【文章內(nèi)容簡介】 風(fēng)門調(diào)節(jié)裝置，以及噴嘴頭部的水平擺動和上下擺動功能，使燃燒調(diào)節(jié)方便。 3）為了采用低氧燃燒和分級送風(fēng)方法來降低NOX排放，對兩個一次風(fēng)噴嘴進行改造，可使得在鍋爐運行時，操作上要盡量降低一次風(fēng)量，為此對一次風(fēng)煤粉噴嘴進行改造，使煤粉混合物能在低氧下燃燒，使燃燒初期產(chǎn)生的NOX量降低，并有助于煤的著火和穩(wěn)定燃燒。4）改變原燃燒器的外形尺寸的前提下，拉開一次風(fēng)和上二次風(fēng)的距離。5）對中部二次風(fēng)噴嘴出口截面尺寸改造，將此部分空氣送到上部噴嘴去。 6）頂部二次風(fēng)噴嘴采用專利技術(shù)設(shè)置了二次風(fēng)水平擺動調(diào)節(jié)裝置，在燃燒器箱殼外側(cè)設(shè)有調(diào)節(jié)螺母，在調(diào)整至最佳空氣動力場后固定調(diào)節(jié)螺母并做上標(biāo)記。 7）保留原下一次風(fēng)管中的小油槍結(jié)構(gòu)。但是改造下一次風(fēng)噴嘴，降低下一次風(fēng)噴嘴的風(fēng)量。將此部分空氣送到上部噴嘴去。在底層二次風(fēng)噴嘴后部配置油槍點火裝置安裝用法蘭，可將油槍點火裝置置于其中，作為鍋爐啟動點火之用。8）將空氣縱向分級，實現(xiàn)低NOx排放，空氣分級是降低NOx的爐內(nèi)重要技術(shù)手段，通過高溫低氧還原區(qū)的建立，實現(xiàn)已生成的NOx還原，可大幅度降低NOx生成。9）采用低NOx燃燒器的同時實現(xiàn)穩(wěn)燃及降低NOx功能，一次風(fēng)射流方向配合一次風(fēng)集中布置及一次風(fēng)噴口的濃淡形式有利于在爐膛主燃燒器區(qū)域組織一個高溫低氧的燃燒核心區(qū)，煤粉氣流準(zhǔn)確及時的進入高溫低氧的核心區(qū)域后，較低的過量空氣系數(shù)，相對較高的燃燒溫度，對煤粉及時有效的燃燒都會形成有利的條件。同時，在較低的過量空氣系數(shù)下，燃料型NOx的生成會得到有效抑制，較低的燃燒溫度可在根本上抑制溫度型NOx的產(chǎn)生，從而達到爐內(nèi)燃燒深度降低NOx的目標(biāo)。10）將二次風(fēng)進行反切分布措施防止?fàn)t內(nèi)結(jié)渣及高溫腐蝕，通過一、二次風(fēng)射流反切組合，在爐內(nèi)形成中心區(qū)和近壁區(qū)雙區(qū)分布，非常有利于防結(jié)渣。11）進行噴嘴兩側(cè)不同面積布置周界風(fēng)噴口，可以在爐內(nèi)水平斷面形成濃淡分布的同時，有效形成對水冷壁的保護，形成一股貼壁風(fēng)。以次作為我公司技術(shù)特色的一部分，在歷次改造中均證明其對降低NOx和保護水冷壁有積極的作用。作為二次風(fēng)的一部分，貼壁風(fēng)射流方向與水冷壁一致，并且位置處于近水冷壁區(qū)域，這部分二次風(fēng)不直接混入主燃燒區(qū)域，而是隨著煤粉燃燒，有組織的及時補入，同時，這部分二次風(fēng)在近壁區(qū)域形成了較高的氧化性氣氛，在有效冷卻沖擊的高溫灰粒防治爐膛結(jié)渣的同時，可抑制水冷壁的高溫腐蝕。（見下圖）一次風(fēng)噴嘴具有鈍體，噴嘴出口形狀為波形，可最大限度地卷吸噴嘴周圍的熱煙氣，采用濃淡分離技術(shù)，提高著火和低氧燃燒。并且增加周界風(fēng)，適用于調(diào)節(jié)燃燒情況。12）在噴嘴的設(shè)計中對一次風(fēng)的集中濃淡布置和大回流鈍體（見下圖）。改造后一次風(fēng)的集中布置，在一次風(fēng)射流的近噴口區(qū)域形成較高的煤粉濃度，大回流鈍體能最大程度的卷吸高溫?zé)煔饧哟蟾邷責(zé)煔鈱γ悍鄣膫鳠?