天然气快装锅炉低氮燃烧器改造总结

关键词：快锅;低氮燃烧器;改造

1 背景

达州玖源化工有限公司（以下简称“达州玖源”）使用的100t/h快装锅炉的性能特点为：采用美国ABB-CE公司的D型全膜式壁结构的双锅筒自然循环水管组装锅炉，为上、下双锅筒纵向卧式布置，两锅筒之间布置有对流管束。锅炉安置在钢结构的底座上，炉体侧墙、顶部和后墙均为水冷壁管包覆。该型锅炉容量大，采用2只燃烧器，其布置在用耐火绝热材料砌成的前墙上，炉膛设计成向上膨胀。该锅炉为正压燃烧方式的锅炉，使用燃烧油、气体及液体燃料，适于轻柴油、重油、天然气、炼厂气、焦炉煤气、及其他废气和液体，排放烟气中NOx≤200mg/Nm3。

2 快锅烟气排放现状

达州玖源快锅烟气中的氮氧化物（以NO2计）实际值为190mg/m3左右。为进一步减少大气污染物排放，达州玖源通过对多种烟气治理方案的考察和交流，并进行综合讨论和对比，结合现有锅炉的实际情况，决定实施快锅燃烧器低氮改造。

3 改造项目的实施

最终确定改造计划为，首先完成低氮燃烧器改造和控制系统升级，烟气外循环（FGR）择机实施[1]。由燃烧器制造厂家负责快锅低氮燃烧器改造项目。2019年11月28日，快锅低氮燃烧器及附属设备到达生产现场;2019年12月2日-2020年1月5日完成低氮燃烧器改造项目施工。

4 低氮燃烧器系统运行

4.1 快锅烘炉

因更换燃烧器后，快锅炉墙的浇注料进行了更换，因此需要对快锅炉膛进行烘炉。锅炉具备烘炉条件后，2019年12月26日17：48开始按《快装锅炉烘炉方案》进行烘炉，29日23：00升至250℃后无法继续升温，按250℃恒温烘炉，31日17：15停止烘炉，自然降温。

2020年1月12日19：00引天然气入界区置换至快锅天然气管道，20：46 1#燃烧器点火运行，20：49 2#燃烧器点火运行，快锅烘炉，炉膛出口烟温控制320℃恒温后，进入正常开车程序。

4.2 低氮燃烧器调试

2020年1月6日至12日改造项目完成“三查四定”内容整改和快锅系统静态调试。1月13日10：25至16：00燃烧器制造单位工程师到生产现场进行快锅低氮燃烧调试，情况如下：①快锅不同负荷下的烟气中NOx折算后浓度均<80mg/m3;②调试期间快锅蒸汽产量最高96t/h（蒸汽压力5.86MPa、温度458℃）。因快锅调试期间，省煤器进水温度为54-76℃，未达锅炉设计温度104℃以上，对蒸汽产量有一定影响。

4.3 低氮改造前后运行对比分析

因快锅低氮燃烧器改造前后的运行参数和消耗情况进行收集期间，装置处于正常生产状态，为防止装置大幅度波动，未对快锅进行额定满负荷测试。

改造前选取2019年11月16日至19日快锅蒸汽产量85～90t/h;改造后选取2020年2月10日至13日快鍋蒸汽产量约85t/h。同等负荷下对比分析结果如下：

从表1看出，改造后，同等负荷运行对比，炉膛进风量增加，风机电流、炉膛出口烟压、过热器出口烟温、省煤器出口烟温（高于设计值130℃）等参数上涨，热量损失，导致吨蒸汽耗天然气、耗电均上涨。

5 改造后的效果

5.1 快锅蒸汽质量和水质情况

快锅水质及蒸汽质量情况执行GB/T 12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》。如下：

5.2 排放情况

装置正常生产后，对快锅烟气进行了检测，检测结果见表3：

从上表可知，快锅燃烧器低氮改造后，氮氧化物（以NO2计）排放含量可以达到<80mg/m3，满足GB 13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》中天然气锅炉的排放标准。

5.3 改造前后关键参数对比

6 运行期间存在问题及改进措施

快锅自2020年1月12日完成改造后点火开车，运行能耗有所上涨。快锅蒸汽产量87.5t/h工况下，天然气消耗为92.2Nm3/t;电耗为9.0kW·h/t。在锅炉蒸汽产量大于约86t/h后，风机B-301A/B电流超额定电流（11.7A），长时间运行存在隐患。改进措施：待燃烧曲线调整后，再对风机电机能力进行评估。

7 结语

快锅实施低氮燃烧器改造后，投入生产使用，运行稳定，各项环保数据运行良好，达到了环保减排的效果。未改造前烟气氮氧化物浓度为200mg/m3左右，标干流量为100000Nm3/h，改造后氮氧化物浓度为70mg/m3左右，按年运行8000h计算，每年可减少氮氧化物排放104t。虽然锅炉能耗略有上涨，还需待快锅停炉时对燃烧曲线进行进一步优化，但该项目具有良好的社会效益。综上所述，快锅此次低氮减排改造达到了预期的效果。

参考文献：

[1]王宪辉，李钟.燃气锅炉低氮改造技术探讨[J].山西建筑，2017，43（5）：203-204.

作者简介：

孙志刚（1977- ），男，助理工程师，从事化工生产技术管理工作。