常州江成投资发展有限公司天然气锅炉改造实施方案

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

常州江成投资发展有限公司

35t/h天然气锅炉改造

实施方案

贺介兴

2016年5月

第 1 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

目 录

第一章 项目建设目的和意义 ······························································································ 3

1.1 项目建设单位基本情况 ··························································································· 3 1.2 项目概况 ············································································································· 3 1.3 项目建设的目的和必要性 ························································································ 4 1.4 供热现状及现有热负荷 ··························································································· 4 1.5近期热负荷变化 ···································································································· 5 1.6 编制依据与原则 ···································································································· 5 第二章 项目设计方案 ······································································································ 6

2.1. 35t/h天然气锅炉································································································· 6 2.2.锅炉总体技术： ···································································································· 7 3.1锅炉燃烧器 ·········································································································· 8 第三章 天然气和柴油的供应 ··························································································· 12 第四章 环境影响分析 ···································································································· 12

4.1 分析依据 ··········································································································· 12 4.2主要污染物 ········································································································ 13 4.3污染物防治措施 ·································································································· 13 4.4环境保护管理 ····································································································· 13 4.5环境影响评价 ····································································································· 14 第五章 改造项目安全与评价 ···························································································· 14

5.1设计依据············································································································ 14 5.2主要不安全因素分析 ···························································································· 15 5.3安全措施防护 ····································································································· 15 5.6劳动安全管理 ····································································································· 16 5.7综合评价············································································································ 16 第六章 项目投资概算 ···································································································· 17

6.1 主要设备 ·································· 17 第七章：社会影响分析 ···································································································· 19 第八章 结论与建议 ········································································································ 20

8.1结论 ················································································································· 20 8.2建议 ·················································································································· 21

第 2 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

第一章 项目建设目的和意义

1.1 项目建设单位基本情况

常州江成投资发展有限公司建成于1992年，是湖塘马杭地区唯一的区域性热电厂，占地250多亩，拥有180名职工及各类专业技术人员，作为湖塘地区的能源基础设施，江成投资承担湖塘马杭地区近百家用热单位的供热任务。 实现了区域集中供热、热电联产节能环保模式，近年来通过一系列的环保和节能改造，减少了马杭地区的能源消耗和污染物的排放，创造了良好的经济效益和社会效益。

江成投资成立以来，秉承“绿色环保，节能减排”发展理念，经过多年努力，尤其是近几年在各级政府的支持下，先后投入7000多万元对全厂了进行环保和节能改造，跟上了日益严峻的环保和减排要求，至目前江成投资拥有新型节能环保型的循环流化床锅炉和高效背压式汽轮发电机组，以及配套的符合国家重点地区特别排放要求的除尘、脱硫、脱硝的环保设施，供热管线20多公里，2015年完成产值1.8亿元，2009-2015年江成投资连续7年评为湖塘镇纳税大户，税收总额排列武进区湖塘前十强，被评为2013-2014年为江苏省重点税源企业。

1.2 项目概况

1.2.1项目名称：常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造 1.2.2建设单位：常州江成投资发展有限公司 1.2.3建设性质：改建

1.2.4建设内容与规模：35t/h抛煤机链条燃煤锅炉改造为35t/h天然气锅炉

第 3 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

1.2.5建设进度:改造项目2016年8月份开工，17年3月份竣工投产。 1.2.6、投资估算及资金来源：总投资为1000万元，资金来源为自筹。

1.3 项目建设的目的和必要性

常州江成投资发展有限公司目前的35t/h抛煤机链条燃煤锅炉是上世纪90年代初期的中参数的装备，锅炉设计效率75%，烟气污染物烟尘排放浓度：200mg/Nm3；二氧化硫排放浓度:900 mg/Nm3；氮氧化物排放浓度:350mg/Nm3。由此可见目前的抛煤机燃煤链条炉不但能耗高而且在环保要求上已远远达不到目前的指标

另外, 2011年7月，国家环境保护部发布了新的《火电厂大气污染物排放标准》，进一步提高了污染物排放标准，对于重点地区的污染物排放尤为严格，氮氧化物、二氧化硫和烟尘的排放限值分别为100 mg/Nm3、50 mg/Nm3、20 mg/Nm3。面对新的排放要求，江成投资公司经过多方考察、调研，对现有的35t/h抛煤机链条燃煤锅炉进行天然气改造，确保锅炉达标排放。 江成投资公司面临着节能减排的双重压力，作为热电联产，集中供热的能源企业，在新的一轮环保改造中力争先行，率先改造一台35吨的备用燃煤锅炉，用最新的天然气燃料锅炉替代现有的抛煤机链条锅炉，这次改造不仅是环保的要求，也有常州江成投资发展有限公司现实的需要，改造完成后天然气锅炉的烟气排放完全符合天然气锅炉烟气排放标准 SO2、NOx和颗粒物浓度分别为35 mg/ m3、 100 mg/ m3和 8 mg/ m3；实际三者的排放浓度为（0.2 mg/ m3、80 mg/ m3和5 mg/ m3） 1.4 供热现状及现有热负荷

