煙氣脫硝及鍋爐低氮燃燒改造工程招標(biāo)文件(DOC 143頁).doc

華威和田2135MW熱電廠工程煙氣脫硝及鍋爐低氮燃燒改造工程第二卷 技術(shù)部分投標(biāo)文件招 標(biāo) 方：華威金鑫實(shí)業(yè)有限公司業(yè) 主 方：華威和田發(fā)電有限公司設(shè) 計(jì) 院：湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院投 標(biāo) 方：上海海陸天新熱能技術(shù)有限公司2013年2月 目錄投標(biāo)文件- 0 -第一章 技術(shù)規(guī)范- 1 -1.1 總則- 1 -1.2 工程概況- 3 -1.3 設(shè)計(jì)與運(yùn)行條件- 6 -1.4 技術(shù)要求- 11 -1.5 標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范- 109 -1.6 性能保證值 （單臺(tái)機(jī)組）- 110 -第二章 供貨范圍- 123 -2.1 一般要求- 123 -2.2 供貨范圍- 125 -第三章 設(shè)計(jì)范圍和設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)- 126 -3.1 概述- 126 -3.2 設(shè)計(jì)部分- 127 -3.3 設(shè)計(jì)接口界限- 130 -3.4 設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)- 130 -第四章 技術(shù)資料內(nèi)容和交付進(jìn)度- 131 -4.1 投標(biāo)階段提供的資料- 131 -4.2 項(xiàng)目實(shí)施階段的資料- 132 -4.4 投標(biāo)方提供的資料份數(shù)- 135 -第五章 設(shè)備交付進(jìn)度- 135 -5.1 交貨進(jìn)度- 135 -第六章 檢驗(yàn)、試驗(yàn)和驗(yàn)收- 135 -6.1 概述- 136 -6.2 工廠檢驗(yàn)及試驗(yàn)- 137 -6.3 現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和試驗(yàn)- 138 -6.4 驗(yàn)收試驗(yàn)（性能考核測(cè)試）- 138 -第七章 技術(shù)培訓(xùn)- 138 -7.1 培訓(xùn)內(nèi)容- 138 -7.2 培訓(xùn)方式- 139 -第八章 現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)與調(diào)試- 139 -8.1 技術(shù)服務(wù)- 139 -8.2 調(diào)試- 141 -第九章 分包商清單- 142 -第十章 差異表- 142 -十一章 投標(biāo)商說明的其他問題- 142 -第十二章 投標(biāo)文件附圖- 142 -第一章 技術(shù)規(guī)范 1.1 總則 本技術(shù)條件書適用于華威和田2135MW熱電廠工程煙氣脫硝及鍋爐低氮燃燒改造項(xiàng)目，它提出了該項(xiàng)目的功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、性能、安裝和試驗(yàn)等方面的技術(shù)要求。 總的技術(shù)要求: （1） 低氮燃燒改造后，在鍋爐 50%110%BMCR 負(fù)荷范圍內(nèi)，脫硝裝置不投運(yùn)時(shí)鍋爐NOx排放濃度不高于 400mg/Nm3（干基，6%O2）（2）本工程煙氣脫硝部分按以下兩個(gè)方案分別提供投標(biāo)方案和報(bào)價(jià)：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%。b) 采用SCR工藝，使用尿素作為脫硝還原劑，總的脫硝效率不低于80%。（3） 脫硝裝置的控制納入機(jī)組 DCS，由招標(biāo)方統(tǒng)一招標(biāo)采購，不在本項(xiàng)目供貨范圍內(nèi)。 （4）在鍋爐 50%110%BMCR 負(fù)荷范圍內(nèi)，脫硝裝置出口 NOx 濃度不高于 100 mg/Nm3 。 （5） NH3 逃逸量應(yīng)控制在 2.28ppm 以下。 （6） 脫硝裝置可用率不小于 95%，服務(wù)壽命為 30 年。 （7） 低氮燃燒器采用少氣點(diǎn)火及助燃。（8） 我方提供成熟的技術(shù)。 本技術(shù)條件書提出的是最低限度的技術(shù)要求，并未對(duì)一切技術(shù)要求做出詳細(xì)規(guī)定，也未充分引述有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的條文。我方保證提供符合本技術(shù)規(guī)范書和現(xiàn)行工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)的、完整的、可靠的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)該是產(chǎn)品成熟、技術(shù)先進(jìn)、具有制造經(jīng)驗(yàn)的復(fù)制品，而不是試制品。 