蒸汽鍋爐低氮排放改造實施方案

鍋爐低氮（50mg）排放改造實施方案項目概況鍋爐房現(xiàn)狀：鍋爐房內(nèi)現(xiàn)有一臺1T飽和蒸汽鍋爐在用，為煙囪直排，鍋爐型號為*****，制造商為xxxxx有限公司。鍋爐狀況以下：序號鍋爐名稱鍋爐型號數(shù)量（臺）燃料類型鍋爐蒸噸數(shù)改造方式改造公司名稱總投資擬補貼資金1蒸汽鍋爐*****1天然氣1t/h低氮燃燒改造總計項目實施的必要性本次鍋爐低氮改造，重要響應(yīng)DB50/658—《鍋爐大氣污染物排放原則》**市地方原則第1號修改單，現(xiàn)有鍋爐位于鍋爐房內(nèi)，鍋爐尾氣氮氧化物排放濃度滿足現(xiàn)執(zhí)行原則規(guī)定，約120mg/m3，擬將該飽和蒸汽鍋爐改造后，使氮氧化物排放量＜50mg/m3。污染現(xiàn)狀以及解決工藝污染現(xiàn)狀鍋爐低氮燃燒改造共1臺，鍋爐型號為*****，鍋爐燃料為天然氣，天然氣燃燒產(chǎn)生氮氧化物污染物。解決工藝通過使用超低NOx燃燒器，增加煙氣外循環(huán)設(shè)計，實現(xiàn)氮氧化物＜50mg/m3排放原則。1、NOx成分分析及產(chǎn)生機理：在燃燒過程中所產(chǎn)生的氮的氧化物重要為NO和NO2，普通把這兩種氮氧化物通稱為氮氧化物NOx。大量實驗成果表明，燃燒裝置排放的氮氧化物重要為NO，平均約占95%，而NO2僅占5%左右。

燃料燃燒過程生成的NOx，按其形成分類，可分為三種：（1）熱力型NOx（Thermal

NOx），它是空氣中的氮氣在高溫下氧化而生成的NOx；（2）快速型NOx（Prompt

NOx），它是燃燒時空氣中的氮和燃料中的碳氫離子團如CH等反映生成的NOx；（3）燃料型NOx（Fuel

NOx），它是燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解而又接著氧化而生成的NOx；其中，鍋爐尾氣中NOx重要是熱力型NOx。從圖中能夠看出，當鍋爐爐膛溫度超出1500℃時，熱力型氮氧化物（NOx）急劇增加；當鍋爐爐膛溫度低于1200℃時，熱力型氮氧化物基本不產(chǎn)生，因此，欲減少鍋爐尾氣中的NOx，重要就是減少鍋爐爐膛溫度，克制熱力型NOX的產(chǎn)生。2、減少NOx的燃燒技術(shù)：NOx是由燃燒產(chǎn)生的，而燃燒辦法和燃燒條件對NOx的生成有較大影響，因此能夠通過改善燃燒技術(shù)來減少NOx，其重要途徑以下：選用N含量較低的燃料，涉及燃料脫氮和轉(zhuǎn)變成低氮燃料；減少空氣過剩系數(shù)，實現(xiàn)欠氧燃燒，來減少燃料周邊氧的濃度；在過剩空氣少的狀況下，減少溫度峰值以減少“熱反映NO”；（4）在氧濃度較低狀況下，延長燃燒時間，增加可燃物在火焰前峰和反映區(qū)中停留的時間。在現(xiàn)在低氮燃燒改造過程中，重要采用煙氣外循環(huán)技術(shù)和預(yù)混表面燃燒技術(shù)，由于預(yù)混表面燃燒對環(huán)境規(guī)定極高，需要干凈空氣助燃，否則會發(fā)生爆炸風(fēng)險，有鑒于此，北京、天津和成都都嚴禁使用預(yù)混表面燃燒技術(shù)，因此，本次改造技術(shù)路線擬采用煙氣外循環(huán)技術(shù)。