省煤器旁路煙氣擋板投用對鍋爐參數(shù)的影響

王濤

（國電成都金堂發(fā)電有限公司 四川金堂 610400）

省煤器旁路煙氣擋板投用對鍋爐參數(shù)的影響

王濤

（國電成都金堂發(fā)電有限公司 四川金堂 610400）

隨著國家對氮氧化物排放控制標(biāo)準(zhǔn)的提高，對燃煤電廠的環(huán)保運(yùn)行設(shè)施要求越來越嚴(yán)格。地處四川地區(qū)的火電廠負(fù)荷率較全國大部分地區(qū)都偏低，負(fù)荷率降低鍋爐省煤器出口煙氣溫度隨之降低，從而使SCR脫硝裝置入口煙溫降低，嚴(yán)重影響了催化劑的活性，帶來氨氣逃逸率增大和空預(yù)器銨鹽堵塞的現(xiàn)象。為了解決這一問題，我公司對鍋爐尾部煙道進(jìn)行了改造，增加了省煤器旁路煙氣擋板，在鍋爐低負(fù)荷時(shí)開啟該擋板提高脫硝SCR入口煙氣溫度，保證了脫硝裝置的正常投用。本文對旁路煙氣擋板投用后對鍋爐參數(shù)的影響進(jìn)行分析并提出建議。

省煤器煙氣旁路；鍋爐參數(shù)；操作建議

1 工程概況

國電成都金堂發(fā)電有限公司#61、#62機(jī)組采用的是東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司生產(chǎn)的600MW鍋爐，型號為：DG2028/17.45－II5型，亞臨界、自然循環(huán)、前后墻對沖燃燒，單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、尾部雙煙道、露天布置、全鋼構(gòu)架的Π型汽包爐，再熱汽溫采用煙氣擋板調(diào)節(jié)，空氣預(yù)熱器置于鍋爐主柱內(nèi)。

為滿足火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）要求，兩臺機(jī)組鍋爐于2012年和2013年進(jìn)行了全煙氣脫硝改造，采用的脫硝工藝為選擇性催化還原（SCR）工藝。脫硝系統(tǒng)采用一臺爐兩個(gè)反應(yīng)器配置。每爐分別設(shè)置氨的噴射系統(tǒng)、煙道及反應(yīng)器系統(tǒng)、催化劑聲波吹灰系統(tǒng)、尿素水解系統(tǒng)等。脫硝催化劑入口設(shè)計(jì)最低噴氨溫度320℃。機(jī)組低負(fù)荷時(shí)段脫硝入口煙氣溫度低于320℃（在300℃左右），達(dá)不到最低噴氨溫度要求，導(dǎo)致機(jī)組低負(fù)荷時(shí)段脫硝系統(tǒng)無法正常投入運(yùn)行，不能滿足脫硝系統(tǒng)全時(shí)段運(yùn)行的環(huán)保要求。為了解決這一問題，2015年#61機(jī)組C修、#62機(jī)組A修期間進(jìn)行加裝省煤器煙氣旁路煙道改造工作，使低負(fù)荷時(shí)段（50%BECR）SCR入口煙氣被高溫?zé)煔鈸交旌?，煙氣溫度?20℃，以滿足脫硝裝置的正常運(yùn)行。省煤器旁路煙氣擋板改造示意圖如圖1（安裝于低過側(cè)）。

2 旁路煙氣擋板試驗(yàn)數(shù)據(jù)

省煤器旁路煙氣擋板投用后，在鍋爐負(fù)荷為56%時(shí)進(jìn)行了全開試驗(yàn)，具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1～3。

2.1 旁路煙氣擋板開啟后鍋爐主要參數(shù)變化（如表1）

2.2 脫硝入口煙氣溫度變化（如表2～3）

脫硝催化劑入口斷面溫度測點(diǎn)布置圖如圖2。

圖1

表2

表3

圖2

3 數(shù)據(jù)分析

（1）在本次試驗(yàn)中保持鍋爐運(yùn)行工況不變的情況下，省煤器旁路煙氣擋板從0～100%按照每次開20%的方式遞增開啟，穩(wěn)定后抄錄相關(guān)數(shù)據(jù)，直至全部開啟，整個(gè)過程中鍋爐主再汽溫的影響不明顯。過熱減溫水沒有明顯變化。

（2）由于通過旁路的煙氣量增加，相應(yīng)的減少了通過省煤器的煙氣，從而使低過側(cè)及低再側(cè)省煤器出口煙氣溫度下降，再熱側(cè)省煤器出口煙氣溫度下降5℃，過熱側(cè)省煤器出口煙氣溫度下降8℃。

（3）由于部分煙氣沒有通過省煤器換熱，而是直接進(jìn)入SCR脫硝裝置，故空氣預(yù)熱器入口煙氣溫度上升，排煙溫度上升，在本次試驗(yàn)中A側(cè)排煙溫度上升4℃，B側(cè)排煙溫度上升2℃。