本項(xiàng)目須遵守的相關(guān)規(guī)程規(guī)范如下（包括但不限于此）：大型煤粉鍋爐爐膛及燃燒器性能設(shè)計(jì)規(guī)范JB/T 10440-2004燃煤煙氣脫硝技術(shù)裝備 GB/T21509-2008火電廠煙氣脫硝技術(shù)導(dǎo)則 DL 296-2011火電廠煙氣脫硝工程施工驗(yàn)收技術(shù)規(guī)程 DL5257-2010火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范 選擇性催化還原法 HJ562-2010火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范 選擇性非催化還原法 HJ563-2010我方提供的產(chǎn)品完全滿足招標(biāo)規(guī)范書的要求。 如果投標(biāo)方?jīng)]有以書面方式對(duì)本規(guī)范書的條文提出異議，那么招標(biāo)方將認(rèn)為投標(biāo)方提出的產(chǎn)品完全符合本規(guī)范書的要求。如有異議，應(yīng)在投標(biāo)書中說明本技術(shù)條件書所引用的標(biāo)準(zhǔn)若與投標(biāo)方所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生矛盾時(shí)，按較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 我方對(duì)脫硝裝置的成套系統(tǒng)設(shè)備（含輔助系 統(tǒng)與設(shè)備）負(fù)有全責(zé)，即包括分包（或采購）的產(chǎn)品。分包（或采購）的產(chǎn)品制造商事先征得招標(biāo)方的認(rèn)可。 在合同簽定后，招標(biāo)方有權(quán)因規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程發(fā)生變化而提出一些補(bǔ)充要求，我方將遵守這些要求。 1.2 工程概況 1.2.1 概述 建設(shè)規(guī)模：2135MW燃煤鍋爐低氮燃燒改造及新建煙氣脫硝裝置。工期：鍋爐低氮燃燒改造要求2013年4月30日前完成。2013年12月30日首臺(tái)機(jī)組通過試運(yùn)行， 2014年3月30日第二臺(tái)機(jī)組通過試運(yùn)行，煙氣脫硝裝置要求隨鍋爐安裝進(jìn)展同步進(jìn)行。1.2.2 場(chǎng)地條件和自然條件 廠址概述本工程廠址位于和田市北部的一塊自然形成的風(fēng)積沙丘內(nèi)，距和田市中心約7km。地處東經(jīng)795425.21，北緯371020.40。 氣象條件本工程廠址位于和田市附近，和田市位于歐亞大陸深處，由于昆侖山和帕米爾高原的阻擋作用，使海洋濕氣難以進(jìn)入，形成了當(dāng)?shù)貥O度干旱的暖溫帶大陸性氣候，其氣候特點(diǎn)為：氣候干燥、蒸發(fā)量大、降水稀少且年、季變化大、晴天多、日照長(zhǎng)、熱量資源豐富、氣候變化劇烈、冬寒夏暑、晝熱夜冷、全年平均風(fēng)速小。主要?dú)庀筇卣鲄?shù)：(資料年代19522009年)多年平均氣壓 862.3 hpa多年平均氣溫 10.2 多年極端最高氣溫 41.1 多年極端最低氣溫 - 19.3 多年年最大降水量 100.9 mm多年一日最大降水量 26.6 mm多年最大積雪厚度 14 cm 多年最大凍土深度 67 cm多年平均雷暴日數(shù) 3.1 d多年最多雷暴日數(shù) 11 d多年最多沙暴日數(shù) 54 d多年平均降雨日數(shù) 18.2 d多年平均地溫 25.9 多年最高地溫 73.2 多年最低地溫 -3.5 多年平均相對(duì)濕度 78 %多年最小相對(duì)濕度 14 %多年平均水汽壓 21 hpa多年最大水氣壓 36 hpa多年最小水氣壓 5 hpa多年年平均蒸發(fā)量 2662.3 mm累年極端最大蒸發(fā)量 3137.3 mm累年極端最小蒸發(fā)量 2159.0 mm多年平均風(fēng)速 1.92 m/s多年極大風(fēng)速 18.0 m/s全年主導(dǎo)風(fēng)向、次主導(dǎo)風(fēng)向 SW和SSW、W冬季主導(dǎo)風(fēng)向、次主導(dǎo)風(fēng)向 SW、SSW和W夏季主導(dǎo)風(fēng)向、次主導(dǎo)風(fēng)向 SW、SSW和WSW- 144 -表1-1 和田氣象站各氣象要素累年各月統(tǒng)計(jì)特征值 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月月平均相對(duì)濕度382429203037394137354250月平均氣壓867.2863.9862.1860.4858.8856.3855.4857.2861.6865.9867.5868.3月平均雷暴日數(shù)0001715520000月平均氣溫-16.620.724.125.624.420.012.74.4-2.8平均最高氣溫23.427.531.032.631.327.220.311.12.7平均最低氣溫-9.3-4.23.410.314.517.919.518.513.86.3-0.9-7.2月平均風(fēng)速2.12.01.4月最大風(fēng)速11.012.015.515.019.017.315.316.813.014.011.512.5最大風(fēng)速及其風(fēng)向WWWNWNWNWNWWWWWSWWNW月平均降水量3.06.88.0月最大降水量11.114.912.831.442.333.825.128.723.014.27.717.9月平均蒸發(fā)量42.275.6197.5302.4365.7396.3382.3329.8252.7178.694.045.2月最大蒸發(fā)量66.2130.6253.7390.9444.0473.5496.6406.4313.4221.7117.557.5月最小蒸發(fā)量15.828.1127.4206.5280.7274.5309.1219.0185.4133.058.8 工程地質(zhì) 地層、地貌結(jié)構(gòu)及地基（巖）土承載力擬建廠區(qū)地貌屬山前沖洪積地貌，廠址范圍地勢(shì)基本平坦開闊，南高北低，高程為1327.191331.55m，主要分布有雜草等地層、地貌結(jié)構(gòu)及地基（巖）土承載力詳見終勘報(bào)告。 