燃?xì)忮仩t低氮改造中存在的問題及檢驗(yàn)關(guān)注要點(diǎn)

劉 花

(北京市西城區(qū)特種設(shè)備檢測所 北京 100055)

燃?xì)忮仩t低氮改造中存在的問題及檢驗(yàn)關(guān)注要點(diǎn)

劉 花

(北京市西城區(qū)特種設(shè)備檢測所 北京 100055)

在對經(jīng)過低氮改造的燃?xì)忮仩t進(jìn)行定期檢驗(yàn)的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)了改造后鍋爐普遍存在的一些安全問題：燃燒器型號與型式試驗(yàn)證書不符、燃燒器主要配件與型式試驗(yàn)證書不符、直接加裝煙氣再循環(huán)管造成燃燒器故障、新燃燒器與鍋爐原燃燒器接口尺寸不匹配、改動原燃?xì)夤苈坊蛘咤仩t本體。對于這些影響鍋爐安全運(yùn)行的問題本文提出了檢驗(yàn)關(guān)注要點(diǎn)和建議。

燃?xì)忮仩t 低氮改造 安全問題 檢驗(yàn)關(guān)注要點(diǎn)

作為PM2.5的重要前體物,氮氧化物成為大氣污染治理的重點(diǎn)之一。2016年開始北京市率先在全國開展燃?xì)忮仩t低氮改造,促進(jìn)氮氧化物進(jìn)一步減排,并減少因氮氧化物二次轉(zhuǎn)化形成的PM2.5。此次燃?xì)忮仩t低氮改造,是通過采取更換低氮燃燒器、煙氣再循環(huán)、整體更換燃?xì)忮仩t等方式,有效降低氮氧化物排放濃度。2017年4月1日起,北京將對“新建鍋爐”執(zhí)行30mg/m3的排放限值,對位于“高污染燃料禁燃區(qū)”內(nèi)的“在用鍋爐”執(zhí)行80mg/m3[1]的排放限值。該標(biāo)準(zhǔn)總體上與歐洲鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng),接近目前全球最嚴(yán)的美國南加州鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)。目前,北京市燃?xì)忮仩t低氮改造啟動實(shí)施的項(xiàng)目已近10000蒸噸,在筆者的檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)了一些低氮改造中存在影響鍋爐安全運(yùn)行的問題,并提出了檢驗(yàn)關(guān)注要點(diǎn)和建議。

1 燃?xì)忮仩t低氮改造存在的問題

1.1 燃燒器與燃燒器型式試驗(yàn)證書不符

鍋爐燃燒器應(yīng)當(dāng)經(jīng)過國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局核準(zhǔn)具有燃燒器型式試驗(yàn)項(xiàng)目的型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行型式試驗(yàn),取得型式試驗(yàn)合格證書,方能投入運(yùn)行,并且每4年進(jìn)行1次抽查[2]。筆者通過對低氮燃燒器型式試驗(yàn)證書檢查發(fā)現(xiàn),燃燒器與型式試驗(yàn)證書不符的情況比較普遍,主要有以下幾種情況。

1)燃燒器型號與型式試驗(yàn)證書不符。

被檢單位鍋爐的燃燒器型號雖然與型式試驗(yàn)證書型號屬于同一系列,但型式試驗(yàn)證書未覆蓋此型號燃燒器。圖1為某單位型號為VG5.950DP的燃燒器,該單位提供了燃燒器型號為VG5.950的燃燒器型式試驗(yàn)證書,證書附件中可覆蓋型號見表1,該VG5.950DP型燃燒器不在使用單位所提供的燃燒器型式試驗(yàn)證書及其附件所覆蓋的型號范圍內(nèi)。

