燃烧器低氮改造项目实施方案.docx
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1、甘肃兰海商贸集团有限责任公司供热分公司燃气锅炉超低氮改造项目实施方案20XX年X月方案目录D方案目录1第一章总论4(一)项目单位概况4(二)改造前基本情况4(三)计划改造后4第二章项目实施的必要性评价5(一)项目建设内容必要性评价51、国家环保政策和项目实施的背景52、项目实施的思路63、为改善城市空气质量所做的贡献6(二)建设内容符合性评价71、超低氮燃烧技术(超低氮燃烧器)92、基于稳燃的烟气再循环技术10(三)项目实施前后的环境、经济和社会效益对比分析12第三章项目建设内容13(一)锅炉改造建设131、项目系统现状简介132、技术路线134、燃烧系统设计174、燃烧器的运行原理与特征19
2、5、控制部分206、质量保证247、售后服务24(二)天然气管路建设24第四章 项目实施计划进度25(一)项目建设期限25(二)项目实施进度安排26第五章投资估算与资金筹措27(一)投资估算271、工程慨况及规模272、投资估算依据273、需要说明的284、建设投资估算构成比例28(二)资金筹措281、资金筹措282、资金使用计划28第六章 保障措施29(一)组织保障291、施工组织机构:292、施工队伍保障措施313、资金、材料管理保障措施324、外部环境保障措施32(二)制度保障321、计划管理制度保障措施322、施工部署制度保障措施333、工程管理制度保障措施33第七章 结论与建议35(
3、一)项目建设必要性结论35(二)项目实施后预期达到的目标36(三)项目资金使用管理3710第一章总论(一)项目单位概况为进一步做好城市大气污染防治,改善市区城市环境空气 质量,给广大人民群众营造良好生活环境,为城市创造对外开 放的投资环境,根据中华人民共和国大气污染防治法和兰 州市生态环境局关于开展燃气锅炉超低氮改造工作相关文件规 定,我单位按照要求自愿组织实施燃气锅炉超低氮改造项目。我单位现有4台燃气热水锅炉拟采用更换超低氮燃烧器+烟 气再循环的低氮燃烧技术路线,在不降低锅炉热效率的情况下, 将锅炉的NOx原排放从130mg/Nm3左右降低至30mg/Nm3以下,大 大降低了 NOx的排放,
4、为兰州市环境空气质量的改善作出自己 的贡献,为国家三年蓝天保卫战的胜利贡献出自己的一份力量。(二)改造前基本情况按照相关要求我单位有4台锅炉(10吨2台、15吨1台、 20吨1台)天然气锅炉需进行超低氮改造,改造完成后预计每 年减少氮氧化物19.008吨,减排效益明显。(三)计划改造后计划采用更换超低氮燃烧器+烟气再循环的技术路线,对上 述天然气锅炉进行超低氮改造,在不降低锅炉热效率的情况下, 将NOx的排放指标降低至30mg/Nm3以内。第二章项目实施的必要性评价(一)项目建设内容必要性评价1、国家环保政策和项目实施的背景为推动经济的发展,几十年来,我国不断加强工业和制造 业的建设,行业的快
5、速发展忽视了其排放物对大气产生的污染; 另外随着国家经济水平的提升,城市化进程不断推进,及居民 人均可支配收入的增加,私家车保有量不断提升,工业废气加 上汽车尾气使得近年来部分城市大气污染严重超标不得不引起 相关部门的重视。国务院关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知(国 发201822号),提出坚持全民共治、源头防治、标本兼治, 以京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原等区域为重点, 持续实施大气污染防治行动,综合运用经济、法律、技术和必 要的行政手段,大力调整优化产业结构、能源结构、运输结构 和用地结构,强化区域联防联控,狠抓秋冬季污染防治,统筹 兼顾、系统谋划、精准施策,坚决打赢蓝天保