地震烈度廠址場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，相應(yīng)地震基本烈度為度。1.2.4 運(yùn)輸廠址區(qū)域公路運(yùn)輸便利。1.3 設(shè)計(jì)與運(yùn)行條件 1.3.1 主要設(shè)備及設(shè)計(jì)參數(shù) 本工程將建設(shè) 2 臺(tái)420t/h鍋爐，機(jī)爐電采用一套完整的分散控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制。 鍋爐形式為自然循環(huán)單汽包、單爐膛、平衡通風(fēng)、露天布置鍋爐，固態(tài)排渣。鍋爐主要參數(shù)如下所列： 鍋爐熱力計(jì)算表（上鍋廠提供） 序號(hào)項(xiàng) 目數(shù) 值單位 設(shè)計(jì)煤種校核煤種1過熱蒸汽出口流量420420t/h2過熱蒸汽出口溫度540540oC3過熱蒸汽出口壓力13.7313.73MPa.g4再熱蒸汽出口流量364364t/h5再熱蒸汽進(jìn)口溫度350350oC6再熱蒸汽出口溫度540540oC7再熱蒸汽進(jìn)口壓力3.503.50MPa.g8再熱蒸汽出口壓力3.323.32MPa.g9給水溫度240240oC10排煙溫度143.3152.8oC11熱風(fēng)溫度330.6338.9oC12排煙損失5.6476.464%13化學(xué)不完全燃燒損失00%14機(jī)械不完全燃燒損失22%15散熱損失0.3830.383%16鍋爐計(jì)算熱效率91.4790.65%17燃料消耗量6525380060kg/h18計(jì)算燃料消耗量6427478859kg/h19過熱器噴水量（一級(jí)）7.1213.39t/h20過熱器噴水量（二級(jí)）2.374.46t/h21再熱器側(cè)煙氣份額8173%22爐膛容積熱負(fù)荷158.5159.9kw/m323爐膛斷面熱負(fù)荷4065.34102kw/m224理論空氣量5.04364.1741Nm3/kg25大風(fēng)箱總風(fēng)量372800378542Nm3/h26一次風(fēng)量88184.6 105450.9 Nm3/h27一次風(fēng)率22.669 26.696 %28爐膛出口過?？諝庀禂?shù)1.21.229空預(yù)器出口過?？諝庀禂?shù)1.351.3530汽包排污率0.010.0131爐膛漏風(fēng)系數(shù)0.050.0 鍋爐工質(zhì)溫度計(jì)算表（上鍋廠提供） 設(shè)計(jì)煤種序號(hào)名 稱單 位前 屏 過熱器后 屏 過熱器末 級(jí) 過熱器后 墻 引出管高 溫 再熱器轉(zhuǎn)向室 I隔 墻低 再 引出管轉(zhuǎn)向室 IV低 溫 再熱器旁 路 省煤器 主 省煤器預(yù)熱器1進(jìn)口煙溫oC-10639587547506626526405395366524183632進(jìn)口煙焓kj/kg-10646948472967250632362276103507350406227386733333出口煙溫oC-9587547506626526405395034074663631434出口煙焓kj/kg-9484729672506323622761035073470337554338333312785進(jìn)口工質(zhì)溫度oC348.3378.8432.2-479.0-421.9-350.0257.7240.020.06進(jìn)口工質(zhì)焓kj/kg2691.42894.03116.4-3403.7-3274.1-3102.51122.61039.3133.17出口工質(zhì)溫度oC385.6436.1540.0-540.0-479.0-421.9267.1257.7-8出口工質(zhì)焓kj/kg2926.23128.33434.3-3542.0-3403.7-3274.11168.51122.6-9工質(zhì)焓增kj/kg234.8234.3317.9-138.2-129.6-171.745.983.2-10煙氣流速m/s-6.4411.809.4711.64-7.927.73-9.927.057.59-11工質(zhì)流速m/s-18.9115.33-15.63-13.43-11.770.951.26-12傳熱系數(shù)w/(m2.k)-57.364.733.554.8102.756.041.841.344.039.144.7-13溫壓oC-599.1347.0411.8186.4-373.8123.0-82.0287.7140.9-14吸熱量kj/kg1499.61522.42077.3-782.8-734.1-972.1293.3531.4-15附加吸熱量kj/kg-147.0181.546.1140.995.999.194.926.962.667.9-校核煤種序號(hào)名 