導航：安全管理網>> 安全論文>> 特種設備論文>>正文

鍋爐低氮燃燒改造在石化企業中的應用

文檔作者：潘錚1 任廣行2 文檔來源： 1. 中國石油天然氣股份有限公司大港石化分公司 2. 中國石油天然氣股份有限公司撫順石化分公司		更新日期： 2026年05月27日	點擊數：
下載地址：點擊這里	文件大?。?1.46 MB 共6頁	文檔格式： PDF	下載點數： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內容預覽 [文件共6頁]

本文件共6頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：1.46 MB 共6頁文件格式：PDF 下載點數：1 點（VIP會員免費）

上一篇：某煉油廠一臺浮頭式換熱器氫致開裂的分析…

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

2021 年第 37 卷第 3 期
★　石油化工安全環保技術　★
PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY 46
氮氧化物是幾種大氣污染物的前體，也被認
為是細顆粒的候選次生前體 [1]，其排放是空氣污
染的一個重要因素，與中國蓬勃發展的經濟和高
能耗密切相關 [2]，形成酸雨和 PM2.5、PM10 等
對生物健康造成直接損害。近年來隨著對 NOx
的深入研究發現，此類物質在光照下會發生光化
學反應，形成光化學煙霧，使人產生喉頭發炎，
鼻、眼受刺激紅腫，頭痛等癥狀 [3-6]。
鍋 爐 煙 氣 環 保 指 標 于 2018 年 1 月 1 日 正
式上傳至環保局進行考核，主要包括氮氧化物
NOx≤150 mg/m3，SO2≤20 mg/m3，煙塵≤10 mg/m3，
控制難點在 NOx[1]。為此鍋爐裝置亟需進行低氮
改造使排放符合環保要求。
1　NOx 的生成機理及控制方法
1.1　NOx 的生成機理
NOx 按其生成起源和生成途徑分類，可分為
燃料型、熱力型和快速型。
1.1.1　燃料型 NOx
由燃料中氮化合物形成的 NOx 稱為燃料型
NOx。
1.1.2　熱力型 NOx
燃燒過程中的氮氣高溫氧化生成 NO，通常
稱為熱力型 NOx。
收稿日期：2020-09-07
作者簡介：潘錚，男，2010 年畢業于遼寧石油化工大
學應用化學專業，學士，主要負責生產作業計劃、統計
及工藝技術的組織實施與協調等工作，工程師。電話：
15941392007，E-mail:dahang_34@163.com
鍋爐低氮燃燒改造在石化企業中的應用
潘　錚 1，任廣行 2
（1. 中國石油天然氣股份有限公司大港石化分公司，天津 300280 ；
2. 中國石油天然氣股份有限公司撫順石化分公司，遼寧 撫順 113004）
摘　要：概述了氮氧化物的生成機理及控制方法，介紹了國內某石化企業鍋爐低氮改造的實施案
例，該企業通過更換低氮燃燒器，利用煙氣循環技術，將部分煙氣與空氣混合后送入爐內，煙氣吸熱
稀釋了氧濃度，降低了燃燒區平均溫度，使燃燒速度和爐內溫度降低，從而抑制 NOx 的產生。改造后
氮氧化物 NOx≤150 mg/m3，符合《鍋爐大氣污染物排放標準》，可為國內鍋爐裝置提供借鑒。
關鍵詞：鍋爐改造　低氮燃燒　氮氧化物
1.2　NOx 的控制方法
1.2.1 燃燒前處理
燃燒前脫氮將燃料轉化為低氮燃料；前處理
技術復雜，難度高，成本高。
1.2.2 燃燒中處理
