5#220t锅炉改造技术协议

能源环保部发电工段

5#锅炉纯高炉煤气改造技术附件一

需方：广东韶钢松山股份有限公司供方：江联重工股份有限公司

2013年2月

韶钢松山股份有限公司能源环保部热电工段第二电站有3台济南锅炉厂设计生产的220t/h高温高压循环流化床锅炉，掺烧部分高炉煤气，韶钢现在高炉煤气有富余，要求把其中一台锅炉改造成全烧高炉煤气，同时可掺烧不高于20%的焦炉煤气，以消耗掉高炉煤气，节约能源和减少环境污染。双方经过友好协商达成以下技术协议，本协议与合同具有同等法律效力。

一、原锅炉以及锅炉外围系统的概况：

锅炉额定出力：D=220t/h

锅炉额定蒸汽温度：tgr=540℃

锅炉额定蒸汽压力：P=9.8Mpa

锅炉给水温度：tga=215℃

锅炉设计冷风温度：20℃

锅炉设计排烟温度：140℃

锅炉设计一次风温度：160℃

锅炉设计二次风温度：180℃

锅炉设计效率：87.69%

锅炉设计耗煤量：31611kg/h

锅炉设计耗高炉煤气量：37722.5Nm3/h

锅筒中心线标高：42800mm

允许的负荷调节范围：40~110%

调节方法：风煤比调节，循环灰量调节

二、锅炉以及锅炉外围系统的概况

锅炉出力D=220t/h

锅炉额定蒸汽温度：tgr=540℃

锅炉额定蒸汽压力：P=9.8Mpa

锅炉给水温度：tga=215℃

锅炉设计冷风温度：20℃

锅炉设计排烟温度：130℃

锅炉设计效率：90.1%

锅炉设计耗高炉煤气量：186301Nm3/h

锅筒中心线标高：不变

允许的负荷调节范围：40~110%

调节方法：风煤气比调节

点火方式：自动焦炉煤气点火。

三、锅炉改造设计燃料

改造设计燃料为高炉煤气。同时考虑高炉煤气掺烧20%焦炉煤气的工况。点火用焦炉煤气。

各煤气的成分、入厂压力见下表

（1）高炉煤气成份分析

调节门前压力：2500—9000Pa

（2）焦炉煤气成份分析

调节门前压力：1500—5000Pa

四、当地环境条件

1．大气温度

历年平均气温 20.1℃

最高月平均气温(7月) 28.9℃

最低月平均气温(1月) 9.5℃

极端最低温度 -4.3℃

极端最高温度 42.0℃

夏季通风室外计算温度 33℃

冬季通风室外计算温度 4 ℃

2．室外相对湿度

历年平均湿度 74.5 %

最冷月平均相对湿度 57.0%

最热月平均相对湿度 72.0%

3．大气压力

夏季 99.859kPa

冬季 101.458kPa

4．降雨量

年平均降雨量 1638mm

日最大降雨量 115.4mm

5．风

年平均风速 1.7m/s

冬季平均风速 1.7m/s

夏季平均风速 1.5m/s

基本风压 0.35kN/m2

10米高50年一遇10分钟最大平均风速：27.4m/s

6．地震烈度 6度

五、改造技术要求

1、锅炉带基本负荷，也可以用于变负荷调峰，调峰范围为40%—110%，在25%—40%范围内全燃高炉煤气时可保证稳定燃烧、保证水循环安全，在40%—110%范围内可保证锅炉稳定、安全地运行及各蒸汽参数正常（540℃，+5℃，-10℃）。

2、锅炉按纯烧高炉煤气设计。并考虑高炉煤气掺烧20%（热量比）的焦炉煤气的工况，在加入焦炉煤气时，要保证锅炉的正常、稳定运行及各参数正常。

3、锅炉采用定压运行。

4、锅炉负荷为额定蒸发量时，锅炉排烟温度保证小于180℃（煤气预热器不投运时）。q3损失小于0.5%；使用煤气预热器时，煤气预热器后排烟温度保证小于135℃（空气预热器冷风入口温度为20℃，煤气温度为20℃时）。锅炉保证效率为88%（空气预热器冷风入口温度为20℃及煤气预热器投运时）。