稱單 位前 屏 過熱器后 屏 過熱器末 級(jí) 過熱器后 墻 引出管高 溫 再熱器轉(zhuǎn)向室 I隔 墻低 再 引出管轉(zhuǎn)向室 IV低 溫 再熱器旁 路 省煤器 主 省煤器預(yù)熱器1進(jìn)口煙溫oC-10709617547506616516405345306514243682進(jìn)口煙焓kj/kg-9324827963386297548954055297436443315405341529403出口煙溫oC-9617547506616516405344924044793681534出口煙焓kj/kg-8279633862975489540552974364399432413881294011845進(jìn)口工質(zhì)溫度oC348.8372.8424.3-474.6-417.4-350.0259.6240.020.06進(jìn)口工質(zhì)焓kj/kg2696.02863.53089.7-3393.9-3263.7-3102.51132.11039.3110.27出口工質(zhì)溫度oC385.2431.2540.0-540.0-474.6-417.4273.1259.6-8出口工質(zhì)焓kj/kg2924.23111.83434.3-3542.0-3393.9-3263.71197.71132.1-9工質(zhì)焓增kj/kg228.3248.3344.6-148.1-130.2-161.265.692.7-10煙氣流速m/s-6.6412.159.7311.96-7.337.14-9.1410.297.86-11工質(zhì)流速m/s-18.4015.18-15.58-13.34-11.720.941.23-12傳熱系數(shù)w/(m2.k)-62.270.036.458.5118.055.641.951.142.554.147.2-13溫壓oC-609.8351.3411.4187.5-367.6123.4-79.7291.4145.6-14吸熱量kj/kg1164.01308.21835.4-683.5-601.1-744.2334.6472.9-15附加吸熱量kj/kg-130.1160.640.9121.283.578.176.7-1.3.2 煤質(zhì)資料 名 稱符 號(hào)單 位和田普陽煤礦和田天臺(tái)煤礦校核煤種設(shè)計(jì)煤種工 業(yè) 分 析收到基全水分Mar%7.67.8空干基水分Mad%4.385.14干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf%24.3025.32收到基灰分Aar%27.4820.09收到基全硫St,ar%1.601.50收到基低位發(fā)熱量Qnet,arMJ/kg19.2021.65哈氏可磨性指數(shù)HGI5859元 素 分 析收到基碳Car%50.3656.51收到基氫Har%2.963.25收到基氧Oar%9.5710.40收到基氮Nar%0.430.45灰熔融性變形溫度DT1.321031.24103軟化溫度ST1.431031.26103半球溫度HT1.451031.28103流動(dòng)溫度FT1.481031.33103灰成分分析二氧化硅SiO2%52.7146.69三氧化二鋁Al2O3%25.2925.16三氧化二鐵Fe2O3%1.208.42氧化鈣CaO%4.095.75氧化鎂MgO%1.301.54氧化鈉Na2O%1.872.23氧化鉀K2O%2.272.62二氧化鈦TiO2%1.201.25三氧化硫SO3%4.125.891.3.3 氣/汽源、水源參數(shù) 可供脫硝裝置氣/汽源、水源的參數(shù)廠用氣壓力MPa0.6-0.8儀用氣壓力MPa0.6-0.8蒸汽溫度 250壓力MPa0.8開式水壓力MPa0.2- 電廠供電現(xiàn)狀 200kW及以上電動(dòng)機(jī)采用 6kV 電壓。（如果需要）電動(dòng)機(jī)電源電壓：高壓 6kV（如果需要）；低壓 380 V31.3.5 還原劑 本工程采用尿素為還原劑。1.4 技術(shù)要求本項(xiàng)目范圍：華威和田2135MW熱電廠工程鍋爐低氮燃燒改造及煙氣脫硝裝置的設(shè)計(jì)、設(shè)備供貨、安裝、系統(tǒng)調(diào)試和試運(yùn)行、考核驗(yàn)收、培訓(xùn)等。 1.4.1 鍋爐低氮燃燒改造的總體要求鍋爐低氮燃燒技術(shù)改造后，鍋爐出口煙氣 NOx 濃度下降為 400mg/Nm3 (6%O2，干煙氣)。且本項(xiàng)目低氮燃燒器采用少氣點(diǎn)火及助燃，我方應(yīng)對(duì)鍋爐的低氮燃燒技術(shù)及少氣點(diǎn)火方案的選擇進(jìn)行詳細(xì)論證，提供設(shè)計(jì)方案并單獨(dú)報(bào)價(jià)（我方針對(duì)鍋爐的專題說明如下：）。我方針對(duì)鍋爐運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算如下：和田華威420t/h鍋爐熱力數(shù)據(jù)表1. 鍋爐參數(shù)序號(hào)項(xiàng) 目數(shù) 值單位 1過熱蒸汽出口流量420t/h2過熱蒸汽出口溫度540oC3過熱蒸汽出口壓力13.73MPa.g4再熱蒸汽出口流量364t/h5再熱蒸汽進(jìn)口溫度350oC6再熱蒸汽出口溫度540oC7再熱蒸汽進(jìn)口壓力3.50MPa.g8再熱蒸汽出口壓力3.32MPa.g9給水溫度240oC2. 