3、FGR技術(shù)：在鍋爐的煙道抽取（自吸或強制）一部分低溫?zé)煔馀c空氣混合后送至燃燒室助燃，混合后的助燃風(fēng)能夠有效減少燃燒室內(nèi)溫度和氧量濃度。由于燃氣與氧氣的燃燒反映活化能遠遠不大于氧氣與氮氣的反映活化能，因此燃氣首先與氧氣發(fā)生燃燒反映，當氧氣有剩余時，燃氣才與氮氣反映生成NOX。另外，煙氣中含有CO2，延長了燃燒反映時間，減少了反映區(qū)火焰溫度，較低的反映區(qū)溫度使得與氮氣的的反映變得非常緩慢，從而有效克制熱力型NOX的生成。4、利雅路FGR燃燒器的設(shè)計：由于煙氣FGR混合到助燃空氣中，混合后空氣溫度升高和相對體積增加，相稱助燃空氣體積會增大諸多，會造成燃燒器旋流器前壓力降升高，使得空氣離開旋流器速率增加，造成火焰不穩(wěn)定局面，這個問題只有通過燃燒器專門設(shè)計才能夠避免。普通狀況，隨著旋流器前壓力增加，旋流器速率增加，火焰應(yīng)當變長，但我們普通在爐膛可能會看到的現(xiàn)象是FGR增加并沒有造成爐膛火焰變長，重要是由于燃燒器旋流器出口空氣繞流速率增加，造成空氣與燃料氣混合速率也同時增加，反而使火焰變小并造成火焰不穩(wěn)定！因此我們說多少FGR比率適宜，要考慮燃燒器設(shè)計型號的對應(yīng)變更，或者專門進行燃燒器RDL（Registerdraughtloss）的設(shè)計，以確保有效的助燃空氣離開旋流器的繞流速率。注意：我們在煙氣循環(huán)后來，燃燒器旋流風(fēng)速在增加，但是其燃料氣速率沒有變化，這個燃燒器需要專門的設(shè)計！現(xiàn)在諸多是粗放型的，只進行一下FGR配備來減少NOx排放，這是非常不科學(xué)的，會造成燃燒很不穩(wěn)定。由于FGR的引入，如果不對燃燒器的旋流器進行專門設(shè)計，會造成燃燒時不穩(wěn)定，造成不定時熄火，同時如果引入的煙氣量過大，還會出現(xiàn)喘震、鍋爐及煙道震動增大，爐膛防爆門動作和異響、出力和效率下降等，嚴重的會引發(fā)安全事故，因此，在采用FGR減少氮氧化物排放時，必須對燃燒器旋流器進行專門設(shè)計。利雅路80mg/Nm3燃燒頭旋流器利雅路80mg/Nm3燃燒頭旋流器利雅路低氮燃燒器介紹利雅路公司介紹在燃燒器行業(yè)中，利雅路公司是一家令人尊敬的公司。在世界同業(yè)中，他的銷售數(shù)量以及市場占有率，居世界同業(yè)之首，持續(xù)全球銷量排名第一。意大利利雅路股份有限公司成立于19。發(fā)展至涉及七個品牌、50多項專利技術(shù)的鍋爐、空調(diào)和燃燒器三大系列產(chǎn)品，從產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)到銷售及服務(wù)。并通過ISO質(zhì)量體系認證UNIENISO9001：Vision。利雅路集團作為專業(yè)燃燒器生產(chǎn)廠家至今已有1的生產(chǎn)歷史，在燃燒器產(chǎn)品的生產(chǎn)和研發(fā)中積累了豐富的經(jīng)驗。數(shù)年來，利雅路集團以其雄厚的實力始終引領(lǐng)燃燒技術(shù)領(lǐng)域的革新與進步，利雅路集團擁有世界最大和最為先進的燃燒實驗室，擁有一只專業(yè)的研發(fā)技術(shù)隊伍。