5、锅炉负荷连续变化率可达到下述要求：

40%—110% 不低于4%B-MC R/min（每分钟降负荷8.8吨）

40%以下不低于3%B-MC R/min（每分钟降负荷6.6吨）

6、锅炉燃烧室的设计压力：

锅炉燃烧室的设计压力为±4000Pa；当送风机全部跳闸，引风机出现瞬时最大抽力

时，炉墙及支撑体不会产生永久变形。

7、过热器蒸汽调温方式，采用两级给水喷水减温。

8、锅炉采用悬吊式结构，全膜式水冷壁轻型炉墙，适当使用金属膨胀节，以利锅炉的密封性能。

9、锅炉正常运行条件下，环境温度为25℃时，锅炉炉墙表面设计温度不超过45℃。当环境温度大于27℃时，保温表面温度最多比环境温度高25℃，散热量不超过290W/m2。

10、改造件的检修周期为不小于5年。

11、安全阀不变。

12、锅炉改造更换的主要承压件的使用寿命大于30年。

13、锅炉从点火到带满负荷的时间，在正常启动情况下能达到以下要求：

冷态启动（停炉72小时以上）3-4小时

温态启动（停炉10-72小时）2-3小时

热态启动（停炉10小时以内）1-1.5小时

14、锅炉连续运行小时数大于6000小时，年运行小时数大于8000小时。

15、锅炉本体运行事故率小于2次/年，投产第一年内因锅炉本体质量引起的强迫停炉次数不多于3次。

16、锅炉仍为室外露天布置，运转层标高8米，在锅炉范围内运转层利旧，利用原混凝土板面大平台板。

17、新增的各承重梁的挠度与本身跨度的比值不超过以下数值：

大板梁1/850；次梁1/750；一般梁1/500

柱顶水平位移值在风荷载作用下不应大于H/750。

18、新增平台、步道和扶梯采用镀锌钢栅格结构，保证有足够的强度和刚度，运转层大平台的活荷载10KN/m2（不包括平台自重）；检修平台的活荷载为4KN/m2；其余各层平台的活荷载为2.5KN/m2，扶梯的活荷载为2KN/m2。