燃燒過程中抑制“熱力型 NOx”的產生，并
在運行中還原部分已經生成的 NOx。
1.2.3 燃燒后處理
煙氣脫硝，包括選擇性催化還原法 SCR、選
擇性非催化還原法 SNCR ；燃燒后處理鍋爐改造
工作量大，成本高。
2　1 號爐改造方案
2.1　1 號爐改造實施方案
為達到燃燒器設計的目標，采用以下實施方
案：
1）更換低氮燃燒器。
2）采用煙氣循環技術，將部分煙氣與空氣
混合后送入爐內，煙氣吸熱和稀釋了氧濃度，降
★ 潘　錚等 . 鍋爐低氮燃燒改造在石化企業中的應用 ★ 47 2021 年第 37 卷第 3 期
低了燃燒區平均溫度，使燃燒速度和爐內溫度降
低，從而抑制 NOx 的產生。本項目煙氣再循環
量為 10%~20%。
3）每臺燃燒器配 1 臺點火槍進行自動點火。
4）每臺燃燒器配置 2 只 UV 火焰監測器。
5）在改造燃燒器的同時，配套鍋爐點火控
制系統。
2.2　工藝流程說明
1）1 號爐燃氣母管 DN250 ：起點為原 1 號
爐燃氣閥組速斷閥后，由 DN150 變 DN250 變徑
連接，之后依次為燃氣母管手閥、導淋、過濾
器、現場壓力表 PG0101、穩壓閥 PCV0101（變
徑）、現場壓力表 PG0102、壓力變送器 PT29101、
PT29102、PT29103、流量計 FT29101、點火母管
和各燃燒器主火支路，導淋，放空。
2）1 號爐點火母管 DN25 ：起點為 1 號爐燃
氣母線，之后依次為調壓閥 PCV0201、現場壓力
表 PG0201、各燃燒器點火支路。
3）1 號 燃 燒 器 主 火 支 路 DN80 ： 起 點 為
1 號 爐 燃氣母線，之后依次為 1 號 主 燃氣手
閥、1 號燃氣前切斷閥 XV01301、壓力變送器
PT29111、1 號燃燒器放空支路、1 號燃氣后切斷
閥 XV01302、1 號燃氣調節閥 FV29111，之后連
接 1 號燃燒器。
4）1 號燃燒器放空支路 DN25 ：起點為 1 號
燃燒器主火支路，之后依次為 1 號燃燒器放空手
閥、1 號燃燒器放空切斷閥 XV01101，之后連接
1 號爐放空母管。
5）1 號燃燒器點火支路 DN20 ：起點為 1
號爐燃氣母線，之后依次為 1 號點火手閥、1 號
點 火 前 切 斷 閥 XV01201A、1 號 點 火 后 切 斷 閥
XV01201B，之后軟管連接點火槍。
6）點火助燃風：由 1 號爐爐前非凈化風
引入，依次為助燃風母管手閥、助燃風調壓閥
PCV2101、1 號爐助燃風總閥，之后接各燃燒器
點火槍。
7）火檢：每臺燃燒器 2 個火檢，點火槍上 1
個，主燃燒器上 1 個（利舊）。1 號燃燒器點火槍
火檢 BE1001B，1 號燃燒器主火火檢 BE1001A。
8）助燃風：由鼓風機產生，經過風道，大
風箱送至各燃燒器。大風箱上有 3 個壓力變送器
（PT29121（ 利 舊 ）、PT29122、PT29123），作為
助燃風壓力。
9）煙氣循環：煙氣從鍋爐煙道（煙道擋板
前）引出，依次經過手動蝶閥、循環風機（工頻，
入口擋板可遠程及就地調節），送至鍋爐鼓風機
出口。
2.3　主要設備及結構
2.3.1　燃燒器
燃燒器見圖 1、圖 2。
圖 1　燃燒器
圖 2　燃燒器
改造后鍋爐單臺燃燒器本體主要包括燃燒器
燃氣槍、燃油槍、點火槍、穩焰器、點火孔、觀
測孔、火焰監測口、風門執行機構等。燃燒器通
過二段燃燒，一次風經中心軸流向旋流器，處于
氧濃度低的燃燒狀態，以形成局部穩定燃燒火焰；
而大部分二次風仍保持平行流動，處于富氧燃
