燃煤锅炉改燃气锅炉技术方案.doc
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4、: 唐山信德锅炉集团有限公司 (盖单位章)法定代表人或其委托代理人: (签字) 2013 年 7 月 18 日二、技术方案中海石油中捷石化现有原唐山信德锅炉集团有限公司生产的35t/h(型号:XD35-3.82/450-M5)链条炉排燃煤锅炉,现欲将锅炉改成燃烧生产过程中产生的干气。启动时,由于没有干气产出,采用燃烧柴油,也就是说,该台锅炉考虑既燃柴油又燃烧干气,柴油只是短时间使用。现将改造方案说明如下:一、锅炉参数和基本情况1.原锅炉参数(100%负荷):蒸发量:35t/h过热蒸汽温度:450过热蒸汽压力:3.82MPa给水温度:104锅筒工作压力:4.2 MPa减温水量:1.54t/h燃料
5、消耗量:7044Kg/h理论设计效率:81.5%理论排烟温度:149燃料:烟煤原锅炉采用机械化的链条炉排燃烧设备,用加煤斗进行自动落煤。2. 燃干气2.1改后100%负荷锅炉参数(燃最好水平时的燃料):蒸发量:35t /h过热蒸汽温度:450过热蒸汽压力:3.82MPa给水温度:104锅筒工作压力:4.2 MPa减温水量:0.016t/h燃料热值:8059kcal/Nm3燃料消耗量:3242.48Nm3/h改后理论设计效率:92.97%改造理论排烟温度:121.5附热力计算书:2.2改后100%负荷锅炉参数(燃最差水平时的燃料):蒸发量:35t /h过热蒸汽温度:450过热蒸汽压力:3.82M
6、Pa给水温度:104锅筒工作压力:4.2 MPa减温水量:0.178t/h燃料热值:8059kcal/Nm3燃料消耗量:4381Nm3/h改后理论设计效率:92.61%理论排烟温度:124.2附热力计算书:燃料:干气,成分见表:气柜瓦斯组分全分析最差水平(%)最好水平(%)H232.3452.01O20.191.01N226.6317.13CO1.450.34CO21.400.33甲烷16.923.55乙烷6.571.50乙烯8.531.43丙烷0.601.23丙烯2.402.21异丁烷1.021.52正丁烷0.301.66反丁烷0.347.39正丁烯0.283.33异丁烯0.290.33顺丁
7、烯0.243.88异戊烷0.380.73正戊烷0.020.071,3-丁二烯0.000.04H2S含量2000 mg/m3500 mg/m33. 燃柴油3.1改后100%负荷锅炉参数(燃柴油):蒸发量:35t /h过热蒸汽温度:450过热蒸汽压力:3.82MPa给水温度:104锅筒工作压力:4.2 MPa减温水量:0.294t/h燃料热值:10246.5kcal/Kg燃料消耗量:2567Kg/h改后理论设计效率:92.36%理论排烟温度:130.8附热力计算书:根据热力计算,改燃干气且满负荷运行后排烟温度约120,过热蒸汽温度能达到额定参数,但减温幅度较小。但如果不在满负荷状态运行时,燃干气时
8、减温水量减小至0Kg/h。且在此情况下运行排烟温度降进一步降低,应考虑酸露点腐蚀。为此,我们考虑在空气预热器处设置旁路风道,在低负荷运行时可以将旁路风道打开或打开一部分,以提高排烟温度,从而可以减小由于烟气温度低导致的烟气对尾部烟气通道的影响。经烟风阻力计算,原引风机、鼓风机的风压和风量满足要求,可以使用。二、设计、制造及验收标准锅炉安全技术监察规程TSG G0001锅炉房设计规范GB50041燃油(气)燃烧器安全技术规则TSG ZB001工业锅炉通用技术条件JB/T10094锅炉安装工程施工及验收规范GB50273工业金属管道工程施工质量验收规范GB50184现场设备、工业管道焊接工程施工及
