DB41 T 1295-2016 电站煤粉锅炉低氮燃烧改造测试与评价.pdf

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1、 ICS 23.020.30 J 74 DB41 河南省 地 方 标 准 DB 41/T 1295 2016 电站 煤粉 锅炉低氮燃烧改造 测试与 评价 2016-09-07 发布 2016-12-06 实施 河南省质量技术监督局 发布 DB41/T 12952016 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由河南省承压类特种设备标准化技术委员会提出。 本标准主要起草单位： 河南省锅炉压力容器安全检测研究院 、 国网河南省电力公司电力科学研究院、中国联通郑州分公司 。 本标准主要起草人： 陈国喜、王春玉 、 范高峰 、 李敏 、 王修勤 、 毛睿 、 宋前进 。

2、 本标准参加起草人： 张步庭、 王峰、 李玲 、 王龙 、 吕军飞 、 张营帅 、 张改革 、 陶云翼、 李赵 、 刘综旭 、 陈卫红、曹景林 、陈丹青 、索宁宁 、栗帅 、 房伟峰、李刚、 何微微 、丁娟 、赵向南 、张迪。 DB41/T 12952016 1 电站 煤粉 锅炉低氮燃烧改造 测试与评价 1 范围 本标准规定了电站 煤粉 锅炉低氮燃烧改造测试与评价的术语和定义、测试条件、测试方法、评价指标、测试记录和评价报告。 本标准适用于低氮燃烧改造后的电站 煤粉 锅炉改造 性能的 测试与 评价 ，其它型式的煤粉锅炉可参考 。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注

3、日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 10184 电站锅炉性能试验规程 DL/T 260 燃煤电厂烟气脱硝装置性能验收试验规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 低氮燃烧改造 利用空气分级、 燃料分级和燃料再燃烧等手段以 降低 电站煤粉锅炉的燃烧产物（烟气）中的氮氧化物为目的对锅炉燃烧设备进行改造。 3.2 锅炉最大连续出力 锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度，并使用设计燃料能安全连续产生的最大蒸发量。 3.3 锅炉额定出力 蒸汽锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料时设计所规定的蒸

4、发量。 3.4 锅炉最低稳定燃烧负荷 锅炉不投辅助燃料助燃而能长期连续稳定运行的最低负荷。对燃煤锅炉，常称最低不投油稳燃负荷。 3.5 火检强度 用于反应燃料燃烧时火焰状态的检测信号的数值。 3.6 水冷壁高温还原性硫腐蚀 水冷壁管在锅炉燃用高含硫量煤种、炉内局部缺氧形成还原性气氛及腐蚀性气体、未完全燃烧的煤粉冲 刷水冷壁表面的条件下形成的高温还原性硫腐蚀。 DB41/T 12952016 2 3.7 锅炉结渣 当温度高于灰熔点的烟气冲刷受热面时，烟气中熔融的灰渣粘附到受热面上而形成结渣。 3.8 设备可靠性 低氮燃烧改造所涉及的系统和设备在正常运行条件下和规定的时间内没有发生故障以及达到改造

5、厂家保证指标的能力。 3.9 切向燃烧 直流式燃烧器布置在炉膛四角，每层喷口射流的几何轴线都与位于炉膛中央的一个或多个同心水平假想圆相切（极限条件下假想圆直径可以为零，称为四角对冲燃烧），各层射流的旋转方向或相同或相反，这些气流相遇时发生强烈混合，并在炉内形成一个充满炉膛的旋转上升火焰的燃烧方式，称为切向燃烧。 注：燃烧器喷口布置在炉膛四角时又称四角切圆燃烧；也有将直流燃烧器布置成六角或八角射流相切；或将燃烧器布置在四面墙上称为墙式切圆燃烧，均属切向燃烧。 3.10 切向燃烧 锅炉 采用切向燃烧方式的锅炉称为切向燃烧锅炉。 3.11 墙式燃烧 在炉膛一面或两面（前、后墙或两侧墙）墙壁上布置多个