，保證一次風(fēng)著火時間提前，相對于普通的一次風(fēng)形式，相當(dāng)于進一步增加了煤粉的停留時間。13）一次風(fēng)附近局部功能區(qū)。兩層一次風(fēng)噴口及中間布置的可擺動二次風(fēng)，在此區(qū)域形成一個高穩(wěn)燃、高析出功能性還原物質(zhì)的功能區(qū)。在兩層一次風(fēng)噴口集中濃淡的同時，可擺動二次風(fēng)可有效控制功能區(qū)煤粉著火時間，著火距離及此區(qū)域的相對燃燒氣氛，對進一步降低NOx和保證碳及時得到燃燒。14）上部燃盡風(fēng)（SOFA）的擺動。SOFA的垂直擺動，可對爐內(nèi)火焰中心標(biāo)高進行調(diào)整，同時能保證一部分少量碳的及時燃盡。SOFA水平擺動對調(diào)節(jié)爐膛出口的煙溫偏差作用明顯，在以往改造鍋爐中，水平擺動的燃盡風(fēng)能有效改變爐膛出口的煙溫偏差。15）對三次風(fēng)進行濃淡分離為上、下三次風(fēng)。上下三次風(fēng)的濃淡分離，上下三次風(fēng)風(fēng)量可以調(diào)控，既有利于NOx排放的有效控制，又有利于爐膛出口煙溫的調(diào)節(jié)。為了保證燃燒器具有良好的調(diào)節(jié)功能，因此我方開發(fā)了煤粉噴嘴的專利技術(shù)。16) 燃燒器與水冷壁采用滑動結(jié)合時，應(yīng)保證燃燒器與水冷壁之間正常的脹差移動，并應(yīng)有防止漏風(fēng)的有效措施。投標(biāo)人應(yīng)在投標(biāo)書中明確說明具體方案。17) 燃燒器四角處水冷壁鰭片的連接應(yīng)有防止因熱負荷及管長不同而拉裂水冷壁管的措施。我方在設(shè)計燃燒器與水冷壁的連接結(jié)構(gòu)時采用在燃燒器大風(fēng)箱的引進美國ABB/CE公司成熟技術(shù)，在燃燒器風(fēng)箱中增加鋼性隔板，與水冷壁的剛性梁連接在一起可以承受爐膛的防爆壓力。同時采用水冷套結(jié)構(gòu)，可吸收鍋爐爐膛的膨脹差，防止因熱負荷及管長不同而拉裂水冷壁管。18) 燃燒器的二次風(fēng)擋板應(yīng)開關(guān)準(zhǔn)確到位，每個風(fēng)門應(yīng)能實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。投標(biāo)人提供燃燒器入口一次風(fēng)彎頭后檢修插板門，且保證開啟靈活不漏粉。為保證整臺燃燒器及一次風(fēng)噴口的檢修及更換，燃燒器入口與送粉管道接口處采用法蘭連接方式而不采用焊接方式。19) 采用少氣點火為主的點火方式、關(guān)于少氣點火為主點火方式技術(shù)介紹如下：我公司采用的用于一次風(fēng)煤粉管道上的導(dǎo)熱式煤粉濃縮直接點火裝置。它主要包括煤粉一次風(fēng)道中的煤粉濃縮環(huán)，導(dǎo)熱裝置，穩(wěn)焰錐體，少氣點火器，和組合式隔斷門進退裝置。將以上部件組合在煤粉一次風(fēng)道中，首先利用少氣點火器3將一次風(fēng)道中的導(dǎo)熱體5加熱到800~900℃，煤粉先通過煤粉濃縮裝置進行濃縮，將集聚的煤粉送入導(dǎo)熱筒體中部，被高溫氣流和導(dǎo)熱體加熱，在瞬間著火，通過導(dǎo)熱體前端的穩(wěn)焰錐體6，可使已著火的煤粉氣流燃燒穩(wěn)定，并加熱流過一次風(fēng)道中的其余煤粉，從而使一次風(fēng)道上煤粉噴嘴出口的煤粉氣流直接燃燒穩(wěn)定。隔斷閘門4用于防止煤粉泄漏和當(dāng)少氣點火器進退投運時保護少氣點火器。見圖1。圖1. 