CN108019758A - 一种热解脱硝工艺中用的热解炉的改装方法 - Google Patents
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Abstract
一种热解脱硝工艺中用的热解炉的改装方法，本发明通过切除原有热解炉的其中一部分，保留了大部分结构，而且调整了替代部件的总长度等于切除部件的总长度，因此不会影响整体热解炉，同时新的结构改变了流体在热解炉内出现了严重的偏流，热解炉左右两侧风速偏差很大，形成了两个巨大的漩涡的问题，从而避免了形成结晶堵塞的问题，同时该方案采用局部改进可以充分利用现有设备从而节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种热解装置的改装，尤其是涉及一种热解脱硝工艺中用的热解炉的改装方法。
背景技术
按国家标准《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）规定， 2014年7月1日起NOx排放需达到100mg/Nm3；脱硝系统采用选择性催化还原法脱硝技术（SCR，以下作为脱硝系统简称），采用尿素热解产生氨气作为脱硝还原剂，催化剂按“2＋1”模式布置。根据《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》，要求东部地区新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值，中部地区新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值，2016年已进行超低排放改造，NOx排放限值为50mg/ Nm3。
关于火电厂二氧化硫及氮氧化物污染控制，我国相关的法律、法规和政策已经提出了明确的标准。自1991年首次发布《火电厂大气污染物排放标准》，1996年第一次修订，到2003年12月23日，国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局联合发布了新修订的《火电厂大气污染物排放标准》，随着经济的发展，对NOx的排放也越来越严格，直至现在的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）及《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》,对火力发电锅炉及燃气轮机组大气污染物特别排放限值照相提出了更为严格的要求。这就要求脱硝系统具备稳定安全运行的能力，杜绝出现因脱硝系统运行或设备故障导致的环保事件。
根据6号炉脱硝系统运行情况统计，热解炉在2016年大约发生8次结晶脱落导致出口堵塞的情况， 2014年12月份发生过一次因热解炉结晶脱落堵塞管路导致机组停运的事件。6号热解炉频繁结焦堵塞已严重影响到脱硝系统的安全稳定运行，给机组安全环保运行带来严重潜在隐患，目前处理方法是热解炉差压升高后立即迫降机组负荷，减小喷氨量，提高电加热器功率和增加一次风量，但该种临时处理方案显然无法满足机组对脱硝系统的需求，电厂迫切需要对热解炉进行流场治理，彻底消除热解炉的结晶堵塞，消除热解炉结晶堵塞可能导致的机组停机、环保超标等潜在风险。
而为了彻底消除热解炉的结晶堵塞问题，需要对现有热解炉进行改装，而采用直接替代的方式成本较高，而且容易形象热解炉的整体高度需要进行其他部件的改装，改装投入过大。
发明内容
本发明的目的是为解决现有热解炉的改装成本较高的问题，提供一种热解脱硝工艺中用的热解炉的改装方法。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种热解脱硝工艺中用的热解炉的改装方法，包括如下步骤：