19、炉膛四周及炉顶均由膜式水冷壁构成，膜式壁管组全部由Φ60×5的20G （GB5310）无缝钢管和6×20.5的扁钢焊成。

20、卖方向承包方提供锅炉的控制要求、控制方式及连锁保护等方面的技术条件和数据。

21、安全阀、升火排汽阀和消声器的引出管及其支架利旧。

22、锅炉尾部出口烟道上设煤气加热器，其使用寿命不少于10年。

23、锅炉采用四角切圆燃烧，炉膛内设有蓄热稳燃器，蓄热稳燃装置使用寿命不少于6年。

24、锅炉基础与钢柱利旧。

25、在燃用设计燃料时，过剩空气系数保持设计值，NOx排放浓度≤100mg/Nm3，SO2排放浓度不大于100mg/Nm3需满足国家及地方标准。

26、锅炉蒸汽品质应达到国家标准GB/T12145-1999《火力发电机组及动力设备水汽质量标准的规定》。

27、当回热系统中高压加热器停用时，锅炉的蒸发量应能达到额定出力，各受热面不超温。蒸汽参数应能在正常范围内。

28、卖方应保证各种运行工况下锅炉两侧烟温偏差应在允许范围内，满足过热器温度控制要求，且过热器两侧出口的汽温偏差分别小于10℃。

29、锅炉在B-MCR工况时，省煤器水侧的压降应不大于0.392MPa

30、锅炉强迫停用率小于等于2%。强迫停用率=强迫停用小时数/（强迫停用小时+运行小时）x100%。

采用可靠的自然循环方式，系统具有良好的自补偿能力，不发生DNB（膜态沸腾），可确保各种负荷下水循环的安全可靠。

31、锅炉在运行时，炉墙、汽水管道、空预器等部件不允许有异常振动。

32、锅炉在最大连续蒸发量下，烟风系统实际压降与设计压降的偏差不应超过10%。

33、设置锅炉膨胀中心，为精确的热位移计算、热膨胀补偿、间隙预留和应力分析提供依据，确保锅炉可靠运行和具有良好的密封性。

34、锅炉水冷系统定期排污尽可能利旧。

35、汽水系统低点设有疏放水系统并尽可能利旧。

36、锅炉汽包及联箱上的排污管、疏水管、空气管、加热管、取样管接头，应采取加强结构的焊接型式。

六、各主要设备的改造描述

（一）汽包

利旧，该部件不变。

（二）水管系统

除蒸发器及其联接管道等不变外，其余均需改造，拆除水冷分离器的水冷壁、供水管、上升管，供水管接入侧水冷壁的增加部分，上升管供增加的侧水冷壁用；炉膛截面

改造成7293*8197；水冷壁的集箱全部更换掉；上集箱标高初步定在40250，顶棚标高定在38200，前上集箱标高定在40250，四周水冷壁下集箱的标高定在1550，炉底标高定在2150，每面回路分四个回路。水冷壁的节距与原锅炉相同，管子规格相同，水冷壁能够利用50%，具体如何利用在施工图设计时体现，剩余的膜式壁需要增加。

前水冷壁的吊挂需要改造，侧水冷壁的仅增加后部的，后水冷壁的吊挂需要改造。

下降管的下部需要重新改造，上升管的上部部分需要改造；

燃烧室的技术参数如下：

炉膛型式：全膜式壁

炉膛尺寸（宽×深×高）：7293*8197×40250mm

炉膛设计压力：4000Pa

（三）燃烧系统

1、锅炉燃烧系统由旋流式高炉煤气燃烧器、高炉煤气锅炉炉内蓄热稳燃器组成。燃烧器四角布置，火焰假想切圆为大切圆，直径为稳燃器的外圆，分四层布置。每个燃烧器的处力按15000Nm3/h设计，在下两层燃烧器布置有焦炉煤气点火管，全开时焦炉煤气量可达8800Nm3/h，也可在正常运行时掺烧20%（热量比）的焦炉煤气。上层燃烧器的旋向与下三层的反向，以消除旋流。每个燃烧器预留有火检装置安装孔，下两层燃烧器配置有自动点火装置，同时留有人工点火孔。燃烧器固定在膜式壁上，与膜式壁的膨胀一致。燃烧器按纯烧高炉煤气设计。

2、高炉煤气燃烧器侧和空气侧均装有旋流叶片，使煤气和空气旋转喷出，在装在前部的稳焰器内强烈混合而燃烧。燃烧器的设计应能保证高炉煤气的稳定燃烧与燃烬，且不熄火，不脱火，不回火。

3、炉膛的下部（燃烧区域）设计有卖方的专利产品——《炉内蓄热稳燃器》（非金属性），其结构为圆塔形，由高强、高热震稳定性耐火异型砖砌筑而成，在达到设计要求的条件下，使用受寿命大于6年。稳燃器应能储存足够的稳定燃烧所需的热量。

4、在单独使用任何一层燃烧器时，均能保证燃烧稳定。最低稳燃负荷为30%额定负荷。在低负荷运行时，原则上使用下层燃烧器。

5、燃烧器的设计应考虑拆装检修的便利。

6、锅炉点火采用二级点火，高能电子点火器先点燃焦炉煤气，再由焦炉煤气点燃高炉煤气。同时锅炉应设有人工点火孔。

7、燃烧器技术参数如下表：

（四）过热器和调温装置

水平顶棚过热器标高定在38200，低温过热器不变，屏式过热器取消，高温过热器全部重新设计，布置在鼻区的上部，此部分过热器为辐射对流混合受热，在水平烟道布置一组中温过热器，集汽集箱位置不变，但蒸汽引入管由前面进入，集箱需要重新制造。改造后蒸汽流程为顶棚过热器（改造）--顶棚管出口集箱（不变）--过热器悬吊管（不变）--低温过热器（不变）--导汽管的一部分（不变）--减温器（新增）--导汽管（新增）--中温过热器（改造新增）—高温过热器冷段（改造新增）--减温（改造新增）--高温过热器热段段（改造新增）--导汽管（改造新增）--集汽集箱（改造）--蒸汽母管（不变）