第 4 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

常州江成投资发展有限公司现有热用户主要分布在马杭周边地 区，现有热用户56家，热负荷最小为50t/h，平圴为 85t/h，最大为105 t/h，其中武进丝织厂园区为最大热用户，用汽平均35t/h。

1.5近期热负荷变化

常州江成投资发展有限公司近期热负荷变化主要为三部分，一部分是增加了新建企业的热负荷需求，另一部分是原关停小锅炉的使用集中供热的热负荷。还有由于夏城路西侧地块房地产开发减少了部分热用户约15 T/H； 其中，企业新增热负荷最大 10T/H，平均 7.5T/H，最小 5T/H，小锅炉铭牌蒸发量累计为30t/h，小锅炉由于热效率比较低，实际出力按60%计算，则替代小锅炉的热负荷量为18t/h。因此近期热负荷增量约为10.5 T/H左右

1.6 编制依据与原则

1）《中华人民共和国大气污染防治法》（2000年9月1日）；

（2）《火力发电厂可行性研究报告内容深度规定》(DIIT 5375-2008)； （3）《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)； （4）《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)； （5）国家发改能源（2016）217文《热电联产管理办法》； （6）《火力发电厂设计技术规程》(DL5000-2000)； （7）《天然气锅炉工程技术规范》；

（10）无锡华光锅炉股份有限公司及无锡赛威特燃烧器制造有限公司技术文件。

（11）TSG G0001 《锅炉安全技术监察规程》

第 5 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

（12）JB/T6696 《电站锅炉技术条件》 （13）TSG G0002 《锅炉节能技术监督管理规程》

（14）DL5190.5 《电力建设施工技术规范 第5部分：管道及系统》

第二章 项目设计方案

2.1. 35t/h天然气锅炉 基本技术参数

2.1.1设备名称：35t/h燃气锅炉 2.1.2基本技术参数：

锅炉型号： XG-35/5.3-Q 锅炉形式： 立式π型，室内布置 锅炉铭牌额定蒸发量： 35t/h 额定蒸汽压力：（表压） 5.3MPa 额定蒸汽温度： 480℃

排烟温度： ≤120℃

锅炉设计效率： 93.6% 排污率： ≤2％ 2.1.3 设计燃料：天然气 其成分如下：

CH4：93.715%；C2H4：3.274%；C3H6：0.578%；C4H10：0.218%；C5H12：0.06%；C6：0.063%；N2：1.317%；CO2：0.775%；H2S：1.3919（mg/m3） 低位热值Qnet.ar=8334Kcal/Nm3。

本锅炉设计燃料为天然气，锅炉能适应燃烧0#轻柴油。

第 6 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

2.1.4本工程地址：常州江成投资发展有限公司内 2.1.5锅炉基本尺寸（暂定）（单位mm）

锅筒中心标高： 18650 集汽集箱标高 20750 炉膛宽度（两侧水冷壁中心线距离） 4770 炉膛深度（前后水冷壁中心线距离） 5490 锅炉钢架宽度（左右柱中心线距离） 5490 锅炉钢架深度（Z1柱至Z4柱中心距离） 9790

锅炉最高点高度 21650 2.2.锅炉总体技术：

2.2.1锅炉室内布置，采用自然循环汽包炉，本锅炉为室内布置，单锅筒自然循环水管锅炉，采用π型布置。

2.2.2 本锅炉设计充分考虑到安全、可靠和稳定运行，受压元件经强度校核计算，并按标准留有足够的安全系数。

2.2.3 本锅炉设计充分考虑经济性，受热面布置紧凑,受热面分配比例合理，并充分考虑天然气燃烧特性，确保工作参数达到设计规范，锅炉热效率、排烟温度及各项热损失达到设计要求或国家有关规范。

2.2.4本锅炉有较好的负荷变动适应性，具有110%短时超负荷能力。锅炉能在30%～100%额定负荷下稳定安全运行，70%～110%额定负荷时保证蒸汽参数。

2.2.5 锅筒，锅炉采用单锅筒，锅筒材料为Q245R，直径φ1380mm，锅筒按GB/T16507《水管锅炉》设计与制造。

第 7 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

2.2.6锅筒内采用单段蒸发系统，内部布置有旋风分离器、梯形波形板分离器、清洗孔板和顶部多孔板等内部设备。它们的作用是分离混合物中的水与汽，并清洗蒸汽中的盐，平衡锅筒蒸汽负荷，以确保蒸汽品质。

