垃圾电站焚烧炉-余热锅炉及烟气净化系统性能试验方案

中 航 工 业 南 充 可 再 生 能 源 有 限 公 司 焚烧炉 余热锅炉及烟气净化系统 性能考核试验方案 西 安 热 工 研 究 院 有 限 公 司 2014 年 7 月 版本更新记录 版本编号 更新日期 版本说明 编制 审阅 批准 R 0 2014 07 03 初 版 曹寿峰 姚 胜 施延洲 西安热工研究院有限公司技术方案 目 录 1 前言 1 2 试验内容 1 3 性能保证值 2 4 试验依据 3 5 测量项目及方法 3 6 试验日程计划 11 7 试验组织机构 11 西安热工研究院有限公司技术方案 1 1 前言 南充市生活垃圾焚烧发电厂一期工程设 2 台日处理 400 吨的炉排型垃圾焚烧炉 焚烧炉排及液压系统 燃烧控制系统等由日本日立造船株式会社制造 配套 2 台青岛 捷能汽轮机股份有限公司生产的 N12 3 8 型中温中压式凝汽式汽轮机 汽轮机具有三 级非调整抽汽 一级抽汽供空气预热器 二级抽汽供除氧器 三级抽汽供低压加热器 根据供货合同规定 在每台机组完成 72 24 小时试运后 根据业主安排将进 行性能考核试验工作 本方案为焚烧炉 余热锅炉及烟气净化系统性能考核中各项试验的指导性文件 制定了试验的方法及为确保测试精度所应采取的测试手段 2 试验内容 1 焚烧炉 余热锅炉系统性能试验内容 100 MCR 负荷 a 单台焚烧炉垃圾处理量 b 炉渣热灼减率 c 垃圾低位热值 d 焚烧炉 余热锅炉热效率 e 过热器入口烟气温度 f 余热锅炉出口烟气温度 g 烟气在 850 区域内的停留时间 h 额定主蒸汽压力 i 额定主蒸汽温度 j 锅炉主蒸汽蒸发量 k 供货设备的噪声 2 烟气净化系统性能试验试验内容 100 MCR 负荷 a 烟囱出口污染物排放浓度 颗粒物 HCl HF SOx NOx CO TOC Hg 及 其化合物 Cd 及其化合物 Pb 其它重金属 烟气黑度 b 活性炭消耗量 c 消石灰消耗量 d 尿素消耗量 西安热工研究院有限公司技术方案 2 3 性能保证值 序号 保证值项目 单位 保证值 备注 1 每条线年运行时间 h 8000 2 负荷变化范围 MCR 的 60 100 3 最大热负荷工况下连续运行时间 h 2h 24h 4 锅炉额定主蒸汽压力 MPa a 4 1 5 锅炉额定主蒸汽温度 400 5 10 6 锅炉额定主蒸汽流量 t h 36 53 7 锅炉热效率 80 0 8 烟气在 850 区域内的停留时间 s 2 9 单台焚烧炉垃圾处理量 t 24h 400 10 炉渣热灼减率 重量 3 11 供货设备的噪声 dB 85 烟囱出口污染物排放浓度 标准状态 干态 11 O 2 烟尘 mg N m3 20 HCl mg N m3 22 HF mg N m3 2 SO2 mg N m3 80 NOx mg N m3 200 TOC mg N m3 20 CO mg N m3 60 Hg 及其化合物 mg N m3 0 05 Cd 及其化合物 mg N m3 0 05 其它重金属 mg N m3 1 0 12 烟气黑度 林格曼级 1 13 石灰消耗量 kg t 垃圾 23 4 14 活性炭消耗量 kg t 垃圾 1 34 15 尿素消耗量 kg t 垃圾 西安热工研究院有限公司技术方案 3 4 试验依据 1 电站锅炉性能试验验收规程 GB10184 88 2 JIS B 8222 1993 Land boilers Heat balancing for calculation 陆用锅炉 热平衡 计算方法 3 GBT16157 1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 4 GB 18485 2014 生活垃圾焚烧污染控制标准 5 FDBR Guideline Acceptance Testing of Waste Incineration Plants edition 04 2000 6 供货商与业主签订的合同及合同附件 7 供货商提供的性能测试程序 8 空气与废气分析方法 第四版 5 测量项目及方法 5 1 垃圾处理量 试验前后 保持料斗料位一致 性能测试前业主已对垃圾吊进行过校验 校验合格 试验期间 未使用其它燃料作为辅助燃料 采用 DCS 数据记录 在试验期间 