圖1 鍋爐燃燒器型號

表1 型式試驗(yàn)證書附件覆蓋型號表

2)燃燒器主要配件與型式試驗(yàn)證書不符。

這類問題是被檢單位鍋爐的燃燒器型號雖然與型式試驗(yàn)證書型號相符,但燃燒器主要配件與型式試驗(yàn)證書主要配件表所列不一致。型式試驗(yàn)證書主要配件表所列主要配件的內(nèi)容有四項(xiàng):配件名稱、型號、主要參數(shù)和制造單位名稱。目前由于更換燃燒器的數(shù)量比較大,可能存在相應(yīng)配件緊缺等情況,主要配件與型式試驗(yàn)報告不相符的情況很多。主要表現(xiàn)在配件型號不一致、配件型號一致但主要參數(shù)不一致、還有制造單位名稱不一致的情況(見圖2～圖4、表2～表4)。筆者在檢驗(yàn)過程中還發(fā)現(xiàn),一個鍋爐房同一型號的兩臺燃燒器配備的程序控制器也不同:分別為BT340和BT330,而型式試驗(yàn)證書中程序控制器配備為BT330 (見表2)。型號符合要求的BT330程序控制器的電壓卻也與表2的不同,它的電壓與圖2上的BT340的電壓230V/+10%/-15%一致。

圖2 BT 340程序控制器

圖3 安全切斷閥

表3 型式試驗(yàn)證書中安全切斷閥配置

圖4 電機(jī)

表4 型式試驗(yàn)證書中電機(jī)配置

1.2 直接加裝煙氣再循環(huán)管造成燃燒器故障

直接加裝煙氣再循環(huán)管這種改造方式有兩種。對于小型燃燒器,有的單位直接從鍋爐尾部煙道引一根煙道到燃燒器進(jìn)風(fēng)口附近,通過風(fēng)門控制煙氣的流量然后與空氣預(yù)混吸入燃燒器。對于大型燃燒器則是把尾部煙氣引入到鍋爐風(fēng)道里(見圖5)。這種通過從鍋爐尾部煙道引鍋爐排煙再次進(jìn)入鍋爐燃燒的煙氣再循環(huán)低氮改造方式簡單易行,但有可能由于煙氣再循環(huán)接入點(diǎn)不合適而導(dǎo)致煙氣冷凝水進(jìn)入鍋爐等一些原因?qū)е氯紵髋浼p壞、失靈,另一個是如果煙氣再循環(huán)比例控制不好會導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定。

圖5 煙氣再循環(huán)管引入風(fēng)道

1.3 新燃燒器與鍋爐原燃燒器接口尺寸不匹配

低氮燃燒器大多與原燃燒器與鍋爐接口尺寸不匹配,一般都選配比原來接口尺寸小的燃燒器。施工單位都是通過自制一些連接裝置把燃燒器與鍋爐連接,此類連接件沒有經(jīng)過設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)安全,難以保證(見圖6)。

1.4 低氮改造改動原燃?xì)夤苈坊蛘咤仩t本體

在更換燃燒器的過程中,有的施工單位對原燃?xì)夤苈泛蛢x表進(jìn)行改動(見圖7)。有的大型鍋爐加脫硝處理,通過在鍋爐尾部受熱面噴NH3或尿素達(dá)到脫硝的目的,還在鍋爐膜式壁上開孔(見圖8)。

圖6 新燃燒器接口與鍋爐不匹配

圖7 改動原燃?xì)夤苈穲D

圖8 加脫硝處理在鍋爐本體開孔

1.5 其他一些問題

1)部分改造單位未經(jīng)燃燒器廠家認(rèn)可,無法取得程控器代碼導(dǎo)致改造工程停滯;

2)由于資金等問題一個鍋爐房多個改造方式,不便于管理;

3)新的低氮燃燒器品種多,運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性有待時間驗(yàn)證;

4)燃燒器安裝、改造單位水平參差不齊。

2 檢驗(yàn)中要注意的問題

在對經(jīng)過低氮改造后的鍋爐進(jìn)行定期檢驗(yàn)時應(yīng)包含見證功能試驗(yàn)[3]等鍋爐外部檢驗(yàn)的檢驗(yàn)方法,還應(yīng)對質(zhì)檢總局辦公廳關(guān)于燃?xì)忮仩t風(fēng)險警示的通告(2017年第2號)中的相關(guān)要求進(jìn)行檢查。檢驗(yàn)員應(yīng)對以下內(nèi)容重點(diǎn)關(guān)注。