燃料數(shù)據(jù)名 稱符 號(hào)單 位和田普陽煤礦和田天臺(tái)煤礦校核煤種設(shè)計(jì)煤種工 業(yè) 分 析收到基全水分Mar%7.67.8空干基水分Mad%4.385.14干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf%24.3025.32收到基灰分Aar%27.4820.09收到基全硫St,ar%1.601.50收到基低位發(fā)熱量Qnet,arMJ/kg19.2021.65哈氏可磨性指數(shù)HGI5859元 素 分 析收到基碳Car%50.3656.51收到基氫Har%2.963.25收到基氧Oar%9.5710.40收到基氮Nar%0.430.45灰熔融性變形溫度DT1.321031.24103軟化溫度ST1.431031.26103半球溫度HT1.451031.28103流動(dòng)溫度FT1.481031.33103灰成分分析二氧化硅SiO2%52.7146.69三氧化二鋁Al2O3%25.2925.16三氧化二鐵Fe2O3%1.208.42氧化鈣CaO%4.095.75氧化鎂MgO%1.301.54氧化鈉Na2O%1.872.23氧化鉀K2O%2.272.62二氧化鈦TiO2%1.201.25三氧化硫SO3%4.125.893. 鍋爐熱力計(jì)算表序號(hào)項(xiàng) 目數(shù) 值單位 和田普陽煤和田天臺(tái)煤1排煙溫度143151oC2熱風(fēng)溫度330338oC3排煙損失6.2155.314%4化學(xué)不完全燃燒損失00%5機(jī)械不完全燃燒損失1.801.80%6散熱損失0.3260.329%7鍋爐計(jì)算熱效率91.6692.57%8燃料消耗量6611047120kg/h9燃燒總風(fēng)量397330315810Nm3/h10爐膛出口煙氣量418880332270Nm3/h4. 爐膛出口煙氣成分（體積百分比）序號(hào)項(xiàng) 目數(shù) 值單位 和田普陽煤和田天臺(tái)煤1二氧化碳 14.4814.54%2二氧化硫0.180.15%3水分8.398.21%4氮?dú)?2.8072.94%5氧氣3.253.26%我方在新型的清潔燃燒技術(shù)上有專利技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)低NOx燃燒措施的的技術(shù)說明如下：根據(jù)NOx生成的主要原因，有三種類型，燃料型、熱力型及快速型三種，燃料型NOx約占總NOx的80-90%，是各種低NOx技術(shù)控制的主要對(duì)象。其次是熱力型，主要是由于爐內(nèi)局部高溫造成，也可采用適當(dāng)措施加時(shí)控制，快速型NOx生成量很少。采取有效措施控制燃料型及熱力型NOx的生成。針對(duì)本420t/h鍋爐情況，我們決定采用改變?nèi)紵龡l件的方法來降低NOx的排放，即為低NOx燃燒技術(shù)。根據(jù)我們?cè)谝郧懊悍坼仩t上的改造經(jīng)驗(yàn)，在各種降低NOx排放的技術(shù)中，低NOx燃燒技術(shù)采用最廣、相對(duì)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)并且有效。1.首先采用低過量空氣燃燒，使燃燒過程盡可能在接近理論空氣量的條件下進(jìn)行，隨著煙氣中過量氧的減少，可以抑制NOx的生成。這是一種最簡(jiǎn)單的降低NOx排放的方法。一般可降低NOx排放1520%。但如爐內(nèi)氧濃度過低（3%以下），會(huì)造成濃度急劇增加，增加化學(xué)不完全燃燒熱損失，引起飛灰含碳量增加，燃燒效率下降。因此在鍋爐設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)，應(yīng)選取最合理的過量空氣系數(shù)。所以我們將對(duì)燃燒器噴嘴的布置和結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和布置，提高噴嘴出口處的煤粉局部濃度，增強(qiáng)噴嘴出口處煤粉與空氣混合的面積，增大噴嘴出口氣流卷吸熱煙氣的能力。保證煤粉氣流在低氧狀況下的著火能力，抑制燃料型NOx的生成。2 .采用空氣分級(jí)燃燒，基本原理是將燃料的燃燒過程分階段完成。在第一階段，將從主燃燒器供入爐膛的空氣量減少到總?cè)紵諝饬康?075%（相當(dāng)于理論空氣量的80%），使燃料先在缺氧的富燃料燃燒條件下燃燒。此時(shí)第一級(jí)燃燒區(qū)內(nèi)過量空氣系數(shù)1，因而降低了燃燒區(qū)內(nèi)的燃燒速度和溫度水平。因此，不但延遲了燃燒過程，而且在還原性氣氛中降低了生成NOx的反應(yīng)率，抑制了NOx在這一燃燒中的生成量。為了完成全部燃燒過程，完全燃燒所需的其余空氣則通過布置在主燃燒器上方的專門空氣噴口OFA（over fire air）稱為火上風(fēng)噴口送入爐膛，與第一級(jí)燃燒區(qū)在貧氧燃燒條件下所產(chǎn)生的煙氣混合，在1的條件下完成全部燃燒過程。由于整個(gè)燃燒過程所需空氣是分兩級(jí)供入爐內(nèi)，故稱為空氣分級(jí)燃燒法。這一方法彌補(bǔ)了簡(jiǎn)單的低過量空氣燃燒的缺點(diǎn)。在第一級(jí)燃燒區(qū)內(nèi)的過量空氣系數(shù)越小，抑制NOx的生成效果越好，但不完全燃燒產(chǎn)物越多，導(dǎo)致燃燒效率降低、引起結(jié)渣和腐蝕的可能性越大。