6、旋流（或平流）燃烧器，所形成的燃烧火焰由水平射入炉膛后转折向上的燃烧方式，称为墙式燃烧。燃烧器仅布置在前墙的又称前墙燃烧。 3.12 墙式燃烧锅炉 采用墙式燃烧方式的锅炉称为墙式燃烧锅炉。 3.13 “W ”形火焰 采用直流缝隙式、套筒式或弱旋流式燃烧器成排布置在炉膛前后墙的炉拱上，煤粉火焰向下射入炉膛一定深度后转折向上形成“ W”形火炬，称为双拱燃烧，或称“ W”形火焰燃烧。 3.14 “W ”形火焰锅炉 采用双拱燃烧构成“ W”形火炬的锅炉称为“ W”形火焰锅炉。 4 测试条件 4.1 燃用设计煤种或商定的试验煤种，且锅炉低氮改造前、后的煤种偏差应符合 GB/T 10184 的规定。 4.

7、2 确认锅炉系统各主、辅机能正常运转并满足试验要求。 4.3 确认测点安装位置符合测试要求，不堵塞和泄露。 4.4 在锅炉测试位置搭设符合安全要求的测试平台、通道，提供充足照明。 4.5 涉及评价低氮燃烧改造效果 的相关机组运行参数表盘显示准确。 4.6 机组历史数据工作站运行正常，可导出历史数据。 4.7 最低稳定燃烧试验前，锅炉火焰监测系统和灭火保护装置应性能良好，并有快速投入助燃燃料及将负荷转给其他锅炉等措施。 DB41/T 12952016 3 4.8 测试前完成各项调整工作，工况稳定 1h 以后进行测试，测试期间保持锅炉运行状态稳定，参数波动范围按 GB 10184 执行，每个工况持

8、续时间不低于 2 h。 5 测试内容及 方法 5.1 测试内容 测试应安排在锅炉低氮燃烧改造前、后进行，每次宜包含以下五个工况：锅炉最大连续出力工况、锅炉额定出力工况、 75%锅炉额定出力工况、 50%锅炉额定出力工况和锅炉最低稳定燃烧负荷工况。 机组参数稳定 时 ， 在锅炉额定出力工况、 75%锅炉额定出力工况和 50%锅炉额定出力工况下 分别测试锅炉 SCR 烟气脱硝系统（锅炉若有 SNCR 脱硝系统，则试验期间应停止运行）进口的烟气成分（ O2、CO、 NOx 气体浓度 ，测试数据汇总表参见附录 A）、燃烧 器 区域水冷壁 附近 烟气氛围（ O2、 CO、 H2S 气体浓度 ，测试数据汇

9、总表参见附录 B），同时进行 原煤 、飞灰和炉渣取样分析。 在锅炉最低稳定燃烧负荷工况下，测试 炉膛观火孔处的火焰温度 （测试数据汇总表参见附录 C） 。 5.2 SCR 脱硝系统 进口 烟气取样与分析 5.2.1 取样位置 烟气取样测点布置在尾部烟道的 SCR脱硝系统进口。 锅炉安装有SNCR脱硝系统时，试验期间， SNCR系统应不运行。 取样位置按照 DL/T 260规定执行。 5.2.2 取样管路要求 5.2.2.1 工作温度下不与样品起反应。现场加工、安装的测点宜采用不锈钢材质，引至分析仪器的取样管路宜采用氟树脂、氟橡胶或不锈钢材质。 5.2.2.2 取样管路 宜 短而直，并便于清理和

10、吹扫。 5.2.2.3 整个取样管路须严密不漏。 5.2.2.4 在取样管路中应设置粉尘过滤装置。 5.2.3 分析方法 5.2.3.1 测点处烟气样品经取样管路 引出至仪器分析烟气成分（包括 O2、 CO、 NOx 气体浓度），测量时间间隔为 15 min20 min。 5.2.3.2 成分 可采用顺磁氧量计、氧化锆氧量计等仪器进行分析。 5.2.3.3 CO 成分可采用 非分散红外线吸收仪、气相色谱仪等仪器进行分析。 5.2.3.4 NOx 成分可采用 非分散红外线吸收仪、气相色谱仪等仪器进行分析。 5.3 燃烧器 区域 水冷壁附近 气氛 取样与分析 5.3.1 取样位置与取样孔 5.3.