燒狀態，燃燒很快可以抑制 NOx 的產生（配風
★　石油化工安全環保技術　★ 48 2021 年第 37 卷第 3 期
分層）。
2.3.2　Y 型過濾器
用來濾除燃氣中的雜質，以保護后端閥組及
燃燒器的正常使用。
2.3.3　調壓閥
調壓閥是通過調節將進口壓力減至某一需要
的出口壓力，并依靠介質本身的能量，使出口壓
力自動保持穩定的閥門。
2.3.4　渦街流量計
型號：DY250-EALSR3-2D
準確度：氣體（±1.0%，流速≤35 m/s；±1.5%，
流速 35~80 m/s ；）
流體溫度：-29~+260 ℃
工作壓力：0.1 MPa
連接方式：法蘭
制造標準：HG 20592— 2009
2.3.5　氣動切斷球閥
包括主燃氣前后切斷閥和點火燃氣前后切斷
閥。該閥為彈簧復位，為常閉閥。
2.3.6　氣動排空閥
6 臺燃燒器放空切斷閥。該閥為彈簧復位，
為常開閥。
2.3.7　燃氣調節閥
6 臺燃燒器主燃氣流量調節閥。流量特性：
近似等百分比?，F場開度指示在調節閥頂部玻璃
內部。
2.3.8　點火槍
點火槍（如圖 3 所示）的用途就是在燃燒器
的燃燒區域內提供火焰，點火槍的結構（見圖 4）
是雙極點火。中心管的功能是提供燃氣，把燃氣
引入到噴嘴處，并且提供高壓點火火花，點火火
花在燃氣噴嘴頭前端產生。
圖 3　點火槍
圖 4　點火槍結構
2.3.9　煙氣循環風機
煙氣循環風機結構見圖 5。
圖 5　煙氣循環風機結構
風量：27 000 m3/h
溫度：170 ℃
全壓：5 kPa
靜壓：4.058 kPa
風機功率：55 kW
電源：380 V/50 Hz/3
2.3.10　煙氣手動調節閥
蝶閥。當鍋爐停止運行時，需要關閉煙氣手
動調節閥，以防爐膛內氣體回串。
3　操作總結
3.1　改造后鍋爐開工操作
點火前確認現場及控制系統完好，氣密試驗
完成。
1）確認以下閥門關閉：燃氣母線總閥、燃
氣母線側線閥、各導淋、燃氣母線放空雙閥、各
燃燒器主燃氣及點火燃氣切斷閥、各燃燒器調節
閥、1 號爐點火助燃風總閥、2 號 3 號爐點火助
燃風總閥、各燃燒器點火助燃風閥。
2）確認以下閥門開啟：各壓力表及壓力變
送器根部閥、點火燃氣總閥、各燃燒器主燃氣及
點火燃氣手閥、各燃燒器放空手閥、各燃燒器火
★ 潘　錚等 . 鍋爐低氮燃燒改造在石化企業中的應用 ★ 49 2021 年第 37 卷第 3 期
嘴手閥（16 個 ×6 臺）、原放空手閥、點火助燃
風總閥。
3）確認所有遠程閥門處于遠程位。確認點
火控制處于遠程位。
4）確認各聯鎖條件正常。
5）確認爐膛氣檢測合格。
點火步驟：
1）啟動風機。
2）引燃氣。打開燃氣母線放空雙閥—打開
燃氣母線總閥—確認空氣排凈后關閉燃氣母線放
空雙閥。
3）開點火助燃風。打開 1 號爐點火助燃風
總閥—打開各燃燒器點火槍風閥—觀察點火助燃
風壓力表有壓力 20~30 kPa。
4）在 2 號燃燒器界面，點擊“燃氣檢漏”
啟動檢漏程序。
點擊后風機會開至 35 Hz 進行吹掃，持續
5 min，在風機開大 30 s 后，系統開始檢漏。
自動檢漏系統由預先設置好的程序控制，在
燃燒器啟動前對切斷閥進行密封性檢測。在密封
性檢測得到正常的結果后，燃燒器才能啟動。如
果密封性檢測時發現切斷閥不密封，那么檢漏控
制器終止密封性測試并阻止燃燒器啟動。
自動檢漏系統由雙切斷閥、燃氣壓力傳感器
組成。
檢漏的過程約為 60 s，分兩個測試階段：
第一測試階段：打開燃燒器調節閥（開度
100%），關閉雙切斷閥，打開放空閥 4 s，使雙
