锅炉沼气掺烧说明.doc

循环流化床锅炉沼气掺烧系统技术说明书
1. 总则
1.1 本金说明书用于湖南龙山金公司沼气利用工程（本期工程改造的1台 25 t/h循环流化床锅炉）的沼气掺烧系统（炉前部分）设备。它提出了系统的功能设计、自动控制、性能、指导安装和试验等方面的技术要求。
1.2 需方在本说明书提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，对国家有关安全、环境保护等强制性标准，必须满足其要求。
2. 工程概况
2.1 沼气特性
本工程改造后掺烧取自酒精的污水处理产生的沼气，沼气的成份分析见下表2-1：
表2-1 沼气成分分析表
项 目
单 位
数 值
H2S
mg/L
1～3
CH4
%
70～80
CO2
%
20～30
Qnet
kJ/Nm3
24000
2.2 现场沼气条件
不考虑季节变化，目前沼气的最大发生量为45000m3/d，每日24h不间断产生，基本无变化。沼气储罐的容积为XXm3，储罐压力为XXPa（XXmmH2O）。
3. 设计和运行条件
3.1 设计和运行条件
目前的45000m3/d沼气由酒精的环保污水处理工段厌氧发酵产生。
工作制度：三班工作制，每班工作8小时，年运行时间6000小时。
3.1.1. 锅炉参数：
1) 型号 SHX25-2.5/400-AI
2) 额定蒸发量 25 t/h
3) 额定蒸汽压力 2.5 MPa
4) 额定蒸汽温度 400 ℃
3.2 标准和规范
沼气掺烧系统的设计、制造、包装、储存、安装、验收应以中国国家标准最新版本为基础，并遵照下列标准和规范：
GB 50028-2006 城镇燃气设计规范
CJJ 33-2005 城镇燃气输配工程施工及验收规范
SY/T 4014-98 钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准
GB 50316-2000 工业金属管道设计规范
GB 50235-97 工业金属管道工程施工及验收规范
GB 50236-98 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范
GB 50017-2003 钢结构设计规范
GB/T 8163-1999 输送流体用无缝钢管
GB/T 3091-2001 输送流体用焊接钢管
DL/T 50475 电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇）
DL 5007 电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇 ）
DL 50536 火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程
DLGJ 158-2001 火力发电厂钢制平台扶梯设计技术规定
DL/T 5204-2005 火力发电厂油气管道设计技术规程
DL/T 869-2004 火力发电厂焊接技术规程
HJ/T 251-2006 环境保护产品技术要求 罗茨鼓风机
GB 985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸
GB 986 埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸
GB/T 13306 机电产品包装通用技术条件
GB/T 13306 产品标牌
GB 8923 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级
GB 9286 色漆和清漆、漆膜的划格试验
GB 1764 漆膜厚度测定法
GB 11345 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
JB/Z Q4000.3 焊接件通用技术条件
GB 7251 低压成套开关设备
GBJ 55 工业与民用通用设备电力装置设计规范
SD 19 电测量仪表装置设计技术规程
GB 12348 工业企业厂界噪声标准II类混合区评价标准
上述标准均应为招标截止日时的最新有效版本。
4. 技术要求
4.1 工艺流程说明
酒精沼气储罐中的沼气经增压机加压后通过架空管道输送至锅炉炉前。每台锅炉配置2台沼气燃烧器，分别安装在锅炉两侧的炉墙上，锅炉燃煤运行后，向锅炉炉膛内喷烧沼气。自沼气总管分到每台锅炉炉前的主管上要装设燃气切断阀，每台锅炉前的沼气主管分接两路支管，通过调节控制阀组，接入两侧炉墙上的燃烧器。燃烧器采用专用燃烧器，调节控制阀组要有过滤、稳压、检漏、防回火及安全切断功能。同时沼气管道要设置吹扫口和放散管。
4.2 总的技术要求
4.2.1 提供的系统装置满足使用性能要求、人身安全和劳动保护条件。