因此為保證既能減少NOx的排放，又保證鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，必須正確組織空氣分級(jí)燃燒過程。我們采用空氣分級(jí)燃燒方法改造現(xiàn)有煤粉爐，對(duì)目前布置燃燒器的原有爐膛進(jìn)行改裝，增加頂層燃燒器改作火上風(fēng)噴口，將原來由頂層燃燒器送入爐膛的煤粉中形成富燃料燃燒，從而NOx生成?？山档?530%。在新設(shè)計(jì)的鍋爐爐膛的燃燒器上方設(shè)火上風(fēng)噴口。3 燃料分級(jí)燃燒，在燃燒中已生成的NO遇到烴根CHi和未完全燃燒產(chǎn)物CO、H2、C和CnHm時(shí)，會(huì)發(fā)生NO的還原反應(yīng)，反應(yīng)式為： 4NO+CH4 =2N2+CO2+2H2O 2NO+2CnHm+(2n+m/2-1)O2 =N2+2nCO2+mH2O 2NO+2CO =N2+2CO2 2NO+2C =N2+2CO 2NO+2H2 = N2+2H2O利用這一原理，將80-85%的燃料送入第一級(jí)燃燒區(qū)，在1條件下，燃燒并生成NOx。送入一級(jí)燃燒區(qū)的燃料稱為一次燃料，其余15-20%的燃料則在主燃燒器的上部送入二級(jí)燃燒區(qū)（此處就是指將三次風(fēng)噴嘴），在1的條件下形成很強(qiáng)的還原性氣氛，使得在一級(jí)燃燒區(qū)中生成的NOx在二級(jí)燃燒區(qū)內(nèi)被還原成氮分子，二級(jí)燃燒區(qū)又稱再燃區(qū)，送入二級(jí)燃燒區(qū)的燃料又稱為二次燃料，或稱再燃燃料。在再燃區(qū)中不僅使得已生成的NOx得到還原，還抑制了新的NOx的生成，可使NOx的排放濃度進(jìn)一步降低。一般，采用燃料分級(jí)可使Nox的排放濃度降低50%以上。在再燃區(qū)的上面還需布置火上風(fēng)噴口，形成第三級(jí)燃燒區(qū)（燃盡區(qū)），以保證再燃區(qū)中生成的未完全燃燒產(chǎn)物的燃盡。這種再燃燒法又稱為燃料分級(jí)燃燒。燃料分級(jí)燃燒時(shí)所使用的二次燃料可以是和一次燃料相同的燃料，例如煤粉爐可以利用煤粉作為二次燃料。但目前煤粉爐更多采用碳?xì)漕悮怏w或液體燃料作為二次燃料，這是因?yàn)楹涂諝夥旨?jí)燃燒相比，燃料分級(jí)燃燒在爐膛內(nèi)需要有三級(jí)燃燒區(qū)，這合行燃料和煙氣在再燃區(qū)內(nèi)的儀時(shí)間相對(duì)較短，所以二次燃料宜于選用煤粉作為二次燃料，也要采用高揮發(fā)分易燃的煤種，而且要磨得更細(xì)。4.為了達(dá)到降低NOx排放的效果，我們首先采用一、二次風(fēng)正反切園的技術(shù)，如下圖所示：采用一、二次風(fēng)正反切園的技術(shù)的主要作用是，1）.首先使一次風(fēng)煤粉氣流按逆時(shí)針方向布置，噴入爐膛。使煤粉及時(shí)有效進(jìn)入高溫低氧區(qū)著火，實(shí)現(xiàn)低氧燃燒，可有效降低燃燒初期的NOx生成，加大煤粉顆粒在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間。2）.然后被動(dòng)能較大的二次風(fēng)卷吸，進(jìn)入順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)已著火的煤粉正需要大量的氧氣，被二次風(fēng)卷吸后能得到大量的氧氣，正好達(dá)到分級(jí)燃燒的目的，補(bǔ)充燃燒的需要。3）.同時(shí)一、二次風(fēng)射流方向的差異性可保證，加大煤粉燃燒中后期的混合，可有效降低飛灰可燃物含量。4）.然后將上二次風(fēng)進(jìn)行再次返切，在燃燒氣團(tuán)的上部進(jìn)行消旋，可有效降低爐膛出口煙氣的均勻性，防止產(chǎn)生煙溫偏差。5）. 采用一、二次風(fēng)正反切園后，由于二次風(fēng)的切園大，將會(huì)在鍋爐爐膛的四周形成一圈氧化性氣氛，對(duì)防止結(jié)焦和防止?fàn)t膛水冷壁的高溫腐蝕極為有利。5.對(duì)燃燒器的整體設(shè)計(jì)采用燃料分級(jí)燃燒（見鍋爐燃燒器圖）。為了有效地降低NOx排放，再燃區(qū)是關(guān)鍵。因此需要研究在再燃區(qū)中影響Nox濃度值的因素。因此必須對(duì)燃燒器進(jìn)行集中布置，使煤粉集中燃燒。由于局部的高溫高氧區(qū)，不利于控制氮氧化物生成。因此為了實(shí)現(xiàn)較的NOx排放，同時(shí)保證較好的防渣、高效燃燒性能，必須對(duì)原燃燒器進(jìn)行改造。我們將設(shè)計(jì)燃燒器從下至上大致分為三個(gè)區(qū)，從下至上依次為氧化燃燒區(qū)、還原區(qū)及燃盡區(qū)。1） 燃燒器噴嘴布置從下向上，在燃燒器的上方約20002500mm處單獨(dú)增加一層二次風(fēng)噴嘴，并設(shè)置風(fēng)門等設(shè)備。主要是改造后能使鍋爐采用低氧燃燒、分級(jí)送風(fēng)方法來降低NOX排放。2） 由于鍋爐燃燒煤種的變化頻繁，而降低NOx的方法主要還是靠燃燒調(diào)整，因此我們這次改進(jìn)燃燒器裝置中的調(diào)節(jié)功能，增加和改善風(fēng)門調(diào)節(jié)裝置，以及噴嘴頭部的水平擺動(dòng)和上下擺動(dòng)功能，使燃燒調(diào)節(jié)方便。 