2.2.7汽包上有热工测量、停炉保护、加药、连续排污、紧急放水、炉水及蒸汽取样、省煤器再循环管、安全阀、空气阀等管座及相应的阀门，锅筒预留壁温测点的预焊件。

2.2.8 炉膛水冷壁、过热器及减温器；水冷壁为膜式结构，水冷壁由φ60×4的锅炉无缝钢管加扁钢焊接而成，管子节距S=80mm，膜式壁均为分段分片出厂，工地装配。整个膜式壁炉膛悬吊在顶板梁下。向下自由膨胀。 2.2.9根据燃料资料，确定燃烧室的几何尺寸、容积、炉膛容积、热负荷、炉膛断面热负荷、水冷壁壁面热负荷和炉膛出口烟气温度等。以确保燃烧完全、炉内温度场均匀，并保证锅炉出口两侧烟温差不大于50℃。

2.2.10水冷壁外设有刚性梁，把整个水冷壁组成刚性吊箍式结构，水冷壁抗爆按4000 Pa设计。为改善炉内烟气的充满度，在炉膛后墙上部设有折焰角。

3.1锅炉燃烧器

? 燃烧器是天然气锅炉的核心部件，其涉及了锅炉燃烧效率及烟气污染物的排放

? 本改造项目的燃烧器采用德国先进燃烧控制系统，由德国冬斯公司、西门子公司技术合作，具有国内领先水平。制造参照欧洲EN267、EN676标准组织生产，并严格ISO9001：2000国际质量体系惯标运行。产品主要部件配置均采用德国著名品牌。经国家权威机构测试验证，在燃烧性能、燃烧稳定性、安全性、尾气排放和无故障运行时间等项目指标均达到国际先进水平。

第 8 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

? 3.1.1技术规范

? 燃烧器技术方案严格按照相关技术参数及要求设计； ? 我司引用的设计规范和标准有： ? EN 676《强鼓风燃气燃烧器检测标准》； ? EN267《强鼓风燃油燃烧器检测标准》

? GB/T19839-2005《工业燃油燃气燃烧器通用技术条件》； ? TSG ZB001-2008《燃油（气）燃烧器安全技术规则》； ? GB1385－2005《舰船锅炉燃烧器规范》；

? GB/T3863－2005《船用辅锅炉燃烧器性能试验方法》；

? 本改造项目为35吨次高温，次高压，燃料为柴油，天然气两用锅炉。根据用户提供的燃料和锅炉蒸发量，考虑到原有炉子的炉膛尺寸；蒸汽的等级以及国家排放要求，选型单台锅炉配套4台MTGL1400E/DB型电子比调油气两用燃烧器。

? MTGL1400E/DB型电子比调油，气两用燃烧器采用当今世界先进的燃烧、燃料和助燃风精确控制技术。MTGLE/DB型电子比调燃烧器，使用由西门子提供的当今最先进的LMV型电子比调优化燃烧管理系统，该系统具有以下特点： ? 3.1.2电子比调优化燃烧管理系统

? 1.采用精确的燃料和风门执行器：执行器为西门子高精度执行器，步进角度可达到0.1°，也就是说风门和燃气阀门开度从0～90°要走900步，这样对风量和燃料控制精度大大提高。因此，可最大限度使燃料耗量与负荷精确匹配，节约能源。

? 2.燃料和供风分开调节：燃料和风门由各自的执行器控制，在初期调试时

第 9 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

设定好燃料和风量运行曲线，在实际运行中，执行器每走一步都与曲线进行比较，确保燃烧器在运行过程中时刻保持合理的空/燃配比，以降低空气过量或氧量不足带走的热损失。 ? 3.1.3采用天然气及柴油燃料 ? 燃料一：天然气

? 燃气热值：8500kcal/Nm3（设计热值） ? 燃气压力要求：40~50kpa ? 燃料二：柴油

? 燃气热值：10000kcal/KG（设计热值） ? 3.1.4燃烧器主要技术参数

? MTGL1400E/DB大型分体式燃气燃烧器技术参数 ? .1.5MTGLE/D系列燃烧器性能特点

? MTGL系列燃烧器采用当今世界先进的燃烧技术，参照国际和国内相关标准制造的机电一体化全自动分体油气两用燃烧器，广泛用于于蒸汽锅炉、热水锅炉、导热油炉、直燃式溴化锂空调机组、空气加热炉及其它工业窑炉。 ? MTGL系列燃烧器可适用天然气和柴油。