6、卫战。氮氧化物是大气污染控制的重点。国家对锅炉大气污染物 排放限值要求越来越严格,治理力度和资金投入也逐渐加大。 2015年北京市实施最严格的环境标准DB11/139-2015,要求新 建锅炉氮氧化物的排放浓度低于30mg/Nm3的限值要求。2016年 北京市实施燃气(油)锅炉低氮改造以奖代补资金管理办法, 鼓励燃气(油)锅炉业主单位开展低氮改造工作,降低NOx的 排放。为有效解决当前兰州市大气污染防治工作进入瓶颈期、氮 氧化物浓度持续高位、夏季臭氧污染明显反弹的问题,结合兰州 市去年进行的燃气锅炉超低氮改造试点工作取得较好的经验, 对市区燃气锅炉进行超低氮改造是必要的。2、项目实施的思路目前
7、控制燃气锅炉氮氧化物排放的技术可以分为两种:一 是炉内燃烧法控制NOx技术;二是燃烧后烟气处理技术。燃烧 法控制NOx在实际应用过程中具有设备初投资或改造成本小、 运行费用低的特点。烟气后处理技术主要包括SNCR技术和SCR 技术,具有设备初投资费用高,需要较大的现场空间,同时运 维复杂且运行成本高和容易造成二次污染的缺点。燃烧控制法,降低天然气锅炉NOx的排放技术已经成熟, 目前天然气锅炉可以通过低氮燃烧改造,将NOx的排放浓度降 低至30mg/Nm3以内,可有效降低NOx的排放强度,脱硝效率高 达70%以上,且改造具有前期投资小、项目改动范围小、近零运 行成本的优点。所以采用“超低氮燃烧器
8、+烟气再循环多技术耦 合”技术路线更为合理。3、为改善城市空气质量所做的贡献氮氧化物(NOx)主要是一氧化氮笫和二氧化氮袂,它 们在大气中的含量和存在的时间达到对人、动物、植物以及其 他物质产生有害影响的程度,就形成污染。大气中还有其他形 态的氮氧化物,如氧化亚氮(N2O)和三氧化二氮(N2O3)等。NOx通过呼吸进入人体肺的深部,可引起支气管炎或肺气 肿NOx还能和大气中其他污染物发生光化学反应形成光化学烟 雾污染。N2O在大气中经氧化转变成硝酸,是造成酸雨的原因之 一。NO还可使平流层中臭氧减少,从而使到达地球的紫外线辐 2射量增加;且NOx是PM2.5的重要前体物,NOx促进了 PM2.
9、5 的形成。综上所述,减少NOx的排放是改善空气环境质量的重要任 务之一。减少NOx排放是改善环境空气质量的需要。近年来的监测 数据表明,典型特征污染物PM2.5出现较大超标比例和区域性 长时间严重超标的情况,改善环境空气质量面临巨大挑战。燃气锅炉采用更换超低氮燃烧器+烟气再循环的低氮燃烧 方法进行低氮改造,在不降低锅炉热效率的情况下,将锅炉NOx 的排放降低至30mg/Nm3以内,符合国家的环保政策。(二)建设内容符合性评价甘肃省环境保护专项资金管理办法(甘财办201422号), 第二条规定,环保专项资金,是指中央财政下达和省级预算安 排(污染减排及监测、重金属污染防治、环境污染防治等)的
10、各类环保专项资金。甘肃省环境保护专项资金管理办法(甘财办201422号) 省级环保专项资金支持范围:(一)工业企业污染减排项目;(二)重点区域污染防治项目;(三)水污染防治项目;(四)重金属污染治理项目;(五)农村环境综合整治项目;(六)严重威胁居民身体健康的污染治理项目;(七)省级环境保护部门主要污染物减排指标统计、监测 和考核三大体系建设、环境监管能力建设等项目;(八)其他需要支持的有关项目。本次改造内容是采用低氮燃烧(更换超低氮燃烧器+烟气再 循环)的方法,降低燃气锅炉的NOx排放,NOx属于工业废气污 染,属于(二)重点区域污染防治项目的范围,同时符合兰州 市相关环保文件要求的技术路线