11、1.1 切向燃烧 锅炉测点 宜 布置在燃烧器附近区域水冷壁上； 墙式 燃烧锅炉测点 宜 布置在各层燃烧区域 无燃烧器墙壁的 水冷壁上 ；“ W” 形火焰锅炉测点宜布置在燃烧器区域四周及拱上水冷壁上。 5.3.1.2 在选定的位置上开设取样孔，不使用时应使用盖板、管堵或管帽封闭。 5.3.2 取样管路要求 DB41/T 12952016 4 5.3.2.1 取样管路应保证在工作温度下不与样品起反应，必要时，管路引出炉墙后应保温或加热。现场加工、安装的测点宜采用不锈钢材质，引至分析仪器的取样管路宜采用氟树脂、氟橡胶或不锈钢材质。烟气成分分析对样品温度的要求：O 2（冷却至 650以下）， CO（冷

12、却至 480以下）， H2S（保持在 180 650）。 5.3.2.2 取样管路 宜 短而直，并便于清理和吹扫 。 5.3.2.3 整个取样管路 应 严密不漏。 5.3.2.4 在取样管路中应设置粉尘过滤装置。 5.3.2.5 考虑到采样流量、机械强度和便于清洗，取样管内径应大于 6 mm，长度应能插到所需的取样点处。 5.3.3 分析方法 5.3.3.1 测点处烟气样品经取样管路引出至仪器分析烟气成分（包括 O2、 CO、 H2S气体浓度），测量时间间隔为 15 min20 min。 5.3.3.2 O2成分可采用顺磁氧量计、氧化锆氧量计等仪器进行分析。 5.3.3.3 CO成分可采用 非

13、分散红外线吸收仪、 气相色谱仪等仪器进行分析。 5.3.3.4 H2S成分可采用 非分散红外线吸收仪、气相色谱仪等仪器进行分析。 5.4 炉膛温度测量 5.4.1 测量位置 炉膛温度测点位置应布置在炉膛四周燃烧区域的各个 观火孔上。 5.4.2 测量方法 采用高温计，对准观火孔处的稳定燃烧火焰，测量炉膛温度。测量时，应保证燃烧火焰稳定，无明显闪烁和波动，并采取防护烫伤的措施。 5.5 原煤取样与分析 原煤取样与分析按 GB/T 10184 规定执行 。 5.6 飞灰取样与分析 飞灰取样与分析按 GB/T 10184 规定执行 。 5.7 炉渣取样与分析 炉渣取样与分析按 GB/T 10184

14、规定执行。 5.8 锅炉结渣程度 分析 可按照捞渣机的振动和电流等参数变化来判断锅炉是否掉渣，并记录相应的次数及频率，进而分析锅炉结渣程度。 5.9 表盘数据记录与收集 评价试验期间记录机组运行参数，如燃烧器火检、金属壁温（高温受热面，如屏式过热器、高温过热器、壁式再热器和高温再热器等）、蒸汽参数（过热及再热蒸汽的压力和温度、过热器和再热器的减温水量和减温调门的开度）、一次风机（出口压力、电流）和送风机（出口压力、电流）等，并在历史数据工作站收集上述数据的变化趋势。 DB41/T 12952016 5 6 评价指标 6.1 环保指标 NOx 含量（标准状态、干基、 6% O2）： 低氮燃烧改造

15、后 SCR 脱硝系统进口 NOx 含量 应不高于附录 D中给出的推荐值。 6.2 安全指标 6.2.1 燃烧稳定性 火检强度：低氮燃烧改造后火检强度应不低于改造前的 90%。 SCR 脱硝系统进口 O2：低氮燃烧改造后 SCR 脱硝系统进口 O2的 波动状况应 为 改造前 的 10%。 蒸汽参数：低氮燃烧改造后 蒸汽参数的 波动状况应 为 改造前的 5%。 6.2.2 受热面安全 受热面壁温：低氮燃烧改造后受热面壁温应不高于管材报警设计值。 6.2.3 水冷壁 高温还原性硫 腐蚀 H2S 含量（主要指标）：低氮燃烧改造后燃烧器区域水冷壁附近 H2S 含量 应不高于 152 mg/ Nm3。 C