将每小时垃圾投入量数据加总起来 总量除以试验期间的小时数 然后乘以 24 小时 便可以算出每天 或 24 小时 的实际垃圾处理量 5 2 主蒸汽温度 压力 流量 利用在线仪表测量 采用 DCS 进行数据记录 每 60 秒钟记录 1 组 根据所获得的数据 算出试验期间的锅炉主蒸汽流量的平均值 然后利用修正曲 线及计算公式进行修正 修正后的数值用于与保证值进行比较 5 3 锅炉效率 按照 PT 00 12 001 Att03 CN Boiler efficiency 进行计算 需测量及计算锅 炉排烟热损失 辐射和传导热损失 炉渣未完全燃烧热损失 飞灰未完全燃烧热损失 和烟气 CO 未完全燃烧热损失等 根据所获得的数据 算出试验期间的锅炉效率 然后利用修正曲线及计算公式进 行修正 修正后数值用于与保证值进行比较 西安热工研究院有限公司技术方案 4 5 4 850 以上烟气停留时间 按照文件 PT 00 12 001 Att06 CN 2seconds retention time 进行计算 5 5 热灼减率 从振动输送机上取样 每 2 小时取样一次 按照下述公式计算热灼减率 A BP A x 100 式中 P 热灼减量 A 环境温度下干渣重量 g B 在 600 25 C 下灼烧 3 小时然后冷却到环境温度下的重量 5 6 噪音 声压级测量采用 ND2 型精密声压级计 在规定的测点上选用声级计的 慢 档 读取被测设备运行时的 A 计权声压级 测量点距离设备或其隔音面 1 米远 测量设备 炉排液压驱动装置推料器 一次风机 二次风机 炉墙冷却风机 引 风机 控制室等 每条线均进行测量 在 MCR 负荷工况下 测量一次 5 7 入厂垃圾 出厂灰 渣量 根据电厂统计报表 71 月份 8 月份数据 获得 5 8 烟温 风温测量 测量项目 省煤器出口烟气温度 空预器进出口一次风 二次风机出口温度及炉 墙冷却风与一次风混合前风温 按照等截面网格法布置相应的试验测点 采用西安热工研究院有限公司的仪表测 量 主要包括 II 级精度 K 型铠装热电偶 K 型补偿导线 数据采集仪及英国 Solartron 公司生产的 IMP Isolated Measurement Pod 分散式数据采集系统 每 20 秒记录一组数据 典型系统如图 1 所示 5 9 环境条件 试验期间采用膜盒式大气压力计测量大气压力 半小时测量一次 采用干湿球温度计测量空气温度和湿度 每 20 分钟记录一组数据 西安热工研究院有限公司技术方案 5 5 10 烟气成分测量 在 省 煤 器 出 口 烟 道 按 照 等 截 面 网 格 法 布 置 测 点 抽 取 烟 气 抽 取 的 烟 气 样 品 用 橡 胶 管 引 至 特 制 的 烟 气 混 合 器 实 施 过 滤 处 理 然 后 再 将 过 滤 后 的 烟 气 样 引 至 德 国 M C 公 司 生 产 的 烟 气 前 处 理 装 置 实 施 清 洁 除 湿 处 理 最 后 将 预 处 理 后 的 烟 气 接 入 ROSEMOUNT 公 司 生 产 的 NGA2000 型 烟 气 分 析 仪 典 型 的 烟 气 取 样 分 析 系 统 如 图 2 所 示 烟 气 成 份 分 析 的 主 要 项 目 有 O2 CO CO2 烟 气 湿 度 采 用 湿 度 枪 在 省 煤 器 出 口 烟 道 进 行 测 量 图 1 数据采集系统 图 2 烟气取样分析系统 西安热工研究院有限公司技术方案 6 5 11 一次风 炉墙冷却风 二次风流量 考核试验前先进行辅助性试验 用标准毕托管 电子微压计 热电偶及点温计实 测一次风 总管 二次风和炉墙冷却风 与一次风混合前 风速 根据管道面积计 算获得一次风 二次风和炉墙冷却风流量 同时记录表盘一次风 二次风和炉墙冷却 风流量 根据实测获得的一次风 二次风和炉墙冷却风流量与表盘数据相比 获得一次风 二次风和炉墙冷却风流量的修正系数 性能考核试验期间记录表盘一次风 二次风和炉墙冷却风流量 然后根据获得的 流量修正系数得到性能试验期间真实的一次风 二次风和炉墙冷却风流量 5 12 烟气流量 根据省煤器热平衡进行计算获得 5 13 垃圾低位热值 PT 00 12 001 Att03 CN Boiler efficiency 进行计算 5 14 锅炉 10 过载负荷试验 试验前机组在 100 MCR 负荷下稳定运行 