11、和支持政策,故本项目的建设 内容符合环保专项资金支持范围。(三)建设内容合理性评价采用超低氮燃烧器+烟气再循环的低氮燃烧技术路线,将 NOx的排放指标从130mg/Nm3左右降低至30 mg/Nma,X艺路线 已经在很多个项目上成功应用,该技术路线成熟,可行。通过燃烧控制氮氧化物的生成,主要分为超低氮燃烧技术 和低氮燃烧辅助技术两大类。超低氮燃烧技术是指低氮燃烧器 在设计过程中,耦合浓淡燃烧技术、分级燃烧技术(燃料分级 技术、空气分级技术)、超级混合技术和中心稳燃技术等使天 然气与空气充分混合,在低氧量(1.8%-3.5%)的空气中,进行 充分燃烧,燃烧效率可达99.99%,进而提高燃料的利用
12、率,锅 炉相同负荷下,减少了燃料的用量,减少了锅炉的CO2减排量。 同时天然气和空气充分混合燃烧消除局部高温区的生成,合理 控制燃烧区域的氧含量,减少热力型NOx的生成,降低NOx的 初始排放浓度。同时采用三维建模和CAD仿真技术,一炉一型 定制化设计燃烧,使燃烧器和炉膛具有最佳的匹配。烟气再循环技术属于低氮燃烧辅助技术。低氮燃烧辅助技 术是指在燃烧器之外,通过一定的设备和系统实现降低NOx排 放的目的。1、超低氮燃烧技术(超低氮燃烧器)超低氮燃烧技术主要有浓淡燃烧技术、分级燃烧技术(燃 料分级技术、空气分级技术)、超级混合技术和中心稳燃技术 等1)浓淡燃烧技术在燃烧器喉口部分,将整个燃烧过程
13、人为区分为燃气和空 气配比不同的若干阶段,使燃气的燃烧分别在燃气过浓、燃气 过淡和燃尽三个区域分阶段完成。采用浓淡燃烧技术,使得在浓燃烧区域产生还原气氛,降 低NOx排放;在淡燃烧区域补充燃尽风则能相对冷却火焰而降 低NOx排放。2)分级燃烧技术主要是通过将燃料和燃料燃烧所需的空气分成两股或多股 送入炉膛燃烧区域,控制燃料燃烧初期燃烧强度和NOx的生成 量。燃烧器采用多级配风和多级燃料输入,特有的分级射流燃 烧技术使炉内产生内循环,进而使燃烧室利用最大化,实现燃 料和空气的充分混合,提高燃料燃烧效率,并降低NOx排放。2、基于稳燃的烟气再循环技术烟气再循环技术是把烟道中的一部分烟气重新引入燃烧
14、器 进风口,与助燃风混合进入炉膛,靠引入烟气既降低炉膛温度 又降低燃料燃烧速度,从而把NOx降到更低,原理如下:陋髭胃凝痛尊-黑瞒职篓H- 15M榆建出 ius aw&IK虫柴e最部 Ystttsx 虹(WK1 -M四坦ttEwr &-IT剧晓着卜件跳是套身旧 话 揪号匝腭jwa胃慰由裂羞 1S曲中还lr景女11(三)项目实施前后的环境、经济和社会效益对比分析本项目涉及以天然气为燃料的供暖锅炉,天然气属于较清 洁的能源,主要成分为甲烷,天然气燃烧不会产生粉尘/固体颗 粒及含硫性的污染物,故锅炉运行本身没有烟尘、二氧化硫的 污染,但在燃烧中会产生大量的氮氧化物污染排放。目前燃气锅炉在使用过程中,
15、虽然没有像燃煤锅炉存在烟 尘、二氧化硫污染,且氮排放也降低到一定水平,但NOx排放 量仍在130mg/Nm3左右,在采暖期间锅炉集中排放仍对大气造成 巨大污染,而本次改造的目的就是为了大幅度降低NOx的排放。单台0.7MW(1t/h)超低氮改造后NOx减排效果分析表改造前改造后年NOx减排量(t/年)NOx(mg/Nm3)13030年运行时间(h)36003600排放烟气量(Nm3/h)960960NOx(t/年)0.449280.103680.3456备注:1、以超低氮燃烧器的最高排量30 mg/Nm3为计算依据;2、运行时间以一个供暖季(5个月)为单位;3、锅炉按满负荷运行计算;4、一个采
16、暖期内,1台0.7MW(1t/h)锅炉减排NOx约 0.3456 吨。由上表可以看出,2台10吨和1台15吨以及1台20吨燃 气锅炉一年NOx的减排量约为19.008吨,环境效益明显。从我 国环保政策发展来看,我国已实施碳排放交易和排污许可政策 的实施,目前是每吨20-50元范围内,2017年40元左右,有人 预测将会到200元-300元。而从国家对氮排放控制要求越来越 严格的趋势,氮排放交易,迟早也要走上日程。所以燃气锅炉进行超低氮燃烧改造,具有明显的经济效益、 环境效益和社会效益。第三章项目建设内容(一)锅炉改造建设1、项目系统现状简介目前我单位符合政策要求,可以进行超低氮改造的有4台 燃