導(dǎo)熱式煤粉濃縮直接點火裝置采用此點火裝置經(jīng)試驗后初步統(tǒng)計：采用這種點火方法可使燃料下降到原來的3%以下。本導(dǎo)熱式煤粉濃縮直接點火裝置采用同時提高煤粉濃度、氧氣濃度和燃燒溫度這種燃燒三要素的方法。實驗研究結(jié)果表明，只需微小的點火能量就能使煤粉著火并穩(wěn)定燃燒。 ~，經(jīng)過本煤粉濃縮裝置后，濃縮環(huán)將煤粉集中在導(dǎo)熱體中部，這時煤粉的濃度將達到3~7kg煤粉/kg空氣，高濃度的煤粉氣流對著火極為有利。在理論上一次風(fēng)煤粉氣流的濃度變化就反應(yīng)在一次風(fēng)率（r1k）上，取u為一次風(fēng)煤粉氣流的重量百分比濃度，則r1k與u的關(guān)系為：r1k=Br/(ρ1kuV0α)， Br—燃煤量，ρ1k—一次風(fēng)氣粉混合物密度，V0—理論空氣量，α—過量空氣系數(shù) 因此煤粉濃度增加，一次風(fēng)率減少，相應(yīng)地著火熱減少。依據(jù)熱力著火理論，試驗得出不同煤種的煤粉濃度對應(yīng)的著火溫度，如表1所示：表1 煤粉濃度與著火溫度的關(guān)系 煤種無煙煤煙煤褐煤煤粉初始濃度(kg/kg)104混合物著火溫度（℃）1220810750550375330490380310隨著煤粉濃度的增加，煤粉氣流的著火溫度是降低的，著火時間短，著火距離也變短。從試驗得出的上表可以看出，通過導(dǎo)熱體時在高溫在800~9000℃左右時，濃縮后的煤粉將完全被點燃著火。 當(dāng)煤粉被高溫火焰氣流和導(dǎo)熱體加熱著火后，隨著煤中水分的蒸發(fā)，溫度的上升，揮發(fā)分開始析出，揮發(fā)分的析出與固定碳的著火燃燒幾乎同時進行，釋放出來的揮發(fā)分會在氣相環(huán)境中或煤粒表面上燃燒，產(chǎn)生的熱量或者使環(huán)境溫度升高，并使煤粒本身被迅速加熱。使煤粒的化學(xué)結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)及孔隙機構(gòu)發(fā)生很大變化，從而改變了煤焦的反應(yīng)性能和燃燒速率。隨著進一步的燃燒，完成煤粉氣流著火。著火后的煤粉釋放出大量的熱量又將其它煤粉點燃，形成一個高溫火炬。從燃燒動力學(xué)來看，高溫可以使火焰穩(wěn)定, 火焰的穩(wěn)定極限是隨溫度的提高而加寬的，溫度的提高使火焰在較大范圍內(nèi)獲得穩(wěn)定，同時煤粉中的可燃物揮發(fā)分析出量大，也即在著火階段參加燃燒的可燃物濃度高，易著火和穩(wěn)定燃燒。另外空氣溫度越高，火焰也越穩(wěn)定，當(dāng)煤粉流出通過導(dǎo)熱體前端的穩(wěn)焰錐體6時，在穩(wěn)焰錐體6的氣流后部會形成一個回流區(qū)（見圖2），回流區(qū)可使已著火的煤粉氣流燃燒穩(wěn)定，并通過集氣流環(huán)7來加熱流過一次風(fēng)道中的其余煤粉，從而使一次風(fēng)道上的煤粉噴嘴9出口的煤粉氣流直接燃燒穩(wěn)定。隔斷閘門4用于當(dāng)微小油點火器3停用時退出一次風(fēng)道，防止煤粉泄漏和當(dāng)微小油點火器3進退投運時，保護微小油點火器。二次風(fēng)門10用來調(diào)節(jié)煤粉噴嘴9出口周圍的風(fēng)量，以便控制一次風(fēng)道1和煤粉噴嘴9的溫度。點火圖示和專利如下：點火燃燒過程20）我方負責(zé)鍋爐本體范圍內(nèi)的少氣點火系統(tǒng)的設(shè)計（包括操作臺、供氣母管、吹掃氣體管道及各管道至鍋爐各油槍的支管等的布置和支吊），并管道、吹掃管道、手動閥門、供試驗用的旁路閥、氣槍及配風(fēng)器、進退驅(qū)動裝置、連接金屬軟管、爐前氣閥、吹掃閥、調(diào)節(jié)閥、跳閘閥、高能點火器及其進退驅(qū)動裝置、壓力表、壓力開關(guān)、附件等。