2 小时以上 然后开始逐步增加负荷 至 100 10 MCR 负荷后维持稳定 开始测试 测试时间不小于两小时 整个测试 过程机组在 100 10 MCR 负荷下稳定运行 包括垃圾量 主汽流量 一次风量 过剩空气量及有关蒸汽参数尽可能地维持稳定 测试结束后 负荷降至 100 MCR 并 稳定运行 1 小时以上 5 15 物料消耗 1 消石灰 半干式洗烟塔处的消石灰浆喷射量由仪器 FIC n40 提供 每隔 1 分钟读取该数 据一次 消石灰浆浓度由仪器 DIA 提供 每隔 1 分钟读取该数据一次 将试验 期间的消石灰消耗加总起来 将试验期间的垃圾处理量加总起来 计算 LHV 低热值 的平均值 如果 LHV 低热值 的平均值大于 6908kJ kg 则根 据修正公式调整垃圾处理量 然后将调整好的数值用来计算消石灰消耗率 Lime consumption kg 消石灰消耗量 kg Lime consumption rate kg t waste 消石灰消耗率 kg t 垃圾 Waste throughput tons 垃圾处理量 tons 2 活性碳 活性碳投入速度与活性碳推料器转速之间的关系应在试验之前就确定完成 转速 西安热工研究院有限公司技术方案 7 数据 SIC n45 由 DCS 记录 根据该关系和转速数据 便可算出活性碳投入速度 将试验期间的活性碳消耗加总起来 将试验期间的垃圾处理量加总起来 计算 LHV 低热值 的平均值 如果 LHV 低热值 的平均值大于 6908kJ kg 则根 据修正公式调整垃圾处理量 然后将调整好的数值用来计算活性炭消耗率 Activated carbon consumption kg 活性碳消耗量 kg Activated carbon consumption rate kg t waste 活性碳消耗率 kg t 垃圾 Waste throughput tons 垃圾处理量 tons 3 尿素 SNCR 系统的尿素溶液的耗水量由仪器 FIC n46 提供 每隔一分钟读取该数据一 次 而其每小时的平均值记录在 DCS 日报上 尿素浓度由电厂化学化验 每天上午 下午各化验一次 尿素溶液耗水率如下计算 Urea solution water consumption kg 尿素溶液耗水量 kg Urea solution water consumption rate kg t waste 尿素溶液耗水率 kg t 垃圾 Waste throughput tons 垃圾处理量 tons 根据上述尿素溶液耗水率和尿素溶液浓度 C U 如下计算尿素消耗 量 Urea pellet consumption rate kg t waste 尿素消耗率 kg t 垃圾 Urea solution consumption kg x CU 尿素溶液消耗量 kg C U 5 16 烟气中的污染物排放 污染物排放测试包括两部分测试工作 一是在锅炉出口 反应塔入口 测量项 目包括烟尘 HCl HF 二是在烟囱入口 测量项目包括烟尘 HCl HF SO2 NOx CO TOC Hg 及其化合物 Cd 及其化合物 Pb 及其化合物 其它重金属 烟气黑度 试验时这两处采用交替测量的方法 100 MCR 负荷下 每个工况在反应塔入口 锅炉出口 和烟囱入口各测三次污 染物排放 锅炉出口污染物排放测试每次取样时间为 30 分钟 烟囱入口污染物排放每次取样 时间为 30 分钟 西安热工研究院有限公司技术方案 8 各工况测试的平均值与性能保证值进行比较 5 16 1 SO2 NO CO O 2 采用德国 M C 公司生产的 PSP4000 系列加热取样探头和 ROSEMOUNT 公司生 产的 NGA2000 型烟气分析仪测量 测试系统如图 3 4 所示 5 16 2 折算排放浓度 将烟气污染物和颗粒物排放浓度折算为标准状态下含 11 O2 干烟气的排放浓度 SO2 O2烟道 2 m过滤器 蠕动泵 泵 8L Min 泵冷却器 超细过滤 烟气分析仪 预处理 分析 信号 采集系统 伴热管线 加热头 旁路 图 3 SO2 取样测试系统 图 4 烟气取样分析系统 西安热工研究院有限公司技术方案 9 公式如下 drymeasOdryC 2 1 12 式中 标准状态下含 11 O2 干烟气中污染物或颗粒物的排放浓度 mg m 3 2 