在產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)上始終處在世界領(lǐng)先地位。利雅路在全球擁有三個生產(chǎn)基地，分別在乎大利、加拿大和中國。利雅路公司在上海成立獨資工廠，廠區(qū)面積超出0平方米，擁有當代化實驗室，能夠測試各類燃燒器。該平臺同時也作為培訓(xùn)基地，對燃燒器調(diào)試人員進行專業(yè)培訓(xùn)。歐洲EN676對氣體燃燒器NOx排放的三級排放原則是80mg/m3，全球最嚴格的NOx排放規(guī)定在美國加州，南加州(SouthCoast)及灣區(qū)(BayArea)的NOx排放濃度最高規(guī)定是低于18mg/Nm3(30t/h下列鍋爐)。利雅路早在上世紀1980年就在利雅路加拿大北美燃燒器工廠專門為北美市場生產(chǎn)低氮氧化物型燃燒器。也正是得益于利雅路在北美市場幾十年的低氮燃燒器生產(chǎn)歷史，以及意大利Angiari燃燒技術(shù)研發(fā)中心（業(yè)界公認的強大研發(fā)力量），使得利雅路低氮系列燃燒器，涉及全預(yù)混燃燒器以及煙氣外循環(huán)燃燒器，幾十年來在全球各地市場始終保持著領(lǐng)先地位，是全球最早進行低氮燃燒技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的公司。作為全球出名公司，利雅路公司有義務(wù)自覺恪守環(huán)境法律,法規(guī)，在其生產(chǎn),經(jīng)營活動中考慮其對環(huán)境的影響,減少環(huán)境負荷，同時增強公司員工的環(huán)境意識，讓員工生活幸福，身體健康，利雅路公司通過了環(huán)境體系和職業(yè)健康安全認證。利雅路RS系列低氮燃燒器特點2.1燃燒管理系統(tǒng)（BMS）功效（1）燃氣壓力異常保護：燃氣壓力高、低都將產(chǎn)生報警信號，并停止點火過程；（2）風(fēng)壓異常保護：風(fēng)壓壓力低將產(chǎn)生報警信號，并停止點火過程；（3）泄漏保護：發(fā)現(xiàn)燃氣泄漏，則產(chǎn)生報警信號，停止燃燒啟動過程；（4）熄火保護：當火焰檢測發(fā)現(xiàn)熄火時，產(chǎn)生報警信號，停止燃燒過程；（5）點火失敗保護：點火槍或主火點火失敗，產(chǎn)生報警信號，停止點火過程；（6）火檢故障保護：點火前火檢檢測到有火，產(chǎn)生報警信號，燃燒停止啟動過程（7）BMS與DCS采用點對點的硬連接和通訊連接。（8）燃燒運行程序：啟動→檢漏→前吹掃→點火→正常運行→后吹掃→停爐2.2燃燒器采用電子比例調(diào)節(jié)：系統(tǒng)調(diào)節(jié)空氣/燃氣比，由三個執(zhí)行器分別控制調(diào)節(jié)風(fēng)門、燃氣流量和煙氣循環(huán)量，實現(xiàn)充足燃燒。2.3燃燒器均采用高敏捷度UV紫外光火焰檢測裝置，提供安全可靠性；2.4采用電子點火裝置，另設(shè)單獨點火氣體管路，確保點火成功率。2.5擁有專利技術(shù)的燃燒頭，僅需少量的煙氣循環(huán)量即可達成超低氮排放規(guī)定。