切斷閥中間的壓力排出。放空閥關閉后，通過接
在雙切斷閥中間的燃氣壓力開關監視其壓力是否
<20 kPa，這一過程為 15 s。一旦達到 20 kPa，表
明前切斷閥漏氣，關閉燃燒器調節閥，檢漏裝
置上的錯誤指示燈亮起（紅色），檢漏程序停止，
并阻止燃燒器啟動。若壓力升高沒有超過設定值，
則檢漏程序進入下一階段的測試。
第二測試階段：前切斷閥打開 4 s 充氣，使
雙切斷閥中間充壓。前切斷閥關閉后，通過接在
雙切斷閥中間的燃氣壓力開關監視其壓力是否
>20 kPa，這一過程為 15 s。一旦達到 20 kPa，表
明后切斷閥漏氣，關閉燃燒器調節閥，檢漏裝
置上的錯誤指示燈亮起（紅色），檢漏程序停止，
并阻止燃燒器啟動。若壓力降低沒有達到設定值，
則檢漏正常的指示燈亮（黃色），允許燃燒器
啟動。
待風機吹掃完成后，鼓風機開度 10%，開調
節閥 5%，驗證通過則允許點火按鈕變綠。
5）點擊“點火槍點火”。
點擊后，點火器打火持續 10 s，打火開始 1 s
后，點火燃氣前后切斷閥打開，燃氣通過，4 s 后
2 個火檢檢測火焰，任意 1 個檢測到火焰則延時
30 s 后允許點主火按鈕變綠。未檢測到火焰則關
閉點火燃氣前后切斷閥，關閉調節閥，需重新點
擊“點火槍點火”，點擊 3 次仍不成功則程序重置，
回到“燃氣檢漏”。
6）點擊“主火點火”
點擊后主燃氣前后切斷閥打開，2 s 后主火火
檢檢測，檢測到火焰則延時 1 min 后，轉至手動
調整負荷（在此之前人工無法調整負荷）。未檢
測到火焰則關閉燃氣調節閥、關閉主火燃氣前后
切斷閥，程序回到“關閉主火燃氣前后切斷閥”。
轉至手動調整負荷之后根據火焰情況及時調
整調節閥及風機頻率，保持火焰穩定；點擊主火
點火 30 s 后關點火槍，點火槍前后切斷閥關閉。
3.2　燃燒調整
3.2.1　調整單個燃燒器負荷
通過調整對應燃燒器燃氣調節閥實現，操作
界面有燃氣調節閥實際開度與設定開度，設定開
度可通過調節按鈕“+1”“+5”“-1”“-5”調節
（數字表示開度值），也可直接在設定開度框內輸
入開度值（范圍 0~100）。
3.2.2　點燃其它燃燒器
在鍋爐點燃第一個燃燒器之后，再點其它燃
燒器則直接在相應燃燒器界面，從點擊“點火槍
點火”開始，直至點擊“主火點火”，最終轉至
手動調整負荷，點火完成。
3.2.3　關閉在用燃燒器
直接點擊相應燃燒器界面“燃燒器停車”。
點擊后主燃氣前后切斷閥關閉、調節閥關閉。
關閉燃燒器時，不要誤點“急?！卑粹o，此
（下轉第 59 頁）
★ 張　磊 . 鍋爐廢氣監測質量控制研究與探討 ★ 59 2021 年第 37 卷第 3 期
保持好氣體樣品溫度、濕度等物理參數值的恒定。
對于顆粒狀樣品，在保存與轉運環節不可將容器
倒置 [7]。在樣品處理時，應嚴格按規定進行操作，
避免由于人為的操作不當造成所收集數據的誤差。
4　結　語
鍋爐廢氣排放監測是企業環境監測機構的
重要監測任務之一，做好鍋爐廢氣排放監測工
作是企業環境監測從業者的主要職責，該項工作
的意義不僅在于監測結果可以指導生產企業節能
減排、為生產企業員工提供健康、安全、環保的
工作環境，而且能夠為大氣環境治理工作提供數
值支撐。然而，鍋爐廢氣監測工作程序復雜、質
量控制要求高，增加了廢氣監測工作的難度。只
有做好監測過程中的質量控制，注重監測過程中
的工作細節，才能保證監測結果的準確性和完整
性，更好的為大氣環境管理工作服務。
參考文獻：
[1] 趙杏雪 . 鍋爐廢氣監測過程中質量控制分析
[J]. 節能與環保，2019（12）：43-44.
