1、卷册检索号21-Q243 K辽阳石化分公司热电厂锅炉装置 5 号炉燃烧器改造项目工程可 行 性 研 究 报 告电力工程设计甲级证书 证书编号 060021-sj工程咨询甲级资质证书 证书编号 工咨甲 2030808003辽 宁 电 力 勘 测 设 计 院2006 年 08 月 沈阳辽阳石化分公司热电厂锅炉装置 5 号炉燃烧器改造项目工程可行性研究报告院 长：总 工：项目经理：目 录1 概述11.1 项目概况及改造的必要性1.2 设计依据1.3 设计范围1.4 主要设计原则2 燃烧器改造.22.1 燃烧器改造2.2 改造前后节能情况3 施工轮廓进度.154 投资估算及经济评价.164.1 投资估
2、算4.2 经济评价5 结论.17附件 1.5 号锅炉燃烧器改造后方案简图附件 2.辽阳石化分公司关于委托编制热电厂锅炉装置5 炉燃烧器改造项目可行性研究报告的函参 加 设 计 人 员专 业 主要设计人 专业工程师热机 马士峰 张宏强技经 张世光 田恩东辽阳石化分公司热电厂锅炉装置 5 号炉燃烧器改造项目工程 可行性研究报告辽宁电力勘测设计院 - - 2006 年 08月11 概述1.1 项目概况及改造的必要性辽阳石化分公司热电厂现有机组均投产于 20 世纪 90 年代，总装机规模为七炉八机。其中 5 号锅炉为 BG-410/100-M 型，是北京巴布科克.威尔科克有限公司生产厂生产的单汽包、自
3、然循环、 型布置的固态排渣煤粉炉。锅炉结构全部为钢结构，除下级省煤器和空气预热器采用支承方式外，锅炉本体全部悬吊于顶板上。炉膛断面为正方形，深度和宽度均为 9980mm，炉膛四周由 605，节距为 80mm 的膜式水冷壁，前后水冷壁下部管子倾斜与水平线成 50角，形成冷灰斗，后水冷壁在炉膛出口下缘向炉内凸起形成具有35上倾角和 30仰角的折焰角。从炉膛拐点（10100 mm）起至汽包中心绝对高度为 32600mm。炉膛顶棚管标高 39.0 米，运转层标高为 9.0 米。由于辽阳石化热电厂煤源变化较大，燃煤煤质波动范围大，造成锅炉燃烧器无法适应。5 号锅炉自 1993 年投产以来，通过实际运行发
4、现，锅炉负荷在 400t/h 左右常规运行时，减温水量比较大，炉膛部分结焦，屏式过热器结焦比较严重。在 1996 年由哈工大将原燃烧器改造为浓淡燃烧器，改造后的燃烧器仍然存在：锅炉炉内燃烧组织不好，锅炉结焦、减温水量大、370t/h 以上负荷运行时燃烧不稳、氮氧化物排放量高、锅炉效率低等问题。为了解决现有问题，保持锅炉运行的稳定性、安全性、经济性，以适应燃烧多煤种的需要，辽阳石化分公司热电厂对 5 号锅炉进行燃烧系统改造是必要的。1.2 设计依据1.2.1 严格执行火力发电厂设计规程 （GB50049-94） 。1.2.2 经济评价按采用中国石油天然气股份有限公司建设项目经济评价方法与参数 。
5、1.2.3 辽阳石化分公司关于委托编制热电厂锅炉装置 5 号炉燃烧器改造可行辽阳石化分公司热电厂锅炉装置 5 号炉燃烧器改造项目工程 可行性研究报告辽宁电力勘测设计院 - - 2006 年 08月2性研究报告的函。1.3 设计范围1.3.1 对 5 号锅炉燃烧系统进行改造：a.）燃烧器本体及固定装置。b.）燃烧器二次风箱及与之相接的二次风道接口。c.)燃烧器区域弯管水冷壁。d.)一次风管加装可调缩孔e.)部分一次风管弯头更换。 f.)燃烧器系统保温油漆及耐火塑料浇注。1.3.2 对上述系统的附属部分的设计：a.)燃烧器的二次风喷口。b.)下二次风喷口内的四个角高能点火枪及油枪。c.)火焰检测探