步骤一、测量待改装的热解炉的炉体内径D1，截取一段长为L1的圆筒状结构作为炉体连接段，且炉体连接段的内径等于炉体内径D1，取一段长为L2内径等于D2的金属管道作为直流管，取一个长为L3小径端内径等于D2大径端内径等于D1的呈喇叭状的金属管道构成扩流段，将炉体连接段、扩流段和直流管依次串联焊接为一体结构，在直流管内安装一个风向指向扩流段的旋流叶片，在扩流段的大径端内套设有均布板，在直流管远离扩流段的一端上还焊接有L形管，将炉体连接段、扩流段、直流管和L形管制成长为L0的替代部件，L0= L1+L2+ L3，L0小于待改装热解炉的总长度，L1、L2和L3的取值可以任意调整，备用；
步骤二、将待改装热解炉从顶部向下量取长度为L0的位置进行划线，自划线处将待改装热解炉通过热切割机分离为两部分，备用；
步骤三、取步骤一中的替代部件和步骤二中切除顶部的待改装热解炉，分别对替代部件中的炉体连接段的端面和切除顶部的待改装热解炉的切除部位的端面通过磨削加工进行打磨处理，处理完成后分别对替代部件中的炉体连接段的端面处的外圆周和切除顶部的待改装热解炉的切除部位的端面的外圆周进行去氧化皮处理；
步骤四、取步骤三中处理后的替代部件和一对相互匹配的上半圆形卡环，将上半圆形卡环卡设在替代部件上炉体连接段的外圆周上调整上半圆形卡环的中心线与连接段的中心线重合，然后通过卡环固定螺栓将上半圆形卡环固定在上炉体连接段的外圆周上，另取取步骤三中处理后的切除顶部的待改装热解炉和一对相互匹配的下半圆形卡环，将下半圆形卡环卡设在待改装热解炉炉体的外圆周上调整下半圆形卡环的中心线与待改装热解炉炉体的中心线重合，然后通过卡环固定螺栓将下半圆形卡环固定在待改装热解炉炉体的外圆周上，备用；
步骤五、取步骤四中待改装热解炉炉体和替代部件，将替代部件放置在待改装热解炉炉体上，然后取定位螺栓依次贯穿上半圆形卡环和下半圆形卡环上的定位孔，以调整待改装热解炉炉体和替代部件中炉体连接段中心线重合，然后通过定位螺母配合定位螺栓将上半圆形卡环和下半圆形卡环固定在一起；
步骤六、取焊枪对步骤五中位于相邻两个定位螺栓之间的待改装热解炉炉体和替代部件中炉体连接段的拼接部位进行焊接处理，焊接完成后进行冷却；
步骤七、取步骤六中冷却完成的焊接件拆除定位螺栓、上半圆形卡环和下半圆形卡环，并进行补焊处理，保证焊接处密封，焊接完成后进行冷却；
步骤八、对步骤七中冷却后的热解炉进行密封形检测，复合标准后改装完成。
所述的D1为1940mm。
所述的D2为800mm。
所述的L形管远离直流管的一端的直径为520mm。
所述的均布板采用其上加工有若干均匀分布的孔径为40mm小孔的圆形板，小孔的孔间距为10mm。
本发明的有益效果是：本发明通过切除原有热解炉的其中一部分，保留了大部分结构，而且调整了替代部件的总长度等于切除部件的总长度，因此不会影响整体热解炉，同时新的结构改变了流体在热解炉内出现了严重的偏流，热解炉左右两侧风速偏差很大，形成了两个巨大的漩涡的问题，从而避免了形成结晶堵塞的问题，同时该方案采用局部改进可以充分利用现有设备从而节约成本。
附图说明
图1为旧方案的结构示意图。
图2为本申请的结构示意图。
图3为图2中A-A方向的剖视图。
图4为改装过程中的安装结构示意图。
图示标记：1、L形管；2、直流管2；3、旋流叶片3；4、扩流段；5、炉体连接段；6、炉体；7、定位装置；701、下半圆形卡环；702、定位螺栓；703、卡环固定螺栓；704、上半圆形卡环。
具体实施方式
图中所示，具体实施方式如下：
一种热解脱硝工艺中用的热解炉的改装方法，包括如下步骤：