4.2.2 系统中所有设备、阀门、管件、控制仪表等，均正确选型、设计和制造，满足安全和持续运行，满足所有工况下的功能而不应有过度的应力、振动、腐蚀、老化以及其它的运行问题。需方欢迎投标方提供优于本规范书要求的先进、成熟、可靠的设备及部件。设备是全新的并有可靠的设计。设备零部件的制造过程有良好的工艺，易于磨损、腐蚀、老化或需要调整、检查和更换的零部件应提供备用品，并能比较方便地拆卸、更换和修理。所有重型部件有安装维修时便于起吊或搬运的措施（如：吊耳、环形螺栓等）。
4.2.3 所有材料符合有关规范的要求，并是新的和优质的。
4.2.4 在系统的设计、制造、安装过程中实施严格的质量管理，包括必要的处理、检验和试验。
4.2.5 机械零部件有良好的互换性，所有的设备、阀门、仪表和材料能满足电厂所在地区的环境及设备所使用工况条件的要求。
4.2.6 所有的电气元器件能在室外、低温、潮湿的环境中正常工作，绝缘良好。
4.2.7 金属结构件的焊接应符合GB985、GB986、DL5007的有关规定。焊缝不得出现烧穿、裂纹及未熔合等缺陷。设备主要锻件不应有夹层、折叠、裂纹、结疤等缺陷。
4.2.8 供货的控制设备及元件、装置、执行机构设计、调试工作，保证系统的功能完善，达到设计要求。
4.2.9 每台锅炉设置2台沼气燃烧器，负责提供具体的安装位置及安装，并保证锅炉炉膛燃烧充分，正常工况下不产生回火，系统安全稳定运行。
4.2.10 锅炉每个沼气燃烧器要求设计有火焰检测装置、阻火器，供方负责提供具体安装位置及安装。
4.2.11 提供详细的仪控、设备清单，包括常规仪表（压力、温度等）及系统专用设备（阻火器、检漏阀、电磁阀、自力式压力调节阀等）的详细参数。
4.2.12 根据现场条件和燃烧器的安装装置，考虑设有必要的操作检修平台和通道。
4.3 工艺系统技术
4.3.1 锅炉沼气掺烧系统包括沼气加压输送、过滤、调压、检漏、防回火、炉膛内火焰检测、燃烧器出力调节及稳定燃烧功能，投标方需按要求进行该系统的完善、供货、指导安装、调试，以达到系统设计要求。
4.3.2 沼气掺烧系统应根据锅炉负荷的变化，以满足锅炉60%热负荷的沼气量，均匀、连续地将沼气喷入锅炉炉膛的稀相区燃烧，沼气燃烧器的配风取自锅炉一次风冷风管。其结构应合理、密封，并考虑锅炉的热膨胀及沼气的紧急切断，设有防止回火的装置。
4.3.3 沼气管路的阀门采用燃气专用阀门，并要提供产品出厂文件及合格证。
4.3.4 炉前设备、阀门及管道考虑H2S的腐蚀问题，进行防腐处理。
4.3.5 沼气管道应设有静电接地。
4.3.6 炉前沼气管道应设有吹扫口、取样口和放散管，放散管排出口应高出周围建筑物2m以上。
4.3.7 燃烧器的功率调节采用比例调节式，使其可以根据热量的需求在其功率范围内的任意点工作。
4.3.8 安装于电控箱内的PLC可以自动控制燃烧器的运行，其上连接的探头可以监测火焰。
4.3.9 所有电气设备和部件防护等级均为IP54，绝缘等级F级。电机采用防爆电机。
4.3.10 系统的控制方式：就地/远控。供方提供就地控制柜，并提供至DCS的通讯接口，满足锅炉运行的联动协调控制。所有在DCS中显示的信号和输入输出的指令均可以通过通讯及硬接线的方式实现。
5 循环流化床技术说明
5.1循环流化床锅炉的核心结构是由燃料密相区、稀相区、分离器及返料器组成的循环燃烧系统。燃料进入密相区与空气混合，流化并燃烧，炽热的高温烟气携带大量正在燃烧的固体颗粒冲刷稀相区，一边燃烧，一边将燃烧释放的热量传递给其中的受热面，加热其工质（水），未燃烬的固体颗粒进入分离器，被收集下来，通过返料器重新送入密相区，反复循环燃烧，从而大幅度提高燃烧效率；同时脱硫剂（石灰石）与燃料中的硫在物料循环当中不断发生化学反应，从而有效提高了脱硫效率；燃烬的固体细小颗粒随高温烟气逃逸出分离器，冲刷对流受热面和尾部受热面，经除尘器除尘后排入大气。
5.2、循环流化床锅炉的工作原理，决定其有如下其它燃煤技术难以比拟的技术优势：
① 效能显著，热效率高
煤的燃烧效率可达96～99%，灰渣含碳量仅为2%左右，锅炉热效率可达85%左右，比国家相关标准提高15至20个百分点。
② 煤种适应性广
热值在3000～7000kcal/kg的烟煤、贫煤、无烟煤、褐煤在同一锅炉内均可稳定、高效燃烧，并可掺烧煤矸石、造气炉渣及层燃炉炉渣，既便是三高（高灰份、高水份、高硫份）三低（低挥发份、低发热值、低灰熔点）燃料，也能在其中高效燃烧。
③ 负荷调节性好
a.可在25%～110%负荷范围内自由调节，无论高低负荷，其燃烧效率均能保持较高的值。
b.负荷调节速度较快，平均每分钟可达5%。
④ 清洁燃烧，保护环境
循环流化床燃烧温度仅在850℃～950℃左右，属低温燃烧，同时采用分级燃烧，空气沿燃烧流向从不同高度送入，燃烧室处于还原气氛，因而该技术在环保方面有三大好处。
a.燃料中掺加石灰石，可经济脱硫，Ca/S摩尔比为1.5～2时，脱硫效率可达84%左右。
b.NOx的排放量可控制在200ppm以下。
c.炉渣活性好，含碳量低，可作水泥熟料及建筑材料。
根据流化床的特点，混烧沼气后为保证锅炉最大的节能（混烧比例大）采用分区段供沼气，流化床固有的特点是保持炉膛温度及物料循环，故加大沼气量后应在下部密相区加入沼气，保证炉膛温度。
由于循环流化床有火源，不存在熄火爆炸现象。通过采取安全的防范措施后，混烧沼气是安全的。