2.6優(yōu)秀的三低技術(shù)（低能耗、低排放、低噪音），更加節(jié)能和環(huán)保。2.7利雅路燃燒器助燃風(fēng)機采用品有專利技術(shù)的反向前曲葉輪設(shè)計，同等狀況下，噪音較其它品牌燃燒器低約5分貝左右。2.8安全、高效的控制系統(tǒng)：2.9防冷凝水設(shè)計利雅路燃燒器低氮技術(shù)介紹3.11、減少過量空氣系數(shù)α3.2空氣燃料分級分段燃燒技術(shù)獨特的燃燒頭設(shè)計，在燃燒器總供風(fēng)量不變的前提下，把空氣和燃料從軸向和徑向分級分層送入噴嘴，使燃燒產(chǎn)生中心、軸流、旋流等多個區(qū)域。中心燃燒區(qū)域燃料處在缺氧狀態(tài)，未完全燃燒的燃料在向外圍擴散時碰到空氣再次燃燒。這種分級分段燃燒能夠減少火焰溫度的峰值及平均值，從而減少NOX的產(chǎn)生。3.3煙氣內(nèi)循環(huán)技術(shù)燃燒溫度的減少能夠通過在火焰區(qū)域加入煙氣來實現(xiàn)，加入的煙氣吸熱從而減少了燃燒溫度，同時也減少了氧氣的分壓，延緩了NOX的生成。3.4新型電子比例調(diào)節(jié)技術(shù)采用更精確的電子比例調(diào)節(jié)技術(shù)，由三個伺服機構(gòu)獨立控制燃氣、空氣和煙氣循環(huán)量，能夠更杰出地調(diào)節(jié)每個燃燒點上的過量空氣系數(shù)，確保一貫的高效能燃燒工況。3.5煙氣外循環(huán)技術(shù)在鍋爐的煙道抽取（自吸或強制）一部分低溫?zé)煔馀c空氣混合后送至燃燒室助燃，混合后的助燃風(fēng)能夠有效減少燃燒室內(nèi)溫度和氧量濃度。由于燃氣與氧氣的燃燒反映活化能遠遠不大于氧氣與氮氣的反映活化能，因此燃氣首先與氧氣發(fā)生燃燒反映，當氧氣有剩余時，燃氣才與氮氣反映生成NOX。另外，煙氣中含有CO2，延長了燃燒反映時間，減少了反映區(qū)火焰溫度，較低的反映區(qū)溫度使得與氮氣的的反映變得非常緩慢，從而有效克制熱力型NOX的生成。原理以下：項目工程方案1、概述低NOx燃氣燃燒器采用先進的燃燒技術(shù)，參考有關(guān)原則設(shè)計制造的新型機電一體化全自動低氮燃燒器，含有超低排放、燃燒效率高、運行平穩(wěn)噪音低等特點。要使燃燒器達成其最佳工作性能，安裝符合規(guī)定至關(guān)重要。不合格的安裝會造成燃燒器工作時火焰歪斜、燃燒震動、噪音大及排放不達標等后果，嚴重時還會影響鍋爐及燃燒器的使用壽命。燃燒器的安裝重要涉及：燃燒機本體（含風(fēng)機）安裝、燃氣閥組安裝、風(fēng)道安裝（如需要）、煙氣管道安裝、電氣安裝等，改造項目還需增加舊燃燒器的拆除、鍋爐爐口改造、循環(huán)煙氣取煙口設(shè)立及煙管走向等工作。施工工序以下：施工準備施工準備拆除工程設(shè)備進場爐前板改造風(fēng)管預(yù)制燃燒器安裝煙風(fēng)管連接、保溫鍋爐封閉烘爐、調(diào)試竣工驗收2、燃燒器本體的安裝按照現(xiàn)場實際狀況，結(jié)合燃燒器的外形尺寸，擬定煙氣管道、燃氣管道的走向布置。根據(jù)鍋爐的型式及燃燒方式擬定燃燒器的安裝方式。