9、验收规范GB50236油罐设计收规范GB50341锅炉大气污染物排放标准GB13271输送流体用无缝钢管GB/T8163工业金属管道工程施工质量验收规范GB50184压力容器GB150.1-4三、燃烧器1.1锅炉选用单台燃烧能力为1400104kCal/h的干气、轻柴油两用燃烧器2台。燃烧器技术参数如下:单台燃烧器热负荷:1400104kCal/h燃烧器调节方式:自动比例调节,同时具有手动调节功能。干气燃料压力:20-40KPa助燃风压:风压:2.1KPa 负荷调节比:1:5燃烧效率:99排烟等级:林格曼1级烟气含量:氧含量3%(干基)烟气NOX浓度: 燃气160mg/m3;燃油300mg/m
10、3烟气CO浓度: 燃气95mg/m3;燃油125mg/m3烟尘排放浓度:燃气50mg/m3;燃油50mg/m3燃烧头材质:耐热不锈钢点火方式:高压电子自动点火1.2燃烧器特点为:1.2.1燃烧器设计燃料燃烧稳焰区与喷头保持一定距离,喷头一直处于冷却状态,故喷头寿命长,不结焦,不堵塞,燃烧机性能良好,运行稳定。1.2.2燃烧器在结构设计上满足干气与轻油一个燃烧头燃烧,干气通过燃气管道进入同燃烧头,油枪在燃烧头中间。燃料燃烧充分、效率高、节能显著火焰成形好、规则,刚劲有力,不发飘,呈蓝色的流股状火焰;1.2.3燃烧器燃烧充分、效率高、节能显著;1.2.4燃烧器维护简单、使用周期长;1.2.5燃烧器
11、对燃料适应性强,操作弹性大。1.2.6燃烧器采用多喷管预混式燃烧机,燃料与空气在燃烧头就已经混合好组织燃烧,形成火焰后喷入炉膛,而不是在进入炉膛后再混合燃烧。点火枪着火后,燃气沿阀门及管路喷入燃烧头内,经点火枪点燃后与径向旋流、轴向环流、轴向径向小股风均匀混合,呈流股状火焰喷入炉膛。助燃风与燃气在喷口附近迅速混合,从而加速了燃料的燃烧速度,提高燃烧温度,使燃烧完全。能保证燃气着火及时、燃烧稳定、不熄火不脱火、高低负荷调节方便。1.2.7燃烧器在结构上确保点火燃油气枪可方便单独拆装,以便维护清理。1.2.8本方案采用PLC控制程序与安全保护,预留上位DCS通讯接口,方式为:TCP/IP,采用紫外
12、火焰探测,采用PLC控制器PID调节控制锅炉蒸汽压力,实行负荷调节。1.2.9燃烧器燃气调节阀、调风阀单独比例调节。1.3燃烧及控制系统1.3.1点火前,熄火或停机后风机自动吹扫炉膛,时间不少于3分钟(可调)。风机与控制盘有安全电气联锁,启动时,只有先启动鼓风机才能打开燃气快切阀;停炉时,先自动停燃气供应,后停鼓风机,当鼓风机运行中突然停止时,燃气供应自动停止。1.3.2点火前进行上位机联锁保护、风机联锁保护、危低水位保护、燃气压力保护、阀组检漏、阀位保护,全部通过后才进入下一程序;1.3.3全程自动火焰检测,随时显示火焰状态,熄火停炉保护;1.3.4燃气高低压保护,风压压力低保护;1.3.5
13、燃油压力低保护;1.3.6安全联锁装置的电源中断自动停炉,故障待机保护报警锁定、保护;1.3.7双气动阀阀组检漏、阀位保护;1.3.8以锅炉蒸汽压力为目标,连续自动完成比例式燃料调节和鼓风风量调节,燃烧机调节比1:5;1.3.9鼓风机断相、过载及短路保护;1.3.10燃烧器运行信号上传。2.1 控制说明2.1.1系统构成图:数据设定数据检测压力开关等火焰信号 PID调节仪PLC点火器、点火阀、主阀燃气调节阀、调风阀2.1.2系统可实现的功能 控制系统主要实现燃烧机的燃气、助燃风压力检测、自动吹扫、阀组检漏、自动点火、熄火保护、故障报警停炉的顺序控制和保护,以及蒸汽压力的控制与保护,用户通过仪表
14、和按钮可实现对该系统的参数设定和系统设备的控制。具体控制过程如下: 系统启动后,先检测燃气压力,然后启动助燃风机检测助燃风压力并吹扫炉膛,同时进行阀组检漏并阀位检测,全部通过后,到设定时间点燃燃气点火枪,点火成功后打开主燃气阀。点着火后,燃烧机进入正常工作状态,检测蒸汽压力后采用PID调节方式,通过调节燃气(燃油)的流量实现对蒸汽压力的控制。安全系统一直跟踪检测火焰信号、燃气压力、风压、锅炉安全运行(水位、蒸汽压力、炉膛压力)信号,如中途熄火或者燃气风压不符合规定值时会自动切断燃气供应,报警并加大风门吹扫炉膛。燃烧机报警后不会自动重新点火,必须人工复位后,查明并清除故障原因才可以进入新一轮点火
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