2.1 認(rèn)真核對燃燒器的型號和主要配件的配置情況

燃燒器型式試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)由經(jīng)過國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局核準(zhǔn)的型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行[4]。由于目前集中更換低氮燃燒器,大量燃燒器的型式試驗(yàn)還沒有完成。對于燃燒器型號與型式試驗(yàn)證書不符的情況,應(yīng)要求使用單位在取得合格的燃燒器型式試驗(yàn)證書和報告后方可使用;對于燃燒器主要配件發(fā)生變更時,燃燒器制造單位應(yīng)當(dāng)向原型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)提交書面變更說明,如果變更可能對燃燒器安全性造成影響,則應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行型式試驗(yàn)。

2.2 對于直接加煙氣再循環(huán)進(jìn)行低氮改造的燃燒器建議做型式試驗(yàn)

對于直接加煙氣再循環(huán)進(jìn)行低氮改造的燃燒器,雖然改造單位說沒有改動燃燒器及燃燒器控制部分,但由于冷凝水的引入及煙氣配比的調(diào)整等問題都會對燃燒器的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性造成影響。煙氣再循環(huán)的加入對鍋爐煙風(fēng)阻力有所增加,原有風(fēng)機(jī)的匹配都是需要考量的問題。所以建議此類改造的燃燒器應(yīng)經(jīng)過型式試驗(yàn)后方可使用。

2.3 應(yīng)對新燃燒器型號與鍋爐的匹配與連接情況進(jìn)行檢查

目前我國燃?xì)忮仩t的爐膛結(jié)構(gòu)尤其是鍋殼鍋爐對爐膽的直徑和長度都有要求[5],受鍋爐爐膛尺寸和形狀的局限,不是每一臺鍋爐都適合通過單純更換低氮燃燒器進(jìn)行低氮改造。一般情況下,鍋爐燃燒器應(yīng)當(dāng)由鍋爐制造企業(yè)負(fù)責(zé)選配;特殊情況需由鍋爐使用單位選配時,使用單位應(yīng)當(dāng)確認(rèn)所選配的燃燒器符合鍋爐制造企業(yè)規(guī)定的配置技術(shù)要求。鍋爐安裝監(jiān)檢單位應(yīng)當(dāng)對選配的燃燒器是否符合鍋爐制造企業(yè)的技術(shù)要求進(jìn)行核查[6]。

對于新更換的燃燒器與鍋爐的連接方式,如固定板的厚度、焊接的質(zhì)量要求、螺栓的直徑等應(yīng)由燃燒器廠家確認(rèn)。

2.4 應(yīng)對燃?xì)夤苈泛湾仩t本體的改動情況進(jìn)行檢查

在檢驗(yàn)中筆者發(fā)現(xiàn)在燃燒器安裝過程中,由于空間、距離等問題存在強(qiáng)力組對連接燃?xì)夤苈贰⒉鸪苈飞显械膲毫Ρ淼葍x表、閥門的情況,對于這些情況筆者要按照相應(yīng)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)要求其整改。有的單位在加裝脫硝裝置時還在鍋爐本體上開孔對水冷壁進(jìn)行了改動,對于這些對鍋爐受壓部分等涉及安全性能的內(nèi)容的更改應(yīng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)鑒定[7]。

3 建議

3.1 燃燒器的安裝、改造施工技術(shù)資料應(yīng)存檔

國家質(zhì)檢總局已經(jīng)要求鍋爐燃燒器的改造或更換應(yīng)當(dāng)按照鍋爐修理的規(guī)定履行有關(guān)施工告知程序。燃燒器安裝位置(如標(biāo)高、各燃燒器間距[8]等)不當(dāng)會對鍋爐安全運(yùn)行產(chǎn)生影響,TSG ZB001—2008《燃油(氣)燃燒器安全技術(shù)規(guī)則》也對燃燒器的安裝與系統(tǒng)做出了規(guī)定。建議燃燒器的安裝、改造工程甲乙雙方應(yīng)就施工范圍以及法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求的項(xiàng)目進(jìn)行確認(rèn)并形成技術(shù)資料存檔備查。

