新型层燃锅炉

新型节能环保锅炉与脱硝、除尘及节能器实现深度融合设计、创新设计、系统设计。可以节能环保一步实施，还可以按照超前设计、分步实施，做到当期合理投资、后期低成本增配，满足不同时期节能环保要求。

1、锅炉主体以DHL（W）型角管锅炉结构为基础，结合SNCR、SCR脱硝及布袋除尘器、节能器等设备特点进行一体化融合、创新设计。

1.1燃烧设备采用链条炉排或往复炉排。

*炉排面积适当加大以保证低氮燃烧对炉排面积的需要。

*炉排采用等压风仓、分段调风、风室间密封等技术，实现炉排的分段调风、均匀配风；

*给煤采用分层+加混煤器联合给煤设备，保证布煤均匀；

*炉排配有烟气再循环系统，可通过低氮燃烧，减少NOx生成；

*前后拱端部设置二次风或烟气再循环，加强烟气混合降低主燃区烟温，减少NOx生成；

*锅炉后拱采用可调节炉拱，配合低氮及防止结焦等燃烧需要，扩大煤种适应性的同时可减轻结焦、减少NOx生成量；

1.2炉膛主要结构及性能特点：炉膛设计结合了脱硝、降尘及飞灰燃尽的需要，实现了合理优化、融合创新设计。

*锅炉主体采用DHL（W）型角管锅炉受压件自成一体的自支撑框架结构；

*炉膛设计为烟气上行+烟气下行的双炉膛结构，炉膛内有两级烟气混合结构及延长高温烟气行程的结构创新设计。延长了高温烟气停留时间，加强了炉膛内的烟气混合及飞灰分离，有利于SNCR脱硝及炉内降尘和飞灰燃尽；

*上行炉膛布置有多层安装SNCR脱硝喷枪用的喷枪套管，炉外设有操作平台，实现锅炉与SNCR脱硝的融合设计；

*下行炉膛的后上部布置有高低温烟气混合阀，实现炉内SCR脱硝烟气调温的融合、创新结构设计；

*炉膛顶部布置有方便炉膛检修用的炉内检修吊篮固定吊点；

1.3对流受热面主要结构及性能特点：对流受热面结合了SCR脱硝及布袋除尘对烟气温度的需要，采用了分段设计，增加了烟温控制节点，实现了合理优化、融合创新设计。

*高温对流受热面布置在下行炉膛后部，通过烟气侧调节将其出口烟温控制在320-380℃，为SCR脱硝烟温调控节点，仍采用高温旗式受热面结构；

*低温对流受热面布置在锅炉主体的后部烟气竖井中，在SCR脱硝的下部，烟温由320-380℃降到160℃以下，采用省煤器或省煤器加空预器的配置。省煤器采用排管式水管省煤器的创新设计，也可以采用其它形式的水管省煤器，还可以采用立式烟管省煤器；

1.4 节能器的结构及性能特点：节能器采用空气或低温水作为冷源，烟温以125℃、80℃作为烟温控制节点，设有通过冷源控制烟温的调控手段，并可与布袋除尘器进行一体化设计，实现融合创新；

*从160℃到125℃，125℃到80℃以下设置两组节能器，分别布置在除尘布袋前、后，节能器采用省煤器或空预器结构，使用耐腐蚀材料；

*两组节能器均可与布袋除尘器进行一体化的融合、创新设计，将两组节能器布置在布袋除尘器内，节省空间、减少连接烟道；

*对节能器、环保设备之间的烟道连接进行优化设计，实现烟道的最佳连接。

2、对锅炉房系统进行总体DCS联合设计，通过DCS系统实现对节能环保层燃锅炉全系统的联合控制，全系统可实现自动调节、报警、安全保护、数字通讯、远程监控等自动运行功能。

3、脱硝、除尘、脱硫、节能器以及DCS系统已经成为新型节能环保锅炉的组成部分，融合创新设计、系统设计、成套供应，可以最大限度的做到工艺系统合理、设备供应及安装调试可不断得到优化，整体投资不断得以降低。

热水锅炉产品系列：

蒸汽锅炉产品系列：

1.5 节能器的结构及性能特点：节能器可采用空气或低温水为冷源，烟温以125℃、80℃作为烟温控制节点，设有通过冷源侧对烟温进行调控的手段，并可与布袋除尘器进行一体化设计，实现融合创新；