所供閥門滿足程控點火的要求。 工藝設(shè)計要求我方應(yīng)針對本工程采取可靠的方法與措施進行改造工程的設(shè)計，能達到如下設(shè)計要求：(1) 對與本工程相類似的燃燒系統(tǒng)改造業(yè)績加以分析比較，基于自身的技術(shù)特點，提出具體的燃燒系統(tǒng)改造設(shè)計方案。(2) 燃燒改造設(shè)計方案必須力求簡潔，避免增加過多而在實際運行中又無法實施的控制手段，不采用煤粉再燃技術(shù)。(3) 基于改造方案進行鍋爐的熱力校核計算，以驗證改造確保了鍋爐汽水系統(tǒng)和煙風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠運行。(4) 采用計算流體力學(xué)模型，模擬燃燒系統(tǒng)改造后爐膛內(nèi)的風(fēng)粉氣流混合、燃燒、燃燼風(fēng)的混合以及風(fēng)箱配風(fēng)均勻性等，作為燃燒系統(tǒng)改造的理論與設(shè)計指導(dǎo)。(5) 燃燒系統(tǒng)的設(shè)計在控制NOx排放的同時，還應(yīng)采取著火穩(wěn)燃措施和防止煤粉回火措施。(6) 燃燒系統(tǒng)的設(shè)計和布置，應(yīng)保證爐膛空氣動力場良好、爐膛出口煙氣溫度場均勻、受熱面不產(chǎn)生超溫和高溫腐蝕。避免火焰直接沖刷水冷壁，防止燃燒器出口及水冷壁結(jié)焦，保證鍋爐安全經(jīng)濟運行。投標(biāo)方還應(yīng)提供鍋爐在不同負荷時燃燒器的優(yōu)先投入方式及所選取的主要設(shè)計參數(shù)。(7) 實施爐內(nèi)空氣分級低氮燃燒改造時，應(yīng)采取措施保證水冷壁壁面氣氛在安全范圍內(nèi)，防止水冷壁結(jié)渣、磨損與高溫?zé)煔飧g。(8) 燃燒器的設(shè)計與布置不改變現(xiàn)有燃燒器的標(biāo)高，燃燒器噴嘴能夠上下擺動，具有汽溫調(diào)節(jié)功能，不改變現(xiàn)有的主、再熱汽溫調(diào)節(jié)模式。(9) 暴露于爐膛高溫區(qū)域的一、二次風(fēng)、燃盡風(fēng)等噴口必須采用耐高溫、耐磨損的合金材料制造，當(dāng)燃燒器檢修時，可以從外部進行拆裝。(10) 燃燒器易磨損部件的使用壽命不低于10萬小時。(11) 防腐材料的使用壽命不少于15年。(12) 膨脹節(jié)的使用壽命不少于10年。 工藝改造范圍我方將提供一套全新設(shè)計和制造的、完整的燃燒改造系統(tǒng)。燃燒改造系統(tǒng)構(gòu)成如下：(1) 除少氣點火裝置、鍋爐氣槍（含點火器）外的所有燃燒器設(shè)備（煤粉管道接口、燃燒器本體、防磨噴嘴、周界風(fēng)噴口、執(zhí)行機構(gòu)及其附件等）；(2) 一、二次風(fēng)（一二次風(fēng)箱、一二次風(fēng)噴嘴、導(dǎo)流板、調(diào)節(jié)擋板、執(zhí)行機構(gòu)及其附件等）；(3) 燃燼風(fēng)（燃燼風(fēng)管道、膨脹節(jié)、支吊架、燃燼風(fēng)風(fēng)箱、導(dǎo)流板、調(diào)節(jié)擋板、燃燼風(fēng)噴嘴、燃燼風(fēng)流量測量、執(zhí)行機構(gòu)及附件等）；(4) 水冷壁（水冷壁彎管及修整管）；(5) 電氣、儀表及控制（電源盤、控制柜、電纜等）；(6) 附屬系統(tǒng)（支吊架、樓梯平臺、檢修起吊設(shè)施、防腐、保溫設(shè)計和油漆等）；(7) 其它（設(shè)計和設(shè)備供貨、技術(shù)服務(wù)及培訓(xùn)、設(shè)備標(biāo)識、安全標(biāo)識）。 