1 OdryC 标准状态下实测干烟气中污染物或颗粒物的排放浓度 mg m 3 实测干烟气含氧量 体积分数 drymeas 2 5 17 运行参数记录 锅炉其它主要运行参数均采用机组配套 DCS 系统采集 每 30 秒记录一组 注 试验涉及到的现场表计业主方已在试验前进行了校验 西安热工研究院有限 公司提供的试验仪表已由热工院在性能考核试验前完成校验 6 试验计划 试验初步安排如下表所示 工 作 内 容 第 1 天 各方关于试验实施过程及细节进行最后协商 并达成共识 第 2 天 TPRI 现场安装 校验测试仪器 所有仪器准备就绪 第 3 天 1 线辅助性试验 1 线 100 负荷下进行性能测试工况 1 8 小时 第 4 天 1 线 100 负荷下进行性能测试工况 2 8 小时 第 5 天 1 线 100 负荷下进行性能测试工况 3 8 小时 1 线 100 10 负荷下进行性能测试工况 2 小时 第 6 天 1 线仪表拆除 2 线仪表安装 调试 第 7 天 2 线 100 负荷下进行性能测试工况 1 8 小时 第 8 天 2 线 100 负荷下进行性能测试工况 2 8 小时 第 9 天 2 线 100 负荷下进行性能测试工况 3 8 小时 2 线 100 10 负荷下进行性能测试工况 2 小时 第 10 天 备用 7 试验组织机构及人员安排 试验总指挥由电厂派员担任 负责指挥试验的全部工作 协调各方相互友好地协 西安热工研究院有限公司技术方案 10 作 下达试验的开始和结束时间 仲裁各方意见 确保试验顺利进行 a 总体工作 厂方指定本次试验的总体协调人 负责试验期间各项工作的总体协调 按照试验 要求 厂方负责机组负荷申请 并负责机组运行稳定 b 热工专业 1 配合接入试验仪表 2 热控专人负责编制DCS数据采集程序 并保证DCS运行参数记录系统投入 正常运行 每天试验工况结束后进行DCS数据的提取 要求数据文件格式 为txt或excel 采集清单试验前由热工院提供 c 电气专业 1 配合在空预器进出口附近连接220v电源 供试验仪器供电试验 2 配合对主要辅机电耗和厂用电进行测试 d 化学专业 1 化学试验室提供相关仪器 天平 台秤 烘箱 马弗炉等 以便热工院试验 进行分析化验 2 化学试验室提供相关试剂 氢氧化钠 碳酸钠 硫酸 硝酸 盐酸 高锰酸 钾 30 双氧水等优级纯各一瓶 以便热工院试验进行分析化验 e 运行专业 总指挥 TPRI 试验负责人 试验联络 值长 检修 化学 试验小组 运行当值 设备检修 热工仪表 渣分析 电厂试验负责人 供货商试验负责人 西安热工研究院有限公司技术方案 11 1 试验期间安排运行人员每天早晨9点前完成对锅炉等设备的全面吹灰 排污 取样和系统隔离等工作 2 每个试验工况前 负责调整负荷 运行参数等至试验要求值 f 试验组织 试验总指挥由电厂派员担任 负责指挥试验的全部工作 协调各方相互友好地协 作 确保试验顺利进行 试验负责人负责具体的试验工作 确保机组安全稳定运行 各试验人员统一听从试验负责人的工作安排 试验总指挥 试验副总指挥 试验负责人 电厂试验人员 西安热工院试验人员 曹寿峰 18625097880 厂家试验人员 8 试验安全注意事项 1 热工院全体试验人员均应在试验前熟悉试验工作内容及试验安全措施 2 热工院试验负责人 专业技术人员和技术工人的技术素质须符合试验要求 3 试验机械 工器具及安全防护设施 安全用具必须满足安全需要 电厂方负责在 现场搭建的脚手架 围栏等必须满足安全要求 4 试验期间 热工院指派 同志担任锅炉侧试验安全员 负责本试验项目的有关安 全工作 5 热工院试验过程中应严格执行 电业安全工作规程 电业生产事故调查规程 电力设备典型消防规程 等有关规定和电厂的 两票 管理制度 消防保卫 管理规定 及安全文明生产的相关规定 制度 6 在有危险性的电力生产区域内作业 有可能造成火灾 爆炸 触电 中毒 窒息 机械伤害 烧烫伤等及可能引起生产设备停电 停运事故时 热工院必须事先报 经电厂同意 西安热工研究院有限公司技术方案 12 7 对于现场运行设备的操作 必须经电厂方同意 并由电厂相关人员完成 热工院 负责指导 8 热工院必须接受电厂安监和保卫人员的监督 对安监保卫部门提出的意见必须及 时整改 发生人身事故或危及生产运行的不安全情况 必须立即报告电厂安监部 门