16、O 含 量： 低氮燃烧改造后燃烧器区域水冷壁附近 CO 含量应不高于 6250 mg/Nm3。 O2含量： 低氮燃烧改造后燃烧器区域水冷壁附近 O2含量应不低于 2%。 6.2.4 锅炉结渣 锅炉掉渣次数及频率：低氮燃烧改造后锅炉掉渣次数及频次 应不超过 改造前的 10%。 6.3 能效指标 蒸汽参数：低氮燃烧改造后相同负荷下过热和再热蒸汽压力及温度应不低于改造前的 95%，过热器和再热器减温水量应不 超过改造前的 10%，且应低于 设计值。 灰渣可燃物含量：低氮燃烧改造后 飞灰可燃物 含量 应不高于改造前 1 个百分点 ， 宜不高于附录 E中的 推荐 值 ；炉渣可燃物含量应不 高于改造前 2

17、 个百分点 。 烟气中可燃气体含量（主要指 CO）：低氮燃烧改造后烟气中可燃气体含量 应不 超过 改造前 的 10%。 6.4 机组带负荷能力 锅炉最大 连续 出力：低氮燃烧改造后应不低于改造前的 95%。 锅炉最低 稳定燃烧 负荷：低氮燃烧改造后应不 超过 改造前 的 5%。 6.5 设备可靠性指标 系统阻力：低氮燃烧改造后锅炉一次风系统、二次风系统阻力应不超过改造前的 5%。 关键部位的损坏：低氮燃烧改造中关键部位（燃烧器喷口、煤粉浓缩装置、导流装置 等 ）的损坏时间应不低于一个大修周期（ 3 5 年 ）。 系统的整体寿命：应不低于两个大修周期 （ 6 10 年） 。 系统的可调性： 低氮

18、燃烧改造时系统中各种调整装置应保证在一个大修周期内 （ 3 5 年）调整灵活，满足运行要求。 DB41/T 12952016 6 7 测试记录 7.1 测试记录应包括 开始时间，记录数据的间隔时间和试验的结束时间。 7.2 每个试验工况的数据在稳定运行后记录。 7.3 每个数据记录表上，应写明试验名称、工况编号、试验日期、试验起止时间、记录及测量人员姓名、试验组长及校核人员姓名。 7.4 各试验工况原始数据， 应 整理编号妥善保管。 7.5 各试验工况原始数据，采用算术平均值法处理。 8 评价报告 测试工作完毕后，应在整理试验数据、分析试验结果的基础上，编写测试报告，主要内 容应包括： a)

19、摘要； b) 概述：评价工作的背景、依据、目的、内容等； c) 锅炉设备、辅机的主要技术特性、燃料特性； d) 测试仪器、方法与测点布置； e) 主要测试参数及收集数据汇总； f) 评价结果与分析； g) 结论与建议。 DB41/T 12952016 7 附 录 A （资料性附录） SCR 脱硝系统进口烟气成分测试数据汇总表 SCR 脱硝系统进口烟气成分测试数据汇总表参见表 A.1。 表 A.1 SCR脱硝系统进口烟气成分测试数据汇总表 测试名称： 项目 单位 试验数据 试验日期 /时间 - 机组负荷 MW 测点 1 NOx mg/Nm3 CO mg/Nm3 O2 % 测点 2 NOx mg/

20、Nm3 CO mg/Nm3 O2 % 测点 n NOx mg/Nm3 CO mg/Nm3 O2 % 原煤 分析 收到基水分 % 空气干燥基水 分 % 收到基灰分 % 干燥无灰基挥发分 % 收到基全硫 % 收到基低位发热量 kJ/kg 炉膛负压 Pa 炉膛出口氧量 % 一次风机电流 A 一次风机出口压力 kPa 一次风机挡板开度 % 送风机电流 A 送风机出口压力 kPa 送风机挡板开度 % 引风机电流 A 引风机进口压力 kPa 引风机出口压力 kPa 引风机挡板开度 % 磨煤机投运方式 - 二次风配风方式 - DB41/T 12952016 8 表 A.1（续） 项目 单位 试验数据 主汽温