（4）低過側(cè)省煤器出口給水溫度略有下降，低再側(cè)省煤器出口給水溫度變化不明顯。

（5）由于旁路煙氣量較少，系統(tǒng)阻力變化不明顯，引風(fēng)機(jī)電流無明顯變化。

（6）脫硝SCR入口斷面溫度場隨著旁路煙氣擋板逐漸開大，不均勻程度增加，全開時(shí)最高最低點(diǎn)溫度差最大達(dá)到68℃。

（7）脫硝SCR入口斷面平均溫度上漲，本次試驗(yàn)中上漲幅度為20℃左右，達(dá)到了提高脫硝入口煙氣溫度的目的。

4 結(jié)論及建議

（1）省煤器旁路煙氣擋板開啟后能夠達(dá)到提高脫硝入口煙氣溫度的目的，但是會(huì)造成給水溫度下降、排煙溫度上升從而導(dǎo)致鍋爐效率下降。如旁路煙氣擋板全開，排煙溫度上升3℃，影響鍋爐效率下降0.15%，煤耗上升0.5g/kWh。

（2）按照脫硝設(shè)計(jì)溫度320℃，省煤器旁路煙氣擋板運(yùn)行中不需要全部開啟，建議開啟至40%就能達(dá)到平均溫度超過320℃，此時(shí)對鍋爐主要參數(shù)影響較小，且能夠達(dá)到脫硝正常投入的目的。

（3）由于省煤器旁路煙氣擋板開啟后脫硝入口溫度場不均勻程度增加，應(yīng)對噴氨閥門開度作出調(diào)整，防止氨氣局部過噴氨逃增加。

（4）省煤器旁路煙氣擋板開啟過程中并不是所有斷面溫度都呈上升趨勢，從表中數(shù)據(jù)來看2/3/4三個(gè)測點(diǎn)溫度隨擋板開啟下降，其余測點(diǎn)溫度上升。由于旁路擋板開啟后原主路煙氣量減少煙溫下降，這部分煙氣仍占混合煙氣的較大一部分，由于現(xiàn)場布置約束我公司旁路后煙氣混合的流程不夠，所以高溫?zé)煔夂偷蜏責(zé)煔獬史謱訝顟B(tài)，經(jīng)過脫硝煙道折向以后到達(dá)脫硝SCR入口，這樣就造成靠爐后的煙氣溫度高而靠爐前的溫度偏低。雖然總體平均煙氣溫度滿足了催化劑的活性要求，但是局部會(huì)造成催化劑活性不夠氨氣的逃逸率增加。建議應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場流場的特點(diǎn)重新設(shè)計(jì)導(dǎo)流板，使在旁路擋板開啟是整個(gè)煙道的溫度場分布更為均勻。

（5）旁路煙氣擋板開啟過程中會(huì)對主、再汽溫造成波動(dòng)，表中記錄的是穩(wěn)態(tài)參數(shù)反應(yīng)不出變化。實(shí)際變化過程是再熱汽溫下降，過熱汽溫上升。原因?yàn)榕月烽_啟時(shí)增加了低過側(cè)煙氣量，在總的煙氣量不變的情況下使處于尾部豎井前煙道的低再熱煙氣流量減少，從而帶來上述變化。運(yùn)行中應(yīng)掌握此變化規(guī)律，提前進(jìn)行控制，保證鍋爐主、再汽溫的穩(wěn)定。

（6）原設(shè)計(jì)中省煤器旁路擋板為自動(dòng)控制，控制對象為斷面8個(gè)溫度測點(diǎn)的平均值。擋板開啟煙溫變化慣性較大，很容易造成擋板調(diào)節(jié)不穩(wěn)定，一直來回開關(guān)，故建議采用手動(dòng)控制。

（7）運(yùn)行中在機(jī)組加減負(fù)荷時(shí)要加強(qiáng)對旁路煙氣擋板的監(jiān)視和控制。由于設(shè)置有煙氣溫度低報(bào)警，所以減負(fù)荷時(shí)運(yùn)行人員能夠及時(shí)開啟旁路煙氣擋板提高煙氣溫度。但是加負(fù)荷時(shí)經(jīng)常會(huì)不關(guān)注旁路擋板處于開啟狀態(tài)，結(jié)果造成排煙溫度高。我公司除塵采用的是電袋式，除塵器設(shè)置為2級電場+3級布袋，為了保護(hù)布袋的安全運(yùn)行，在空預(yù)器出口至除塵的煙道上設(shè)置事故噴水控制該煙道內(nèi)煙氣溫度不超過160℃，如果加負(fù)荷過程中不對旁路煙氣擋板進(jìn)行控制將有可能造成空預(yù)器出口超過160℃，而造成事故噴水動(dòng)作。

（8）鍋爐受熱面吹灰時(shí)應(yīng)提前適當(dāng)開啟旁路煙氣擋板。因?yàn)榇祷液笫軣崦媲鍧嵆潭忍岣?，吸熱性能增?qiáng)，鍋爐尾部的煙氣溫度下降明顯，如不預(yù)先開啟會(huì)造成脫硝入口煙氣溫度出現(xiàn)達(dá)不到設(shè)計(jì)噴氨溫度的現(xiàn)象，從而影響脫硝系統(tǒng)和空預(yù)器的安全運(yùn)行。

[1]姜錫倫.鍋爐設(shè)備及運(yùn)行[M].北京電力出版社，2006.

[2]涂中強(qiáng).鍋爐設(shè)備及運(yùn)行[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[3]李青，公維平.火力發(fā)電廠節(jié)能和指標(biāo)管理技術(shù)[M].中國電力出版社，2006.

X701.3

A

1004-7344（2016）06-0080-02

2016-2-15

王濤（1977-），男，工程師，本科，主要從事發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行等相關(guān)工作。