? MTGL系列燃烧器程控器、风门执行器等均采用国际著名品牌，确保燃烧器性能优良，安全性能确保，运转可靠。

? MTGL系列燃烧器运转噪声小，尾气排放符合环保要求。

? 燃烧器确保燃烧稳定和高效，在运行工况下保证火焰不偏斜，确保火焰不直接冲刷管壁。

? 燃烧器分别组装的喷枪、点火器、自动检测装置等都能抽出炉外维修。燃

第 10 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

烧器前部管道布置具有足够的间隙和检修空间。 ? 每台燃烧器均设有一观察孔。

? 调风器上设置机械指示装置以指示调风器叶片的位置并标上字样。调风器的操作和定位是通过燃烧器的控制器控制有关的电动装置实现的。 ? 每台燃烧器都配备点火器，用于自动点燃燃料。所有燃烧器和点火器都配备火焰监测器，必要的密封件和冷却用空气接管。所有燃烧器配备自动顺序点火装置和点火安全保护装置。

? 每台燃烧器都配备双份火焰监测器，电离探针和紫外线火焰监测器，具有双重保护。

? 燃烧设备的燃烧效率不低于99﹪。

? 燃烧器采用多点燃烧、分段燃烧、核心区浓外主区淡燃烧、内外再混合燃烧等技术，能够有效的防止NOx形成及排放。

? 燃烧器从阀组检漏、点火、熄火保护、燃气压力保护、风压保护、负荷调节等过程都由自动控制。

燃烧系统主要由：主供气系统、主供油系统、点火系统以及控制系统组成；

? 主供气系统由：过滤器、压力保护开关、检漏系统、气动快关阀、压力表组件等构成；

? 主供油系统由：油过滤器、油泵、电磁阀、电磁铁、油嘴、油量调节阀、油压表等构成；

? 点火系统由：点火电极、点火电磁阀、点火变压器等构成； ? 控制系统由：数字化燃烧管理系统、伺服马达等构成；

第 11 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

3.1.6安全保护控制

该燃烧器具有点火火焰失败；主火焰失败；电源故障；余火保护；主气阀泄漏；燃气压力低；燃气压力高；应急停止；助燃空气压力低；进油压力保护；回油压力保护等保护报警功能

第三章 天然气和柴油的供应

作为天然气锅炉的燃料天然气系国家西气东输气源，经与地方新奥燃气公司协议，能确保锅炉运行所需的用量要求。根据武进城区的天然气规划设计，天然气管道主母管从临近江成投资有限公司附近通过，距离约400M左右，并已建设完成，到江成投资有限公司仅需敷设400米左右的支管即达厂区，该项施工由新奥燃气公司负责施工。目前经有关部门协调江成投资和新奥燃气有限公司确定了供用意向。根据武进区天然气发展规划，新奥燃气完全能满足江成投资的天然气锅炉的天然气供应要求。

作为补充燃料的燃油，可以利用电厂原有锅炉点火油库设施，增加天然气锅炉燃油接口即可。不需另外增加油库设施。同时武进城区及电厂附近柴油供应渠道也能满足电厂燃油应急供应之需。

第四章 环境影响分析

4.1 分析依据

（1）《中华人民共和国环境保护法》 1989年12月26日； （2）《中华人民共和国大气污染防治法》2000年9月1日； （3）建设项目环境保护管理条例（国务院令253号）； （4）《空气环境质量标准》 (GB3095-2012)； （5）《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)；

第 12 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

（6）《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)； （7）《污水综合排放标准》(GB8978-1996)；

（8）《工业企业厂界环境噪声排放标准》 (GB12348-2008)。

4.2主要污染物

锅炉改造项目施工期间主要产生的污染是扬尘、施工噪声、少量的废水，生活垃圾等固体废物。项目投运后在运行中主要产生噪音污染以及在检修时从除尘器内部泄露出来的粉尘污染。

4.3污染物防治措施

（1）项目施工期间利用现有的环保措施，及时喷洒加湿减尘、防尘，合理分配施工时间和场地，佩戴适当的劳保用品。减少噪声对人体健康的影响； （2）施工期间首先尽量减少废水的产生，生产生活产生的废水利用现有的给排水系统，通过管网排向指定的场所，处理后排放，节约水资源，合理利用；固体废物分类收集，由环保部门统一管理，堆放到环卫部门指定地点； （3）关于运行中的噪声污染，首先考虑选用低噪声设备从源头降低噪声，设备基础采取隔振防噪措施，对噪声源的重点设施、设备采取合理安排布局，加强设备润滑和维护保养等有效措施，并对机房、厂房、绿化等做出措施减少噪声的传播，工艺系统实现自控运行，及时检修、更换设备消声器等，并按设备操作规程作业，以减少噪声对环境的影响。 4.4环境保护管理