性能要求我方保證燃燒系統(tǒng)的性能滿足本工程的具體要求，主要指標(biāo)如下：(1) NOx(以標(biāo)態(tài)下的NO2計)排放濃度不大于400mg/Nm3。(2) BMCR鍋爐效率不小于91%（低位熱值），%。(3) 煙氣中的CO濃度不大于100181。L/L。(4) 不增加減溫水與吹灰器的吹掃頻率，且不發(fā)生爐膛結(jié)渣、水冷壁磨損與高溫?zé)煔飧g。(5) 整套燃燒系統(tǒng)的可用率保證100%。(6) 所有保溫層表面的最大溫度50℃（廠址區(qū)域在25℃環(huán)境條件下）。(7) 爐膛出口煙溫偏差50℃。 設(shè)備技術(shù)要求(1) 煤粉燃燒器的進口彎管處采用雙金屬耐磨材料，外層用Q235A、內(nèi)層用KMTBCr15MoG(FCr28)，彎管厚度不低于20mm，使用壽命不小于10年。(2) 煤粉濃縮器上裝有防磨陶瓷磚，整流葉片經(jīng)過熱處理，噴涂防磨材料。(3) 設(shè)備制造材料采用ASTM297級別的HE鑄件、309SS（面向爐內(nèi)高溫部件）、304SS、以及碳鋼等。(4) 所有的墊片、螺母、螺栓和墊圈要求現(xiàn)場安裝。(5) 煤粉燃燒器的噴嘴能夠上下擺動，參與汽溫調(diào)節(jié)。(6) 根據(jù)燃燒器的標(biāo)高布置，確認現(xiàn)有的火焰看火孔是否可用，如不可用則需重新開設(shè)火焰看火孔。 SOFA噴嘴我方根據(jù)需要在燃燒器上部適當(dāng)位置的水冷壁上開孔，用于安裝新增設(shè)的分離型SOFA燃燼風(fēng)噴嘴，燃燼風(fēng)應(yīng)具有足夠的穿透深度和覆蓋廣度。(1) 燃燼風(fēng)配置單獨的執(zhí)行機構(gòu)，能夠使噴嘴分別在水平方向和垂直方向擺動，水平方向采用就地手動調(diào)節(jié)及遠動調(diào)節(jié)，垂直方向氣動遠程調(diào)節(jié)；各角噴嘴應(yīng)能單獨調(diào)節(jié)。(2) 每只SOFA噴嘴采用氣動擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量。(3) 為每角的燃燼風(fēng)設(shè)獨立的流量測量裝置，并配有反吹清掃系統(tǒng)。投標(biāo)方提供的燃燼風(fēng)噴嘴流量測量裝置，應(yīng)由招標(biāo)方選擇確定。(4) SOFA噴嘴暴露在爐內(nèi)高溫區(qū)的部件應(yīng)采用耐高溫合金材料制造。 水冷壁開孔燃燒器標(biāo)高的變化、新增設(shè)的SOFA燃燼風(fēng)噴口及看火孔的位置變化等，均需要將部分水冷壁管道彎曲開孔。(1) 水冷壁彎管材質(zhì)應(yīng)與現(xiàn)有水冷壁管材質(zhì)和尺寸相一致。(2) 水冷壁彎管制造嚴格保證質(zhì)量，對水冷壁管材進行100%渦流探傷，并切除兩端盲區(qū)（至少各200mm）所有對接焊縫進行100%射線探傷，對所有鰭片焊縫（如有）進行著色（或磁粉）探傷，在水壓試驗前應(yīng)進行通球試驗。(3) 應(yīng)采取措施將改造后不用的水冷壁彎管孔洞封閉修整。(4) 現(xiàn)有水冷壁區(qū)域的吹灰器的標(biāo)高與位置如需調(diào)整，則由我方負責(zé)。關(guān)于鍋爐低NOx燃燒器改造圖紙見附圖3 脫硝裝置的總體要求 脫硝裝置包括所有需要的系統(tǒng)和設(shè)備至少應(yīng)滿足以下總的要求： 本工程煙氣脫硝部分按以下兩個方案分別提供投標(biāo)方案和報價：a) 采用SNCR+SCR工藝，使用尿素作為脫硝還原劑。SNCR脫硝效率不低于 40%，總的脫硝效率不低于80%。關(guān)于采用