21、度 主汽压力 MPa 过热蒸汽减温水流量 t/h 过热蒸汽减温调门开度 % 再 热蒸汽温度 再热蒸汽压力 MPa 再热蒸汽减温水流量 t/h 再热蒸汽减温调门开度 % 再热蒸汽微量减温水流量 t/h 再热蒸汽微量减温调门开度 % 过热器壁温 再热器壁温 测试组长： 校核： 记录及测量人员： DB41/T 12952016 9 附 录 B （资料性附录） 燃烧器区域水冷壁附近气氛测试数据汇总表 燃烧器区域水冷壁附近气氛测试数据汇总表参见表 B.1。 表 B.1 燃烧器区域水冷壁附近气氛测试数据汇总表 测试名称： 项目 单位 试验数据 试验日期 /时间 - 机组负荷 MW 测点 1 H2S mg/

22、Nm3 CO mg/Nm3 O2 % 测点 2 H2S mg/Nm3 CO mg/Nm3 O2 % 测点 n H2S mg/Nm3 CO mg/Nm3 O2 % 原煤 分析 收到基水分 % 空气干燥基水 分 % 收到基灰分 % 干燥无灰基挥发分 % 收到基全硫 % 收到基低位发热量 kJ/kg 炉膛负压 Pa 炉膛出口氧量 % 一次风机电流 A 一次风机挡板开度 % 送风机电流 A 送风机挡板开度 % 引风机电流 A 引风机挡板开度 % 磨煤机投运方式 - 二次风配风方式 - 主汽温度 主汽压力 MPa 再热蒸汽温度 再热蒸汽压力 MPa 测试组长： 校核： 记录及测量人员： DB41/T 1

23、2952016 10 附 录 C （资料性 附录） 锅炉最低稳定燃烧试验数据汇总表 锅炉最低稳定燃烧试验数据汇总表参见表 C.1。 表 C.1 锅炉最低稳定燃烧试验数据汇总表 项目 单位 试验数据 试验日期 /时间 - 机组负荷 MW 一层燃烧器 1 2 n 二层燃烧器 1 2 n n 层燃烧器 1 2 n 原煤 分析 收到基水分 % 空气干燥基水 分 % 收到基灰分 % 干燥无灰基挥发分 % 收到基全硫 % 收到基低位发热量 kJ/kg 炉膛负压 Pa 炉膛出口氧量 % 一次风机电流 A 一次风机挡板开度 % 送风机电流 A 送风机挡板开度 % 引风机电流 A 引风机挡板开度 % 磨煤机投运

24、方式 - 二次风配风方式 - 主汽温度 主汽压力 MPa 再热蒸汽温度 再热蒸汽压力 MPa 测试组长： 校核： 记录及测量人员： DB41/T 12952016 11 附 录 D （资料性附录） 电站煤粉锅炉低氮燃烧改造后锅炉出口氮氧化物参考值 电站煤粉锅炉低氮燃烧改造后锅炉出口氮氧化物参考值参见表 D.1。 表 D.1 电站煤粉锅炉低氮燃烧改造后锅炉出口氮氧化物参考值 （单位： mg/Nm3） 燃烧型式 无烟煤 贫煤 烟煤 Vdaf 12% 12% Vdaf 17% 17% Vdaf 23% 23% Vdaf 30% 30% Vdaf 40% 切向燃烧 800 500 400 300 22

25、5 墙式燃烧 - 500 400 300 225 “ W”型火焰 1000 900 - - - DB41/T 12952016 12 附 录 E （资料性附录） 电站煤粉锅炉低氮燃烧改造后飞灰可燃物参考值 电站煤粉锅炉低氮燃烧改造后飞灰可燃物参考值参见表 E.1。 表 E.1 电站煤粉锅炉低氮燃烧改造后飞灰可燃物参考值 （单位： %） 燃烧型式 无烟煤 贫煤 烟煤 Vdaf 12% 12% Vdaf 17% 17% Vdaf 23% 23% Vdaf 30% 30% Vdaf 40% 切向燃烧 5.0 3.5 2.5 1.5 1.0 墙式燃烧 - 3.5 2.5 1.5 1.0 “ W”型火焰 4.0 2.0 - - - _