*从160℃到125℃为一级节能器，布置在进入除尘布袋前，节能器采用省煤器或空预器结构，并采用耐腐蚀材料；

*从125℃到80℃以下为二级节能器，布置在除尘布袋后，节能器采用省煤器或空预器结构，并采用耐腐蚀材料；

*一、二级节能器均可与布袋除尘器进行一体化的融合、创新设计，将两级节能器布置在布袋除尘器内，节省空间、减少连接烟道；

*对锅炉排烟口后各设备之间的烟道连接进行优化设计，实现烟道的最佳连接。

1.6 通过DCS系统实现对节能环保层燃锅炉全系统的联合控制，全系统可实现自动调节、报警、安全保护、数字通讯、远程监控等自动运行功能。

2、贴近市场提供多种组合，满足不同用户要求，做到超前设计、分步实施，当期合理投资、后期低成本增配，满足不同时期节能环保要求：

2.1 依据锅炉节能器配置情况，可将锅炉分为环保型、一级节能环保型、二级节能环保型，锅炉效率分别可达到84%、87%和90%以上。

2.2 SNCR脱硝、SCR脱硝及除尘设备、脱硫设备均为选装项，暂时不需要的用户可选择预留空间、需要时补装即可。

*炉排预留再循环烟道安装空间及前后拱二次风或再循环烟气烟道安装空间；

*后拱前部预留可调节炉拱安装空间；

*锅炉本体预留SNCR喷枪套管及相应检修平台；

*锅炉主体后部的烟气竖井上部预留SCR脱硝反应器安装空间；

*锅炉下行烟道的后上部预留高低温烟气混合阀的安装位置；

*锅炉顶部预留炉内检修吊篮用吊点安装空间；

*对流受热面出口到引风机入口间或布袋除尘器内，预留一、二级节能器安装空间；

3、预留升级接口，方便日后升级改造：通过对锅炉、节能、环保设备等的融合及创新设计，做到合理预留空间，用户可结合自身对节能环保的需要做到前期合理预留，后期分阶段实施，减少后期节能环保改造投入。

三、层燃锅炉系统简介

层燃锅炉系统主要包括：燃料及燃烧、烟气净化、灰渣输储、热力、测控及其它辅助系统；

（一）燃料及燃烧系统：

1、节能环保型燃煤工业锅炉燃煤的制备、存储及上煤：

1.1燃煤要求：层燃锅炉要求使用层燃锅炉专用燃料，对煤的发热值、挥发份、灰熔点、粒度、湿度等都有较高要求，否则锅炉性能将无法达到最佳。

燃煤主要指标：

Qnet,ar：       MJ/kg   ≥21（折合全水分12%时的热值）

Vdar：           %     ≥25

Mar：           %     ≤15

Aar：            %     ≤15

Sar：            %     ≤0.7

ST：             ℃    ≥1250

焦渣特征：             ≤5

依据具体煤质确定粒度及各级粒度的占比。

1.2燃煤制备及存储：层燃锅炉专用燃料首选从煤炭市场上直接购买指标适合的洗选煤；也可购买指标适合的原煤进行破碎、筛分，自行制成专用煤。专用煤或原煤都要在封闭的储煤场内堆放储存，储煤场一般设在锅炉房院内，受场地条件限制时也可在锅炉房外设储煤场储煤。自制专用煤筛分下来的粉煤可供流化床锅炉或煤粉锅炉使用。

1.3上煤：层燃锅炉上煤系统包括装载设备、受煤斗、提升设备、水平输送设备、卸料设备、防尘设备、加湿设备、炉前储煤仓及溜煤管等，对于直接使用原煤的系统还要包括破碎设备。通过上煤设备加入炉前储煤仓内的专用煤，经溜煤管进入加煤斗向锅炉供煤。

2、层燃锅炉的通风：

2.1鼓风：我国层燃锅炉一般只配套一次风机，不设二次风机，氧气与可燃气体的混合靠前后炉拱的配合来实现。鼓风通过空预器加热后进入锅炉各风室向锅炉供风。

2.2再循环烟气：

层燃锅炉要获得更低的NOx原始排放浓度时，可以采取烟气再循环的方式降低燃烧时NOx生成量，此时需配套烟气再循环风机。

2.3引风：层燃锅炉一般都采用炉膛微负压运行，引风机负责克服炉膛负压及之后锅炉及烟气净化设备的阻力，引风机一般安装在干法除尘设备之后，脱硫设备之前。

3、层燃锅炉燃烧及产热：

3.1点火：层燃锅炉可以通过热备用压火再启动的方式完成热态点火，冷态点火不需要经常进行，一般采用劈柴人工点火完成。

3.2燃烧：层燃锅炉燃煤及鼓风进入锅炉在炉排上着火、燃烧，燃烧产生的烟气从前、后拱之间的喉口流出，经过炉膛及锅炉本体各级受热面降温后排出锅炉，进入烟气净化系统；煤燃烧后产生的炉渣经炉排尾部排入渣沟。

3.3产热（热水或蒸汽）：

层燃锅炉的烟气经过锅炉本体各级受热面时，热量被受热面吸收并转移到工质（水）中，使工质升温或汽化，产生高温热水（热水锅炉）或具有一定压力、温度的水蒸气（蒸汽锅炉）。

（二）、烟气净化系统：

烟气净化系统对烟气参数，尤其烟气温度有很高要求。可通过与锅炉本体联合设计、选型，采用低氮燃烧、低硫煤降低原始排放浓度，强化系统与运行条件相互适应等措施，使烟气净化系统实现低耗高效，并有更宽的适用工况。根据当地环保指标要求，结合具体项目可以考虑不同的配置水平，对低配方案要留有进一步方便提升的空间。