燃燒器在循環(huán)煙氣管道安裝時，管道應(yīng)設(shè)立保溫，同時在最低點設(shè)立排水口，以免長時間運行后冷凝水積聚在燃燒器機殼內(nèi)（機殼設(shè)有排水口），影響設(shè)備正常工作。先把掛有吊鏈的龍門架立在鍋爐前燃燒器安裝的位置，用地牛把設(shè)備運至鍋爐前，用鋼絲繩把設(shè)備掛在的吊鉤上，緩緩起吊，燃燒器火焰管的中心線與鍋爐爐口的中心線重疊時，慢慢將燃燒器推動鍋爐爐口。對準鍋爐前板上的螺栓孔與燃燒器安裝法蘭孔，用水平尺對燃燒器找平，找正，最后擰緊固定螺栓，將燃燒機固定在鍋爐上。燃燒器安裝好后，循環(huán)煙管和進煙管接口安裝膨脹節(jié)。燃燒器與鍋爐接口安裝，特別需要注意的是：燃燒器火焰管與鍋爐用接口安裝孔之間的間隙必須用保溫棉塞緊填實，口邊用混凝土抹平，以避免煙氣會竄造成燃燒器安裝板處高溫。如果爐墻厚度比火焰管長度大諸多，則應(yīng)當在多出的部分開出單邊不不大于60°（雙邊角度不不大于120°）錐角，避免擴口太小時火焰燒壞保溫材料，同時還會影響燃燒效果。3、煙氣管道安裝FGR循環(huán)煙氣的溫度不易太高和過低，煙道上取煙口的位置很重要。普通狀況，煙溫在120-150℃區(qū)間效果最佳，煙溫超出170℃后，氮氧化物降不下來，煙溫低于90℃，將有大量冷凝水產(chǎn)生。當煙溫在120-150℃時，煙氣與新風(fēng)混合后的助燃風(fēng)溫度在35-55℃之間，有助于減少氮氧化物，同時避免了大量冷凝水產(chǎn)生。如果煙溫超出170℃，必須在煙囪上加裝節(jié)能器，將煙溫降下來。煙氣再循環(huán)FGR管采用不銹鋼管，管壁厚度規(guī)定按管徑的國標規(guī)定。煙氣再循環(huán)FGR接口取自鍋爐出煙口，再循環(huán)管進一步鍋爐煙道中心位置，再循環(huán)管進煙口在迎風(fēng)面位置45度切口。每臺燃燒器的FGR管路最多有5個90度彎頭，總長度不超出20米。整個FGR管路做保溫解決以減少冷凝水的產(chǎn)生。FGR管進入燃燒器前，必須在FGR管的最低位置做冷凝水排水管，排水管口徑為DN15,2個180°彎頭，向下的排水管長度要不不大于300mm，并引至排水溝。FGR管內(nèi)煙氣為高溫，為避免熱脹冷縮，燃燒器與FGR管之間需加裝賠償器。同時為避免散熱過大使煙溫過低，整個FGR管路做50mm厚度保溫解決以減少冷凝水的產(chǎn)生。焊接時采用角接焊接連接，滿焊，焊角高度8mm。焊接時為減小焊接變形，采用分段交錯焊接，即焊接50mm長度后換位置只對面焊接，如此重復(fù)直至焊接完畢。焊接工作由持有技術(shù)監(jiān)督局發(fā)證的焊工進行操作。煙氣管道安裝特別要注意下列幾點：煙氣取口不適宜取在水平排煙管道的底部；煙氣管道需保溫解決；煙氣管道彎頭不適宜過多，普通不超出四個；煙氣管道需可靠支撐，不能將分量全部壓在鍋爐、燃燒器或風(fēng)機上；煙氣管道最低位置應(yīng)設(shè)立排水口；煙氣管道口徑需不不大于燃燒器煙氣蝶閥口徑；煙氣入口管道做45°切口解決，開口朝向煙氣源頭的方向（與煙氣流向相反）煙氣管道在盡量靠近煙氣蝶閥的位置縮徑至蝶閥口徑大小，大小頭建議使用偏心大小頭，方便冷凝水聚集排出；煙氣管道兩端的相對低點均