17、气锅炉,是由江苏太湖于2012年4月生产的,锅炉型号: 10 吨为 CWNS7.0-1.0/95/70-Y(Q),10 吨为 CWNS7.0-1.0/95/70-Y(Q),15 吨 WNS10。5T.0/95/70-Y(Q), 20吨WNS14-1.0/95/70-Y(Q)吨为用于冬季居民和办公供暖, 总供暖面积46万平方米,现运行正常。2、技术路线针对现场采集的资料,拟采用“超低氮燃烧器+烟气再循 环”的技术路线,在不降低锅炉热效率的情况下,将NOx控制 在30mg/Nm3以内。具体改造内容:1、拆除旧燃烧器,安装超低氮燃烧器;2、加装高精度燃气流量调节阀,精确的燃气调节有利于 NOx的控制
18、;3、加装基于稳燃技术的烟气再循环系统及相关设备,再循 环烟气取自烟道尾部,保证后续设备稳定运行;4、拆除原燃烧器控制系统,安装新燃烧器控制系统;进行电气连接,进行综合调试。3、技术规格针对本项目情况,燃烧器设计方案为:每台锅炉前墙布置 一台超低氮燃烧器。(10T/H)锅炉燃烧器技术规格主要技术参数:项 目技术参数及要求备注1型号规格2制造规范制造方企业标准3适应燃料、热值天然气4额定功率(单台)7MW5额定燃料量(单台)约 650Nm3/h6调节方式及调节比连续调节比4:17火焰长度(mm)根据燃烧室尺寸可调8火焰直径(mm)根据燃烧室尺寸可调9预测NOX排放30mg/Nm310配置燃烧器数
19、量,台/炉2序号项 目技术参数及要求备注11燃烧形式扩散燃烧12燃烧器布置及安装角度根据现场安装13点火方式自动点火14点火燃料天然气15T/H锅炉燃烧器技术规格主要技术参数序号项 目技术参数及要求备注1型号规格2制造规范制造方企业标准3适应燃料、热值天然气4额定功率(单台)10. 5MW5额定燃料量(单台)约 975Nm3/h6调节方式及调节比连续调节比4:17火焰长度(mm)根据燃烧室尺寸可调8火焰直径(mm)根据燃烧室尺寸可调9预测NOX排放30mg/Nm310配置燃烧器数量,台/炉111燃烧形式扩散燃烧12燃烧器布置及安装角度根据现场安装13点火方式自动点火14点火燃料天然气20T/H
20、锅炉燃烧器技术规格主要技术参数号项 目技术参数及要求备注1型号规格2制造规范制造方企业标准3适应燃料、热值天然气4额定功率(单台)14MW5额定燃料量(单台)约 1300Nm3/h6调节方式及调节比连续调节比4:17火焰长度(mm)根据燃烧室尺寸可调8火焰直径(mm)根据燃烧室尺寸可调9预测NOX排放NO+CQ+十巳0(1)HCN+jOj”志凡 1-CXJj-l|-H3OC+yO - -COC+CO; 一 吃 coCO+NO - g+c,NO+C N2+CO,(7)C(N)+NO *N2+COi+C,(8)由(1)(2)可见,贫氧条件下,HCN最终生成N2,在富氧条件下则生成NO,O2浓度的增
21、加有利于N到NOx的转化。由(3)至(8)可见在较低温度下,较高CO2浓度会会是C 不完全燃烧产生部分CO,CO可直接还原NO,同时,生成C*活 性基团,C*活性基团对C于NO的反应起到催化作用。3、引用的设计规范1) 锅炉安全技术监察规程(TSG G0001-2012)2) GB13271-2014锅炉大气污染物排放标准3) DB11/139-2015锅炉大气污染物排放标准(北京 市地方标准)4) GB3095-1996环境空气质量标准中的二级标准5) GB 3096-2008城市区域环境噪声标准中的1类标 准6) GB12348-2008工业企业厂界噪声标准中的I类标 准4、燃烧器的运行原
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