6、头。1.4 主要设计原则1.4.1 工艺系统设计应在保证电厂安全生产的条件下尽可能的利用现有条件，减少拆迁量，以减少投资。1.4.2 以安全生产，提高锅炉运行的稳定性、安全性，经济性为原则。各系统设计均应严格遵守相关的规程规定。2 燃烧器改造2.1 燃烧器改造2.1.1 原有燃烧系统存在的问题辽阳石化分公司热电厂 5 号锅炉为 BG-410/100-M 型，单汽包、自然循环、 型布置的固态排渣煤粉炉。锅炉结构全部为钢结构，除下级省煤器和空气预热器采用支承方式外，锅炉本体全部悬吊于顶板上。炉膛断面为正方辽阳石化分公司热电厂锅炉装置 5 号炉燃烧器改造项目工程 可行性研究报告辽宁电力勘测设计院 -
7、 - 2006 年 08月3形，深度和宽度均为 9980mm，炉膛四周由 605，节距为 80mm 的膜式水冷壁，前后水冷壁下部管子倾斜与水平线成 50角，形成冷灰斗，后水冷壁在炉膛出口下缘向炉内凸起形成具有 35上倾角和 30仰角的折焰角。从炉膛拐点（10100 mm）起至汽包中心绝对高度为 32600mm。炉膛顶棚管标高39.0 米，运转层标高为 9.0 米。锅炉采用辐射、对流过热器，按烟气流向炉顶分别悬挂屏式过热器、高温过热器和低温过热器。在后竖井布置有上级省煤器、上级空气预热器、下级省煤器和下级空气预热器。屏式过热器为辐射式，高温过热器和低温过热器为对流过热器。空预器为立式管式空预器。
8、过热器系统采用两级减温水，一级减温布置在低温过热器和屏式过热器之间，在屏式过热器和高温过热器之间布置有二级减温器，喷水水源来自锅炉给水。炉膛出口烟气温度为1097.7。喷燃器为正四角切向的固定直流式煤粉喷燃器，于 1996 年 8 月由哈工大将原燃烧器改造为水平浓淡燃烧器，保持二次风喷口不动，一次风喷口改成水平浓缩煤粉燃烧器，一次风速平均风速降为 26m/s。考虑到所燃用的烟煤着火性能比较好，采用浓、淡不等风速设计，浓缩比为 PQ=1.4，浓一次风流速 30m/s，淡一次风流速 22m/s。二次风喷口中间采用直隔板隔开，各喷口距离不变。一次风喷口与二次风喷口以反切的方法布置，两者的中心线夹角为
9、 534，其目的是利用一次风射入炉后偏转使煤粉更加密集，保证在高一次风速下的稳燃性能。二次风四角反向相切，假想切圆直径为 600mm。每组喷燃器喷口由两层二次风夹一层一次风喷口，分三层共计六个二次风喷口，三个一次风喷口，在第一、二层下二次风喷口装有自动点火装置。各二次风喷口均设置单独的风量调节装置。一次风喷口面积 F10.1103m212，二次风口截面积 F1 0.1395m224。原锅炉各参数见表 1表 5。辽阳石化分公司热电厂锅炉装置 5 号炉燃烧器改造项目工程 可行性研究报告辽宁电力勘测设计院 - - 2006 年 08月4表 1 各喷口的标高层数 喷口 标高（ mm）上二次风 1676
10、0上一次风 16350第三层下二次风 15940上二次风 15160中一次风 14750第二层下二次风 14340上二次风 13560下一次风 13150第一层下二次风 12740表 2 燃烧器主要设计参数名称 一次风 二次风 漏风风率（% ） 30 69.2 0.8风温（） 57 312风速（m/s ） 30 45风口面积（单角） 0.3308 0.837风口数量（个） 12 24表 3 设计煤质分析序号 名称 符号 单位 数值1 收到基碳 Car % 58.6562 收到基氢 Har % 3.363 收到基氧 Oar % 7.284 收到基氮 Nar % 0.795 收到基硫 Sar %