3）為了采用低氧燃燒和分級(jí)送風(fēng)方法來降低NOX排放，對(duì)兩個(gè)一次風(fēng)噴嘴進(jìn)行改造，可使得在鍋爐運(yùn)行時(shí)，操作上要盡量降低一次風(fēng)量，為此對(duì)一次風(fēng)煤粉噴嘴進(jìn)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?cè)紵鞯耐庑纬叽绲那疤嵯?，拉開一次風(fēng)和上二次風(fēng)的距離。5）對(duì)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(dòng)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(dòng)力場(chǎng)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(diǎn)火裝置安裝用法蘭，可將油槍點(diǎn)火裝置置于其中，作為鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火之用。8）將空氣縱向分級(jí)，實(shí)現(xiàn)低NOx排放，空氣分級(jí)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(shí)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(shí)實(shí)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(gè)高溫低氧的燃燒核心區(qū)，煤粉氣流準(zhǔn)確及時(shí)的進(jìn)入高溫低氧的核心區(qū)域后，較低的過量空氣系數(shù)，相對(duì)較高的燃燒溫度，對(duì)煤粉及時(shí)有效的燃燒都會(huì)形成有利的條件。同時(shí)，在較低的過量空氣系數(shù)下，燃料型NOx的生成會(huì)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(dá)到爐內(nèi)燃燒深度降低NOx的目標(biāo)。10）將二次風(fēng)進(jìn)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(jìn)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(shí)，有效形成對(duì)水冷壁的保護(hù)，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(duì)降低NOx和保護(hù)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(shí)補(bǔ)入，同時(shí)，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(shí)，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(jì)中對(duì)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?duì)煤粉的傳熱，保證一次風(fēng)著火時(shí)間提前，相對(duì)于普通的一次風(fēng)形式，相當(dāng)于進(jìn)一步增加了煤粉的停留時(shí)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(dòng)二次風(fēng)，在此區(qū)域形成一個(gè)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(shí)，可擺動(dòng)二次風(fēng)可有效控制功能區(qū)煤粉著火時(shí)間，著火距離及此區(qū)域的相對(duì)燃燒氣氛，對(duì)進(jìn)一步降低NOx和保證碳及時(shí)得到燃燒。14）上部燃盡風(fēng)（SOFA）的擺動(dòng)。SOFA的垂直擺動(dòng)，可對(duì)爐內(nèi)火焰中心標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)能保證一部分少量碳的及時(shí)燃盡。SOFA水平擺動(dòng)對(duì)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(dòng)的燃盡風(fēng)能有效改變爐膛出口的煙溫偏差。15）對(duì)三次風(fēng)進(jìn)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(dòng)結(jié)合時(shí)，應(yīng)保證燃燒器與水冷壁之間正常的脹差移動(dòng)，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(fù)荷及管長(zhǎng)不同而拉裂水冷壁管的措施。