3.2 建議檢驗(yàn)單位按照監(jiān)督檢驗(yàn)的程序和要求對工程質(zhì)量進(jìn)行控制

隨著鍋爐制造質(zhì)量的不斷提高,由于承壓部件質(zhì)量的問題導(dǎo)致的鍋爐事故已經(jīng)大大降低。而由于燃燒器的調(diào)試、鍋爐安全聯(lián)鎖裝置故障而引發(fā)的事故比例不斷上升。低氮改造涉及鍋爐燃燒器、燃?xì)夤苈?、鍋爐控制柜等方面的改造工作。改造后還可能存在安全聯(lián)鎖裝置漏接等影響鍋爐安全的問題,使得鍋爐系統(tǒng)安全性無法保證。在鍋爐低氮改造過程中對于整體更換的鍋爐應(yīng)當(dāng)按照鍋爐安裝、改造和重大修理監(jiān)督檢驗(yàn)的相關(guān)程序和要求[9]對工程質(zhì)量進(jìn)行控制;對于更換燃燒器的在用鍋爐建議檢驗(yàn)單位參照監(jiān)督檢驗(yàn)的相關(guān)程序和要求對工程質(zhì)量進(jìn)行控制。

4 結(jié)束語

為了改善空氣質(zhì)量的燃?xì)忮仩t低氮改造工作剛剛開始,在這個工作進(jìn)行的過程中一些潛在的影響安全的問題也漸漸顯現(xiàn)出來。對于如何保證燃?xì)忮仩t低氮改造工作安全有序地進(jìn)行,北京質(zhì)監(jiān)局已經(jīng)召開專家論證會對燃?xì)忮仩t低氮改造存在的風(fēng)險和問題進(jìn)行了分析,還出臺了一些文件[10]、進(jìn)一步細(xì)化工作,讓人們安全地享受那一片藍(lán)天。

[1] DB 11/139—2015 鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[2] TSG ZB001—2008 燃油(氣)燃燒器安全技術(shù)規(guī)則[S]．

[3] TSG G7002—2015 鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則[S]．

[4] TSG ZB002—2008 燃油(氣)燃燒器型式試驗(yàn)規(guī)則[S]．

[5] GB/T 16508．3—2013 鍋殼鍋爐[S]．

[6] 質(zhì)檢總局辦公廳關(guān)于燃?xì)忮仩t風(fēng)險警示的通告(2017年第2號)[Z]．

[7] TSG G1001—2004 鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定管理規(guī)則[S]．

[8] GB 50273—2009 鍋爐安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S]．

[9] TSG G7001—2015 鍋爐監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則[S]．

[10] 北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 北京市環(huán)保局關(guān)于鍋爐低氮燃燒改造安全風(fēng)險警示的通告(京質(zhì)監(jiān)發(fā)2017年第6號)[Z]．

The Problems and Key Points of the Low Nitrogen Renovation for Gas-Fired Boilers

Liu Hua
(Xicheng Special Equipment Inspection and Testing Institute Beijing 100055)

With regular inspection, the author fnds some security problems of gas-fred boilers after the low nitrogen renovation. For example: the model and the main part of burner inconformity with its type-test certifcate, the burner malfunction caused by directly installation of the fue gas recirculation pipe, interface dimension mismatching of new burner and the original burner, change of the original gas pipeline or boiler body. Aiming at these problems, the key inspection points and some suggestions were introduced.

Gas-fred boiler Low nitrogen renovation Security problems Key inspection points

X933.4

B

1673-257X(2017)08-0056-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.08.013

劉花（1971～)，女，本科，高級工程師，從事承壓類特種設(shè)備檢測和研究工作。

劉花，E-mail： hua0220@126．com。

2017-03-06）