11、0.636 收到基灰分 A ar % 19.777 收到基水分 Mar % 9.618 空气干燥基水分 Mad % 2.859 收到基挥发分 Mar % 32.3110 低位发热量 Qnet.ar Kcal/kg 536011 t1 111012 t2 119013灰熔点t3 1270辽阳石化分公司热电厂锅炉装置 5 号炉燃烧器改造项目工程 可行性研究报告辽宁电力勘测设计院 - - 2006 年 08月5表 4 锅炉主要设计参数项目 单位 数值汽包工作压力 MPa 11.28主汽温度 MPa 540主汽压力 T/H 9.8主汽流量 410给水温度 215排烟温度 130.3锅炉效率 92.2燃
12、料消耗量 t/h 50.759表 5 锅炉原热力计算结果汇总表类别 名称 符号 单位 数值型号 HG-130/39-3燃烧方式 煤粉蒸发量 Dj t/h 410过热蒸汽压力 Pzq MPa 9.8过热蒸汽温度 tzq 540给水温度 tgs 215锅炉规范汽包蒸汽压力 Pqb MPa 11.28排烟热损失 q2 % 5.35化学未燃烧热损失 q3 % 0.5机械未燃烧热损失 q4 % 1.5散热损失 q5 % 0.41热损失灰渣物理热损失 q6 % 0锅炉机组效率 % 92.2燃料消耗量 B t/h 50.759热平衡 燃料计算耗量 Bj t/h 49.998空气过剩系数 lt 1.2容积 V
13、T m3 2545理论燃烧温度 2027.6炉膛出口烟气温度 1097.7总辐射受热面积 HFS m2 1286.6炉膛总面积 Fz m2 1298.6炉膛 辐射传热量 QFS kcal/kg 2980.7辽阳石化分公司热电厂锅炉装置 5 号炉燃烧器改造项目工程 可行性研究报告辽宁电力勘测设计院 - - 2006 年 08月6类别 名称 符号 单位 数值容积热负荷 QV kcal/m3h 107.5103截面积热负荷 QF kcal/m3h 2.731106辐射受热面热负荷 Bj QFS/ HFSkcal/m3h 118.3103型 式 喷水减温一级减温幅度 t1 29.3二级减温幅度 t2
14、13.8额定负荷一级喷水量 D1 % 19.3减温器额定负荷一级喷水量 D2 % 6省煤器沸腾率 X % 0预热器进风温度 tR 30热风温度 trf 327.9尾部受热面排烟温度 tpy 130.35 号锅炉 1996 年由哈工大将原燃烧器改造为浓淡燃烧器，改造后的燃烧器仍然存在影响锅炉运行稳定、安全的因素。现燃烧系统存在问题主要表现为锅炉炉内燃烧组织不好，具体如下：a. )一、二次风射流刚性差，易偏斜，使实际燃烧切圆过大，造成火焰冲刷水冷壁，燃烧区域水冷壁结渣。并导致着火距离喷口太近，喷口区域结渣及烧坏喷口。b.）一、二风混合不好，造成煤粉燃烬推迟，火焰抬高，飞灰含碳量增加，致燃烧区域上部及大屏结渣，减温水量增加。c.）制粉系统一次风无法调整，造成一次风风速各角不一，致使各角刚性不一，无法与二次风组成合理燃烧工况( 一、二次风动量比失衡) ，炉膛火焰偏斜，运行中乙侧墙和后墙炉膛火焰温度较其它部分高。d.）在高负荷下喷口区域热负荷过大，在燃烧器区结焦和烧坏喷口。e.）在高负荷时，屏式过热器结焦比较严重,尤其在大多数在吹灰器喷口处结焦较为严重；角区及一、二次风喷口均有严重结焦现象，当运行时间较长时，炉膛掉焦，使得燃烧不稳。