1、脱硝：目前层燃锅炉常用SNCR、SCR、SNCR+SCR等烟气脱硝技术。这几种技术的实施均与锅炉本体直接相关，SNCR脱硝效率在30%左右，特殊设计的炉膛结构可以得到更高的脱硝效率，SNCR脱硝需要布置在850-1150℃的锅炉燃烧室适当位置。SCR脱硝效率可高达95%，需要布置在烟温320-400℃的锅炉对流烟道适当位置，或从此温度窗口的适当位置引出烟气，脱硝后再送回锅炉。SNCR+SCR脱硝效率可在30-95%间，SNCR及SCR脱硝设备均需安装；使用分级燃烧、烟气再循环等低氮燃烧技术能有效减少NOx的生成量，减轻后续烟气脱硝的难度及成本；

2、除尘：布袋除尘器是目前层燃锅炉除尘设备的首选，除尘排放可达到10mg/Nm³，甚至可达到5mg/Nm³以下。配合湿法脱硫技术使用时，通过布袋除尘器的洁净烟气，在通过湿法脱硫后含尘量会有少量增加。在脱硫塔内设置管束除尘器或在脱硫塔后使用湿电除尘器可保证烟尘最终排放指标控制在10 mg/N m³，甚至5mg/N m³以下。配合干法脱硫技术使用时，布袋除尘器布置在脱硫设备之后，可将烟尘排放指标直接控制在10mg/N m³，甚至5mg/N m³以下（使用覆膜布袋）；除尘布袋对烟气温度高低都有要求，高温要求低于布袋允许工作温度，低温要求高于烟气露点，可结合实际项目确定除尘器适应工况范围。

    多管除尘加湿法脱硫除尘的配置，在层燃锅炉系统上可以使尘的排放指标控制在50 mg/N m³以下，对排放指标要求不高的地区也可以考虑。

3、脱硫：脱硫塔湿法脱硫是目前国内燃煤工业锅炉烟气脱硫的主要方式，脱硫塔的脱硫工艺要结合当地的具体条件，选择合适的脱硫剂，确定合适的脱硫工艺。干法脱硫目前国内使用较少，但由于它可以省去水池、循环水管道、不腐蚀烟道及烟囱、不增加排烟水蒸气量等诸多优势，有很大的发展空间。湿法、干法脱硫均可达到95%以上的脱硫效率，根据各地对最终排放指标的要求，200mg/N m³、100mg/N m³、35mg/N m³甚至更低的排放指标均可满足，只是指标要求越高投资及将来的运行费用越大。脱硫工艺种类很多，这里不再详述。

烟气干法脱硫不需要脱硫水系统，无系统腐蚀、烟气湿度大、烟气带水等问题。干法脱硫目前已有多个示范项目在进行，并被更多的用户关注。

脱硫对烟气温度的要求主要考虑不同脱硫工艺对烟温的要求，烟温会直接影响脱硫效率及脱硫设备的安全运行。

4、烟气参数的调节：SNCR脱硝、SCR脱硝、布袋除尘、湿法脱硫、干法脱硫等烟气净化工艺，均对烟气参数有一定要求。尤其是对烟气温度有严格的要求，烟温不但影响净化效果，还会直接影响设备的安全运行。

    烟温的调节需要在锅炉主机设计时给予充分考虑，通过烟气侧、水侧调节，在保证净化效果的同时，保证整个系统的安全运行。

（三）灰渣输储系统：

层燃锅炉产生的灰渣量等于飞灰量加炉渣量，层燃锅炉飞灰相比于炉排排渣量比例很低。

1、飞灰：随烟气离开锅炉的细灰。飞灰经烟气净化设备（主要是除尘器）分离下来，可通过气力输送将飞灰集中到灰仓内再统一处理，也可以在净化设备的排灰口直接处理。处理方式可以将干灰直接装车运至需要的场所，也可以适量加水搅拌制成湿灰，然后装车运至需要的场所，还可以与炉排排渣混合在一起后同时处理。

2、炉渣：锅炉落渣口排出的炉渣，经除渣机排出后集中储存在渣场或直接装车运至需要场所。

（四）热力系统：

层燃锅炉及热力系统用水均执行《工业锅炉水质》标准，水处理设备、水泵及水泵房附属设备也无需特别考虑。

（五）测控系统：

测控系统是层燃锅炉节能环保的核心技术之一，可通过DCS系统实现对节能环保层燃锅炉全系统的集散控制。全系统可实现自动调节、报警、安全保护、数字通讯、远程监控等自动运行功能。

（六）压缩空气系统：

1、空压机站：层燃锅炉的各子系统大多需要压缩空气，如布袋除尘器的脉冲吹灰，锅炉受热面吹灰，气力输送，各系统的仪表用气等。显然，统一设空压机站为用气设备供应压缩空气，比各子系统各自解决压缩空气气源更为合理、经济，也便于管理。空压机站的总供气量及用气参数、附属设备配置、管道布置等视具体项目情况确定；对于气力输送等用气量大，且对用气品质要求不高的情况，可采用罗茨风机等高压风机直接在用气设备附近安装，解决气源问题。

四、燃煤工业锅炉性能比较：