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1燃燒系統改造

本次燃燒系統改造施工，從界外用直徑為250mm的總管連接到爐前，再分別用直徑為150mm的支管連接到A/B爐，距離比較長。主要更換了直徑125～250mm的管子約1km，直徑15～40mm的管子約2km，各類閥門、流量計、阻火器等約60套，燃燒器面板共12套。控制與操作系統鍋爐運行燃料由乙烯焦油摻燒重油改為摻燒干氣，增加了干氣供應系統，需要在鍋爐控制系統中新增干氣的控制。系統上設有干氣流量檢測，作為干氣流量的指示和控制;干氣流量調節閥參與到鍋爐負荷調節中;干氣噴前壓力變送器用來表征燒嘴的運行狀態;3只壓力開關的信號進入集散控制系統(DCS)，采用3取2方式作為干氣壓力低低工況的聯鎖信號;氣動切斷閥在需要停燒干氣或聯鎖時切斷干氣。在每臺鍋爐的干氣總管上設立了快速切斷閥。由于改造后的鍋爐燃油量減少，原燃油供應系統、霧化蒸汽系統可以滿足要求，可保持不變。原點火系統、原火焰監視系統及其他原控制和操作系統不作改變。燃燒系統為了盡可能減少改動和節省改造費用，本次燃燒器改造利用原配風系統，只新增氣體燒嘴。這樣在進行干氣相關操作時，也可以利用原配風操作程序，保證了燃燒的穩定和操作簡便，便于操作工掌握，對原鍋爐破壞程度也可降至最低。新燃燒器為平流配風形式，可以進行低氧燃燒。一、二次風同時進入風筒，一次風經過油槍穩焰器，二次風進入外圍直流通道。進入穩焰器的一次風為旋轉氣流，出口處產生一個適應于著火的高溫煙氣回流區，使火焰穩定。然后二次風高速補入，并在離噴口較遠處與未燃盡的燃料氣流強烈混合，使燃燒后期供氧充分，從看火孔觀察火焰狀態，調節風門擋板進風量，達到低氧燃燒及降低煙氣中污染物的排放。新燃燒器中燃油槍結構和關鍵尺寸保持不變，新面板預留好原油槍接口，單燒燃料油時，仍能保證原燃油系統的效果;原燃燒器的看火孔、點火裝置利舊。改造后的燃燒器，新面板材質為Q235－B，利用原火炬氣燒嘴接口安裝兩根新燃氣槍，在新的小面板上增加4根直徑為40mm的燃氣噴槍，實現部分氣代油燃燒過程。針對單燒燃料油(或燃料氣)時，燃料氣(或油)燒嘴的熱保護問題，燃氣槍材質采用哈氏C材料，該材料耐熱耐腐蝕，耐熱溫度高達1100℃。同時槍管密封形式采用填料密封，可以在不燒氣的條件下退出工作位置保護燒嘴。其工作范圍內本身處于高溫燃燒區域，故使用過程中不會出現脫火和回火。為保證負荷穩定，除點火狀態外，同一燒嘴不可進行油氣混燒，即單燒油或單燒氣。

2更換

單臺數量為60屏，每屏8根爐管，采用彎頭焊接的連接型式，管子規格統一為Φ60mm。在鍋爐總圖中前5根材料由STB42S改為12Cr1MoVG，長度為5mm;中間2根材料由STBA12S改為12Cr1MoVG，長度為5mm和6mm，最后1根出口管材料由STBA22S改為12Cr1MoVG，長度為7mm。具體與集箱接口尺寸在距離一級過熱器出口集箱中心線700mm處。1級過熱管屏的管子壁厚按照蒸汽壓力13MPa，一級過熱蒸汽出口溫度500℃，蒸汽流量按160t/h進行校核設計，使最高承受溫度從532℃(對應蒸汽溫度502℃)升級為575℃(對應蒸汽溫度545℃)，強度校核按《JISB8201陸用鋼制鍋爐的構造》進行核算。管屏組裝完出廠前進行25MPa水壓合格檢驗。過熱器更換更換1級過熱器主要工作是拆除原舊爐管，焊接新爐管，主要為60道12Cr1MoVG與STBA22S對接口，60道12Cr1MoVG與20G對接口，焊口經100%拍片合格，最后對鍋爐進行15MPa超壓水壓試驗合格，鍋爐主要部件更換檢修質量達到國家及上海市相關標準。施工期間，得到上海市特種設備監督檢驗技術研究院指導和監督。

3改造效果

選擇典型的鍋爐全部燒油、全部燒氣和其他工況進行對比(根據控制室自動記錄儀數據整理)，相關數據。選取改造前6個燃燒器全部燒乙焦(負荷為106t/h)與改造后6個燃燒器全部燒干氣(負荷為100t/h)這兩個典型例子進行比較。不難發現，改造后飽和蒸汽溫度有明顯下降，下降值為13K，說明爐膛內干氣燃燒總熱量減少，使爐膛內爐管吸收的總熱量減少，引起飽和蒸汽溫度下降，而排煙溫度上升17K，說明爐膛內干氣燃燒溫度場后移很明顯。從排放情況對比看，改造前煙塵101.88mg/m3(超標)，SO2為246.3mg/m3，NOx324.21mg/m3。改造后煙塵7.28mg/m3、SO2為103mg/m3、NOx355mg/m3。排放NOx變化不明顯，反而有所上升，但煙塵和SO2排放值下降十分明顯，說明改造效果很好。鍋爐負荷在全部燃氣狀況下可達100t/h，從工藝安全考慮，可采用4+2燃料供應方式(4根干氣燒嘴、2根乙烯焦油燒嘴)或采用5+1燃料供應方式(5根干氣燒嘴、1根乙烯焦油燒嘴)比較合理。現在鍋爐按5+1燃料供應方式運行，通過鍋爐風門擋板調節來調整鍋爐燃燒含氧量等措施，使煙氣中煙塵的質量濃度為2～9mg/m3，SO2為20～80mg/m3，NOx為280～320mg/m3，完全達到所需排放指標要求。

4結語

燃燒器噪音也滿足1m處不大于70dB的控制要求。通過這次氣代油改造，減少直接火炬氣排放，節省下來的乙烯焦油作為其他裝置生產原料，取得了巨大的經濟效益，鍋爐通過摻燒干氣，大大的減少了煙塵、SO2及NOx的排放，也為改善環境，建設美好社會作出了巨大的貢獻。

作者：高寒單位：簡陽石化公司