我方在設(shè)計(jì)燃燒器與水冷壁的連接結(jié)構(gòu)時(shí)采用在燃燒器大風(fēng)箱的引進(jìn)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(shí)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(fù)荷及管長(zhǎng)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(gè)風(fēng)門應(yīng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(tái)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(diǎn)火為主的點(diǎn)火方式、關(guān)于少氣點(diǎn)火為主點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)火器，和組合式隔斷門進(jìn)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(diǎn)火器3將一次風(fēng)道中的導(dǎo)熱體5加熱到800900，煤粉先通過煤粉濃縮裝置進(jìn)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(diǎn)火器進(jìn)退投運(yùn)時(shí)保護(hù)少氣點(diǎn)火器。見圖1。圖1. 導(dǎo)熱式煤粉濃縮直接點(diǎn)火裝置采用此點(diǎn)火裝置經(jīng)試驗(yàn)后初步統(tǒng)計(jì)：采用這種點(diǎn)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(diǎn)火裝置采用同時(shí)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(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，只需微小的點(diǎn)火能量就能使煤粉著火并穩(wěn)定燃燒。 通常一次風(fēng)煤粉管道1內(nèi)的煤粉濃度在0.40.6kg煤粉/kg空氣，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(shí)煤粉的濃度將達(dá)到37kg煤粉/kg空氣，高濃度的煤粉氣流對(duì)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/(1kuV0)， Br燃煤量，1k一次風(fēng)氣粉混合物密度，V0理論空氣量，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(yàn)得出不同煤種的煤粉濃度對(duì)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)0.505.2100.42.54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(shí)間短，著火距離也變短。從試驗(yàn)得出的上表可以看出，通過導(dǎo)熱體時(shí)在高溫在8009000左右時(shí)，濃縮后的煤粉將完全被點(diǎn)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(shí)進(jìn)行，釋放出來的揮發(fā)分會(huì)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(jī)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(jìn)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(diǎn)燃，形成一個(gè)高溫火炬。從燃燒動(dòng)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(shí)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(shí)，在穩(wěn)焰錐體6的氣流后部會(huì)形成一個(gè)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(diǎn)火器3停用時(shí)退出一次風(fēng)道，防止煤粉泄漏和當(dāng)微小油點(diǎn)火器3進(jìn)退投運(yùn)時(shí)，保護(hù)微小油點(diǎn)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(diǎn)火圖示和專利如下：點(diǎn)火燃燒過程20）我方負(fù)責(zé)鍋爐本體范圍內(nèi)的少氣點(diǎn)火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（包括操作臺(tái)、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(dòng)閥門、供試驗(yàn)用的旁路閥、氣槍及配風(fēng)器、進(jìn)退驅(qū)動(dòng)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(diǎn)火器及其進(jìn)退驅(qū)動(dòng)裝置、壓力表、壓力開關(guān)、附件等。所供閥門滿足程控點(diǎn)火的要求。 工藝設(shè)計(jì)要求我方應(yīng)針對(duì)本工程采取可靠的方法與措施進(jìn)行改造工程的設(shè)計(jì)，能達(dá)到如下設(shè)計(jì)要求：(1) 對(duì)與本工程相類似的燃燒系統(tǒng)改造業(yè)績(jī)加以分析比較，基于自身的技術(shù)特點(diǎn)，提出具體的燃燒系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)方案。