[2] 朱學軍 . 鍋爐廢氣監測過程幾個問題的探討
[J]. 污染防治技術，2016，29（6）：83-84.
[3] 朱學軍 . 淺析鍋爐煙塵監測現場質量控制
[J]. 污染防治技術，2017，30（2）：68-69.
[4] 王世興 . 研究鍋爐廢氣排放監測質量控制手
段 [J]. 資源節約與環保，2016（9）：46.
[5] 黃小蕾 . 鍋爐廢氣監測中質量控制問題的
探討 [J]. 環境研究與監測，2012，25（1）：
31-32.
[6] 施星星 . 鍋爐廢氣監測中質量控制問題探討
[J]. 污染防治技術，2019，32（1）：38-39.
[7] 李海霞 . 鍋爐大氣污染物排放監測質量控制
探討 [J]. 清洗世界，2020，36（3）：31-32.
按鈕為整臺鍋爐停爐。
3.3　?！t
確認進行停爐后，關小最后 1 個燃燒器調節
閥，點擊“燃燒器停車”，所有燃燒器停用，關
閉鍋爐鼓風機，關閉燃氣母管總閥，打開燃氣母
管放空雙閥，則停用完畢。注意停爐前確認煙氣
循環已停用。
3.4　循環風機操作
在鍋爐并汽后，根據氮氧化物情況，投入循
環風機。投用前確認風機試運完畢處于備用狀態，
入口擋板關閉，打開入口蝶閥，現場風機開機，
遠程調節風機入口擋板。根據鍋爐負荷及氮氧化
物情況調整入口擋板開度。
停運時將入口擋板關閉，風機停機，關閉入
口蝶閥。
4　結　語
隨著國家對環保問題越來越重視，氮氧化物減
排受到了越來越多的關注，相關法律法規也越來越
嚴苛。對于正在不斷探索低氮燃燒改造應用的鍋爐
企業，通過全面了解相關原理，不斷優化工藝流程
及裝備，可以提高減排效果，還城市一片藍天。
參考文獻：
[1] Park, Seik, Choi, Gyung Min, Tanahashi, Mamoru.
Demonstration of a gas turbine combustion-tuning method and sensitivity analysis of the combustion-tuning parameters with regard to
NOx emissions[J]. Fuel, 2019(239): 1134-1142.
[2] Shutong He, Liangzhen Zhao, Shihao Ding, et
al.Mapping economic drivers of China's NOx emissions due to energy consumption[J].Journal
of Cleaner Production, 2019, 241, 118130．
[3] 趙悅，劉文輝，于寧，等 . 氮氧化物處理技
術及其在催化劑生產中的應用 [J]. 當代化
工，2015，44（10）：2431-2434.
[4] 徐曉，高鵬，陳希寶，等 . 燃氣鍋爐低氮燃
燒 改 造 [J]. 大 氮 肥，2020，43（3）：195-
197.
[5] 肖飛 . 氮氧化物的危害及其衛生檢測方法研
究 [J]. 檢驗檢疫學刊，2020，30（2）：95-
97.
[6] 殷鳳榮 . 低氮燃燒改造綜述 [J]. 設備管理與
維修，2018（23）：87-88.