步骤一、测量待改装的热解炉的炉体6内径D1，截取一段长为L1的圆筒状结构作为炉体连接段5，且炉体连接段5的内径等于炉体内径D1，取一段长为L2内径等于D2的金属管道作为直流管2，取一个长为L3小径端内径等于D2大径端内径等于D1的呈喇叭状的金属管道构成扩流段4，将炉体连接段5、扩流段4和直流管2依次串联焊接为一体结构，在直流管2内安装一个风向指向扩流段的旋流叶片3，在扩流段的大径端内套设有均布板，在直流管远离扩流段的一端上还焊接有L形管1，将炉体连接段、扩流段、直流管和L形管制成长为L0的替代部件，L0= L1+ L2+ L3，L0小于待改装热解炉的总长度，备用；
步骤二、将待改装热解炉从顶部向下量取长度为L0的位置进行划线，自划线处将待改装热解炉通过热切割机分离为两部分，备用；
步骤三、取步骤一中的替代部件和步骤二中切除顶部的待改装热解炉，分别对替代部件中的炉体连接段的端面和切除顶部的待改装热解炉的切除部位的端面通过磨削加工进行打磨处理，处理完成后分别对替代部件中的炉体连接段的端面处的外圆周和切除顶部的待改装热解炉的切除部位的端面的外圆周进行去氧化皮处理；
步骤四、取步骤三中处理后的替代部件和一对相互匹配的上半圆形卡环704，将上半圆形卡环704卡设在替代部件上炉体连接段的外圆周上调整上半圆形卡环的中心线与连接段的中心线重合，然后通过卡环固定螺栓703将上半圆形卡环固定在上炉体连接段的外圆周上，另取取步骤三中处理后的切除顶部的待改装热解炉和一对相互匹配的下半圆形卡环701，将下半圆形卡环卡设在待改装热解炉炉体的外圆周上调整下半圆形卡环的中心线与待改装热解炉炉体的中心线重合，然后通过卡环固定螺栓将下半圆形卡环固定在待改装热解炉炉体的外圆周上，备用；
步骤五、取步骤四中待改装热解炉炉体和替代部件，将替代部件放置在待改装热解炉炉体上，然后取定位螺栓702依次贯穿上半圆形卡环704和下半圆形卡环701上的定位孔，以调整待改装热解炉炉体和替代部件中炉体连接段中心线重合，然后通过定位螺母配合定位螺栓将上半圆形卡环和下半圆形卡环固定在一起，上半圆形卡环和下半圆形卡环配合构成的定位装置7；
步骤六、取焊枪对步骤五中位于相邻两个定位螺栓之间的待改装热解炉炉体和替代部件中炉体连接段的拼接部位进行焊接处理，焊接完成后进行冷却；
步骤七、取步骤六中冷却完成的焊接件拆除定位螺栓、上半圆形卡环和下半圆形卡环，并进行补焊处理，保证焊接处密封，焊接完成后进行冷却；
步骤八、对步骤七中冷却后的热解炉进行密封形检测，复合标准后改装完成。
所述的D1为1940mm。
所述的D2为800mm。
所述的L形管远离直流管的一端的直径为520mm。
所述的均布板采用其上加工有若干均匀分布的孔径为40mm小孔的圆形板，小孔的孔间距为10mm。
经过检测发现：原始结构及改装后进出口压降对比，由表可以看出，改装后出口压降小于原始结构，改装后重量紧紧增加了0.02t。
| 原始结构 | 改装后 | |
| 进出口压降(KPa) | 1.43 | 1.39 |
| 改造段重量（t） | 1.14 | |
| 增加重量（t） | 0.02 |
在生产中条擦发现原有方案中6号热解炉在2016年大约发生8次结晶脱落导致出口堵塞的情况，处理方法是热解炉差压升高后立即迫降机组负荷，减小喷氨量，提高电加热器功率和增加一次风量。2014年12月份6号炉发生过一次因热解炉结晶脱落堵塞管路导致机组停运的事件。
按照每年发生8次迫降负荷，每次降50MW负荷，时间6小时计算，年损失电量1600MWh，按照标煤单价600元/吨，上网电价0.3879元/kWh，供电煤耗310g/kWh计算，损失人民币48.5万元。若因热解炉完全堵塞，被迫启停1次，损失电量3000MWh，损失人民币91万元；使用微油点火，4支油枪投运，每支出力0.25t/h，投油2h计算，耗油费用1.2万元。热解炉堵塞可能造成环保指标瞬时超标，造成的影响无法计算。
