，從事化工生產技術管理工作。