（上接第 49 頁）
APPLICATION OF DATA ACQUISITION SYSTEM IN LEAK DETECTION AND REPAIR (LDAR) [38]
Liu Bo, Zhu Jiling, Xiao Huina, Meng Linghua, Ran
Xia.(SINOPEC Zhongyuan Oilfield Company, Puyang, Henan, 457162)
Abstract: Leak detection and repair (LDAR) is a common technology to reduce volatile organic compounds (VOCs) in chemical industry. A company carried out LDAR detection technical services, and independently developed LDAR data acquisition system, which can conduct grid storage management and picture identification
for all sealing point information. This system can
realize the remote transmission of detection data and provide background support. The system solved the difficult
problem of on-site sealing point location, reduced
the workload of data entry, improved the work efficiency
greatly. It is of high promotion and application value. Key words: leak detection; sealing point; gridding; data collection
CHARACTERISTICS OF STATIC EQUIPMENT
AND APPLICATION OF ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY IN AROMATIC COMPLEX[41]
Xu Wei.(SINOPEC Engineering Incorporation, Beijing,
100101)
Abstract: Aromatic complex is one of the most important
units in refining and chemical enterprises. It has
a long process and a large number of static equipment with complicated structure. With the continuous development
and innovation of refining and chemical engineering,
more and more new technologies, new products
and new structures have been applied in aromatic complex, which effectively saves investment, reduces energy consumption and improves operation stability. Based on the construction and operation of main aromatic
complex in recent years, the characteristics of main static equipment and the application of energy conservation technology are reviewed in this paper.
Key words: aromatics unit; static equipment; energy conservation; optimization
APPLICATION OF BOILER LOW-NITROGEN COMBUSTION REVAMP IN PETROCHEMICAL
ENTERPRISES[46]
Pan Zheng1, Ren Guanghang2.(1. PetroChina Dagang Petrochemical Company, Tianjin, 300280; 2. PetroChina
Fushun Petrochemical Company, Fushun, Liaoning,
113004)
Abstract: This paper summarized the formation mechanism
and control methods of nitrogen oxides and introduced the implementation case of boiler low-nitrogen
revamp of a domestic petrochemical enterprise. By
replacing the low nitrogen burner and using the flue gas
circulation technology, part of the flue gas was mixed with air and sent into the furnace. The flue gas absorbed
heat and diluted the oxygen concentration, reduced the
average temperature in the combustion zone, reduced the combustion speed and the temperature in the furnace,
thus inhibiting the generation of NOx. After the revamp, NOx was no more than 150 mg/m3, which was
in line with the Emission Standard of Air Pollutants for
Coal-burning Oil-burning Gas-fired Boiler. This provides
reference for domestic boilers.
Key words: boiler revamp; low nitrogen combustion; nitrogen oxide/NOX
VOCS GREEN ISLAND GOVERNANCE AND GREEN TOP LEVEL DESIGN OF REFINING AND CHEMICAL INTEGRATION PROJECT[
50]
Wang Qian. (SINOPEC Engineeting Incorpration, Beijing,
100101)
Abstract: The petrochemical industry is one of the key industries under VOCs control. By construction of VOCs control green island, the emission intensive treatment can be effectively implemented; the technology
for the terminal treatment can achieve high performance,
safety, and accuracy. The concept of green and
enviromental protection should be considered at the very beginning of the refinery integration project decisions. Construction of green and enviroment-friendly petrochemical industry should follow the principles of tracking the source for emmision reduction, process control, and terminal treatment.
Key words: organic exhaust ；VOCs governing green island ；intensification ；green top level design
RESEARCH AND APPLICATION PROSPECTS OF WATER-BASED SOLUTION BOP CONTROL
SYSTEM[53]
Jiang Jianwei1, He Zhiwei2.(1. CNPC Xibu Drilling
Engineering Company Limited, Karamay, Xinjiang, 834000 ；2. Guangzhou Dongsu Petroleum D &amp;amp; E Equipment Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong, 511483)
Abstract: The BOP control device uses water-based solution as the hydraulic medium instead of hydraulic oil, which is conducive to reducing ecological environmental
pollution. The key to the successful application
of this technology lies in the anti-rust, anti-wear and corrosion resistance of the valve parts used in the device
in the water-based solution state. This paper introduced
the characteristics of the water-based solution. It
ABSTRACTS PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY
Bimonthly. 20 Jun. 2021 Vol. 37 No. 3 ·Ⅲ·

網友評論 more

特種設備論文最新內容

05-27