本项目环保管理，纳入厂内原有环保管理监督机构，负责制定环保制度，执行环保设施的监督和检查，对职工进行环保培训，担负全厂环保设备维护，充分发挥其职能作用，搞好环境保护工作。

第 13 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

4.5环境影响评价

本技术改造项目根本上是一项环保技改工程，改造前该台锅炉粉尘排放浓度约200mg/Nm3，SO2排放浓度约200mg/Nm3；NOX排放浓度约250mg/Nm3，按照江城投资全年耗煤及该台锅炉2015年用煤量分摊，该台锅炉天然气改造后，则SO2年可减少64吨；NOx年可减少13.5吨；烟尘年可减少6.8吨。 因此，本项目实施后，粉尘排放浓度＜0.5 mg/ m3， SO2＜0.2 mg/ m3；NOx＜80 mg/ m3。远低于《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中关于天然气锅炉烟气污染物排放国家标准，本项目的实施将对该企业周围大气环境保护起到积极作用，有良好的环境效益。 在项目改造实施过程中采取必要的环保措施，使产生的少量固体废物、废水得到收集和处理，对环境影响不大。

第五章 改造项目安全与评价

5.1设计依据

（1）中华人民共和国劳动部令第3号文《建设项目（工程）劳动安全卫监察规定》( 1996.10.17)；

（2）国务院令393号《建设工程安全生产管理条例》；

（3）《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》（劳动部1996）； （4）《电业安全工作规程》(GB26164-2011);

（5）《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》(DL5053-1996)； （6）《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)； （7）《工业企业噪声控制设计规范》 (GBJ87-85)； （8）《建筑物防雷设计规范》 (GB50057-2010)； （9）《建筑设计防火规范》(GB50016-2010)；

第 14 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

（10）《爆炸和火灾危险环境电力装臵设计规范》(GB50058-92)。

5.2主要不安全因素分析

项目改造过程中和改造后运行过程中均有发生电伤、机伤、烫伤的可能。如不采取措施将会危害工人的身体健康。另外改造项目中也存在各种自然危害因素如：地震、暴雨、洪水、雷击等，自然危害因素的发生基本是不可避免的，但可以对其采取相应的防范措施，减轻人员、设备设施等可能受到的伤害或损坏。

5.3安全措施防护 5.3.1防电伤

（1）电气设备采取必要的机械、电气联锁装臵以防止误操作。 （2）电气设备设计严格按照带电部分最小安全净距执行。 （3）电气设备选用有五防设施的设备，对配电室加锁，严格执行工作票制 （4）在高压电气设备的周围按规程规定设臵栅栏，遮拦或屏蔽装臵。 （5）紧急事故采取声光显示及必要的其它知识信号，设臵自动联锁装臵以给出处理事故的方法。 （6）各元件的控制回路均设有保险、信号、监视、跳闸等保护措施； （7）所有电气设备有防雷击设施并有接地设施。除尘器设臵闭合的接地网，并与主接地网有可靠的电气连接，且连接点不少于两个。 5.3.2防机械伤害

（1）所有转动机械外露部分均加装防护罩或采取其它防护措施。 （2）设备布臵设计时留有足够的检修场地。 5.3.3防其它伤害

（1）所有钢平台及钢楼梯踏板采用花纹钢板或格栅板以防人员滑倒。

第 15 页

常州江成投资发展有限公司35t/h天然气锅炉改造可行性报告

气公司协议，能确保锅炉运行所需的用量要求。根据武进城区的天然气规划设计，天然气管道主母管从临近江成投资有限公司附近通过，距离约400M左右，并已建设完成，到江成投资有限公司仅需敷设400米左右的支管即达厂区，该项施工由新奥燃气公司负责施工。

作为补充燃料的燃油，可以利用电厂原有锅炉点火油库设施，增加天然气锅炉燃油接口即可。不需另外增加油库设施。

因此对项目初步认证，本改造项目具备实施条件，是可行的。

8.2建议

（1）建议电厂结合全厂负荷控制燃气锅炉的运行，确保满足环保要求的指标； （2）项目的实施具有良好的环境效益和社会效益，建议相关部门加快各项审批工作，使项目尽快进入实施阶段。

第 21 页

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/gbh2.html