水平烟道：上部为顶棚过热器，标高为38200，下部标高为34500，两侧宽度前部为8197，后部与竖井衔接维持在12000，在于水冷壁相连部分采用金属膨胀节连接。

（五）省煤器和空气预热器

省煤器利旧，其前后的连接管道不变

空气预热器:管箱不变，接口另行核算.锅炉的送风机建议布置两台。

额定负荷时空气预热器出口热风温度暂为258℃。

锅炉利用原有给水再循环系统，以便起动过程中保护省煤器。

空气预热器受热面管组之间，留有足够高度的空间，供进入检修、清扫。

（六）阀门及其紧固件

1、锅炉的汽包、过热器上的安全阀利旧。其要求应符合《蒸汽锅炉安全监察规程》及《电力工业锅炉压力容器监察规程》的有关规定。

2、给水和减温水操作台利旧，锅筒上的阀门仪表利旧。

3、新供阀门驱动装置能满足驱动力矩并与阀体的要求相适应，且安全可靠，动作

灵活，并附有动态调节特性曲线。行程开关动作可靠，能送出两对无源接点（两常开两常闭），驱动装置供的端子接线盒严密性好，防尘防水，调节阀执行器应能接受DCS输出的4-20mA信号，并具有阀位反馈信号。

4、所有新供阀门出厂时均达到不需解体的安装使用条件。焊接连接的阀门，其焊口处应做好坡口。

5、锅炉本体范围内的主要阀门及驱动装置均应采用优质产品。

（七）钢结构及平台扶梯

钢架：Z2间的连接梁需要去除，支撑侧水冷壁的板梁需要往中间移动1046.5，，Z2与Z3间的部分顶板需要更换成较大的板梁，增加支吊后水冷壁的板梁，其他钢架随部件的改造而改造。

平台增加燃烧器附近的平台，其余平台基本不变。

（八）煤气加热器

煤气加热器采用热管式煤气加热器，加热器进口处应设有快关放空阀及其它必需的阀门、附件。煤气加热器具有自清灰功能。热管的抽真空应在制造厂内完成。煤气入口温度为50~100℃。煤气加热器采用金属外壳，并应保证密封可靠。

（九）保温、油漆

1、卖方提供锅炉范围内的保温、油漆设计，包括锅炉设备、管道、空预器、阀门及附件等。

2、燃烧室采用膜式壁炉墙，卖方负责炉墙的设计并提供保温金属构件，设计确保外表面温度和散热量控制在要求的范围内。

3、锅炉设备的所有部件的金属表面均在出厂前进行净化和油漆。门孔部位设计确保外表面温度和散热量控制在要求的范围内。

4、新增加的钢结构先涂防锈底漆两遍，再涂一遍耐风化的优质油漆。待锅炉钢结构在现场安装完毕，由需方再涂一遍耐风化油漆。

5、所有易被踩踏的保温均考虑有良好的防护措施。

（十）热工测量、调节、保护和控制

1、卖方应提供足够的资料以说明对锅炉的控制要求、控制方式及联锁保护等方面技术条件和数据，并提供自控系统及控制回路图以及锅炉运行说明书。

2、卖方应提供锅炉运行参数的报警值和保护动作值。

3、卖方将对其所提供的热控设备（元件）包括每一只压力表、热元件仪表、阀门

等制造厂家的齐全资料。并详细说明其作用、安装地点及制造厂家。

4、随本体供应的检测元件、仪表及控制设备均选用通用产品，并符合国家有关标准。需方将和制造厂协调仪表设备的型式，以尽可能做到同一工程中的统一。在没有国家通用产品可选时，卖方将供应经实践证明质量可靠，性能符合工艺要求的产品。无论什么情况下，均不供含水银等有毒物质的仪表及国家宣布淘汰的产品。