改装后一共花费加工费28.5万元，设计费10万元，试验费10万元，共计48.5万元，一年可收回成本，同时也避免了因热解炉堵塞造成成环保指标瞬时超标和被迫停炉。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。
Claims (5)
1.一种热解脱硝工艺中用的热解炉的改装方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、测量待改装的热解炉的炉体内径D1，截取一段长为L1的圆筒状结构作为炉体连接段，且炉体连接段的内径等于炉体内径D1，取一段长为L2内径等于D2的金属管道作为直流管，取一个长为L3小径端内径等于D2大径端内径等于D1的呈喇叭状的金属管道构成扩流段，将炉体连接段、扩流段和直流管依次串联焊接为一体结构，在直流管内安装一个风向指向扩流段的旋流叶片，在扩流段的大径端内套设有均布板，在直流管远离扩流段的一端上还焊接有L形管，将炉体连接段、扩流段、直流管和L形管制成长为L0的替代部件，L0= L1+L2+ L3，L0小于待改装热解炉的总长度，备用；
步骤二、将待改装热解炉从顶部向下量取长度为L0的位置进行划线，自划线处将待改装热解炉通过热切割机分离为两部分，备用；
步骤三、取步骤一中的替代部件和步骤二中切除顶部的待改装热解炉，分别对替代部件中的炉体连接段的端面和切除顶部的待改装热解炉的切除部位的端面通过磨削加工进行打磨处理，处理完成后分别对替代部件中的炉体连接段的端面处的外圆周和切除顶部的待改装热解炉的切除部位的端面的外圆周进行去氧化皮处理；
步骤四、取步骤三中处理后的替代部件和一对相互匹配的上半圆形卡环，将上半圆形卡环卡设在替代部件上炉体连接段的外圆周上调整上半圆形卡环的中心线与连接段的中心线重合，然后通过卡环固定螺栓将上半圆形卡环固定在上炉体连接段的外圆周上，另取取步骤三中处理后的切除顶部的待改装热解炉和一对相互匹配的下半圆形卡环，将下半圆形卡环卡设在待改装热解炉炉体的外圆周上调整下半圆形卡环的中心线与待改装热解炉炉体的中心线重合，然后通过卡环固定螺栓将下半圆形卡环固定在待改装热解炉炉体的外圆周上，备用；
步骤五、取步骤四中待改装热解炉炉体和替代部件，将替代部件放置在待改装热解炉炉体上，然后取定位螺栓依次贯穿上半圆形卡环和下半圆形卡环上的定位孔，以调整待改装热解炉炉体和替代部件中炉体连接段中心线重合，然后通过定位螺母配合定位螺栓将上半圆形卡环和下半圆形卡环固定在一起；
步骤六、取焊枪对步骤五中位于相邻两个定位螺栓之间的待改装热解炉炉体和替代部件中炉体连接段的拼接部位进行焊接处理，焊接完成后进行冷却；
步骤七、取步骤六中冷却完成的焊接件拆除定位螺栓、上半圆形卡环和下半圆形卡环，并进行补焊处理，保证焊接处密封，焊接完成后进行冷却；
步骤八、对步骤七中冷却后的热解炉进行密封形检测，复合标准后改装完成。
2.根据权利要求1所述的一种热解脱硝工艺中用的热解炉的改装方法，其特征在于：所述的D1为1940mm。
3.根据权利要求1所述的一种热解脱硝工艺中用的热解炉的改装方法，其特征在于：所述的D2为800mm。
4.根据权利要求1所述的一种热解脱硝工艺中用的热解炉的改装方法，其特征在于：所述的L形管远离直流管的一端的直径为520mm。
5.根据权利要求1所述的一种热解脱硝工艺中用的热解炉的改装方法，其特征在于：所述的均布板采用其上加工有若干均匀分布的孔径为40mm小孔的圆形板，小孔的孔间距为10mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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