5、所有压力取样点均设在介质稳定且具有代表性和便于安装维护的位置，并符合有关规定。

6、省煤器入口、汽包、饱和蒸汽、过热器出口联箱均装设汽水取样用的取样头和阀门，一次门采用进口产品（承包方供货）。

7、受热面及炉膛出口设置的热工测点应能满足监视调节的要求：

a．炉膛火焰工业电视测孔1个

b．煤气燃烧器火焰检测器由买方采购，卖方负责配合并留有火焰检测器的测孔。

c．炉膛出口压力测量孔不少于8个。

8．锅炉点火器共8只，由卖方提供。

9．卖方提出对炉膛安全监控系统（FSSS）的基本技术要求及锅炉运行调节要求，功能由DCS实现。

10、随炉供货的阀门、挡板等具有足够的调节范围和可控性，有成熟运行经验，能满足热工控制系统的要求。

11、在锅炉烟道两侧留有测量烟气含氧量的取样孔。

12、烟道上各负压及烟温测点留有管插座。

13、锅炉本体汽水温度测点留有温度插座，对压力测点及汽水取样点则带一次门，一次门采用进口产品（承包方供货）。

七、性能保证

1、锅炉最大连续出力(B-MCR)220t/h

条件：

（1）燃用设计燃料

（2）额定给水温度

（3）过热蒸汽温度、压力为额定值；

（4）蒸汽品质合格

2、锅炉保证热效率88% (按低位发热值，B-MCR工况)

条件：

（1）燃用设计燃料

（2）锅炉负荷在100%B-MCR 时

（3）锅炉热效率按国家有关标准（GB-10184-88）进行试验和计算。 （4）空气预热器进风温度20℃ （5）过剩空气系数为设计值为1.15

3、总减温水量的实际值在设计值的50—150%调节范围内。 条件:

（1） 燃用设计燃料 （2） 任何工况 （3）过热汽温为额定值

.4、最低稳燃负荷不大于锅炉B-MCR 负荷的25%。 条件:

（1）燃用设计燃料 （2）负荷逐渐下降 5、锅炉强迫停用率<2%。 （1）锅炉强迫停用率=

锅炉强迫停用小时数

运行小时数

炉产品强迫停用小时数

×100%

（2） 锅炉强迫停用小时数，指在一年内因产品质量问题引起的停用小时数。 6、烟、风压降实际值与设计值的偏差不大于15%。 条件：

（1） 燃用设计燃料 （2） B-MCR 工况

7、过热蒸汽温度在锅炉50—100%额定负荷范围内能保持额定值 条件:

（1）燃用设计燃料

（2）过剩空气系数保持设计值

8、氮氧化物排放量（NO X ）不大于100 mg/Nm 3

;SO 2排放浓度不大于100mg/Nm 3

条件：燃用设计燃料

10、调负荷速率能达到性能的要求。

八、改造设计标准

——96版《蒸汽锅炉安全技术监察规程》

——JB/T6696-1993《电站锅炉技术条件》

——DL612-1996《电力工业锅炉压力容器监察规程》

——DL647-1998《电力工业锅炉压力容器检验规程》

——DL/5047-1995《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）

——GB12145-1999《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》

——GB10184-1988《电站锅炉性能试验规程》

——GB13223-1996《火电厂大气污染物排放标准》

等有关国家标准。

其中设计技术依据：

——锅炉热力计算按《锅炉机组热力计算标准方法》

——强度计算按GB9222-1988《水管锅炉受压元件强度计算》

——烟风阻力计算按《锅炉设备空气动力计算标准方法》

——JB/T1609-93《锅炉锅筒制造技术条件》

——JB/T1611-1993《锅炉管子制造技术条件》

——JB/T1620-1993《锅炉钢结构制造技术条件》

——JB/T1616-1993《管式空气预热器制造技术条件》

等锅炉专业标准。

采用国际标准，所采用标准不低于国内相应标准，锅炉配套设备和部件符合相应的所在国标准或经批准的企业标准。

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签字：

需方：广东韶钢松山股份有限公司（盖章）代表：

供方：江联重工股份有限公司（盖章）

代表：