600MW超超臨界鍋爐全負(fù)荷脫硝運(yùn)行技術(shù)措施及危險(xiǎn)點(diǎn)分析

吳波　張維初

摘 要：本文主要針對(duì)某600MW超超臨界鍋爐SCR系統(tǒng)在啟停機(jī)及低負(fù)荷階段無法投入問題進(jìn)行研究探討，致在尋求一種不改變系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)鍋爐全負(fù)荷脫硝的運(yùn)行控制技術(shù)措施，并且結(jié)合三次全負(fù)荷脫硝試驗(yàn)對(duì)措施危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié)，在保證鍋爐實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷脫硝的同時(shí)保證設(shè)備安全。

關(guān)鍵詞：鍋爐；全負(fù)荷；脫硝；措施；危險(xiǎn)點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）08-0160-02

1 概述

某電廠鍋爐是哈鍋廠設(shè)計(jì)、制造的超超臨界600MW 直流鍋爐，額定蒸發(fā)量1795t/h，額定主汽壓26.15MPa，鍋爐為單爐膛、Π型布置、固態(tài)排渣、設(shè)置SCR系統(tǒng)。SCR自投運(yùn)以來運(yùn)行情況良好，高負(fù)荷情況在系統(tǒng)投運(yùn)率和控制NOX排放方面均取得不錯(cuò)效果，但由于催化劑本身特性決定在機(jī)組低負(fù)荷、啟動(dòng)階段時(shí)無法滿足催化劑溫度要求，導(dǎo)致機(jī)組啟動(dòng)和低負(fù)荷階段脫硝系統(tǒng)無法投運(yùn)，NOX排放超標(biāo)現(xiàn)象。

2 可行性分析

如前所述要在現(xiàn)有SCR基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷脫硝的關(guān)鍵就是提高SCR入口煙氣溫度，實(shí)現(xiàn)SCR系統(tǒng)在機(jī)組啟動(dòng)及低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的投入。通過運(yùn)行方式優(yōu)化調(diào)整是可以在一定程度上提高SCR入口煙氣溫度的，主要調(diào)整方向如下：首先，通過燃燒調(diào)整、減少鍋爐漏風(fēng)、減小鍋爐排放量、尾部煙氣擋板調(diào)整、選擇適當(dāng)煤種等方式提高爐膛出口煙氣溫度；其次，通過啟動(dòng)階段合理投運(yùn)除氧器加熱、投運(yùn)高低壓加熱器、增加爐水再循環(huán)量等方式提高鍋爐給水溫度。理論上通過運(yùn)行方式優(yōu)化調(diào)整是可以提高SCR入口煙氣溫度，但能不能達(dá)到SCR運(yùn)行需求溫度還需在試驗(yàn)中進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。

3 運(yùn)行控制技術(shù)措施

3.1 提高爐膛出口煙溫措施

3.1.1 燃燒調(diào)整

鍋爐點(diǎn)火初期及低負(fù)荷運(yùn)行期間，首先，適當(dāng)?shù)膶⑷紵鲾[角上揚(yáng)，提高火焰中心；其次，適當(dāng)提高一次風(fēng)壓，提高火焰剛性，推遲燃燒；再次，關(guān)小過燃風(fēng)和AA風(fēng)開度，減少燃燒后期送入冷風(fēng)量；最后，合理分配煤層負(fù)荷，盡量將煤量向上轉(zhuǎn)移，提高火焰中心。

3.1.2 減少鍋爐漏風(fēng)量

首先，在允許范圍內(nèi)降低爐膛負(fù)壓，可在一定程度上減小鍋爐冷風(fēng)漏入量；其次，全關(guān)鍋爐干渣機(jī)底部冷卻小風(fēng)門及干渣機(jī)頂部大風(fēng)門，減少由排渣系統(tǒng)漏入爐膛冷風(fēng)量；最后，在鍋爐點(diǎn)火前全面檢查鍋爐本體所有人孔門、觀火孔關(guān)閉嚴(yán)密，防止冷風(fēng)從此漏入爐膛。

3.1.3 減少啟動(dòng)階段鍋爐排放量

如鍋爐熱態(tài)沖洗采用鄰爐加熱給水方式完成，則在鍋爐點(diǎn)火升溫升壓階段在操作中控制鍋爐上水量，保證水循環(huán)安全性前提下減少熱水排放量。如鍋爐熱態(tài)沖洗采用點(diǎn)火沖洗方式，則在沖洗過程中應(yīng)加大鍋爐沖洗流量并且增大流量擾動(dòng)量及頻率，這樣就可在一定程度減少鍋爐熱態(tài)沖洗時(shí)間及沖洗排放量。

3.1.4 尾部煙氣擋板調(diào)整

在鍋爐啟動(dòng)初期我們將尾部煙氣擋板全部調(diào)節(jié)至再熱器側(cè)，這樣就可有效減少主汽尾部吸熱量，從而有效提高尾部煙氣溫度。

3.1.5 選擇合適煤種

選擇燃用品質(zhì)較好煤種對(duì)于燃燒穩(wěn)定性及調(diào)節(jié)靈活性都起著相當(dāng)重要的作用。在條件允許情況下應(yīng)盡量選擇發(fā)熱量高、內(nèi)水含量少、揮發(fā)分適中、灰熔點(diǎn)高、灰分低、低N/S煤種。

3.2 提高鍋爐給水溫度措施

3.2.1 合理投運(yùn)除氧器加熱

操作中就需要充分利用除氧器正常加熱管路和再沸騰加熱管路，在操作中我們應(yīng)根據(jù)需要盡早投運(yùn)除氧器加熱，且再沸騰加熱管路調(diào)閥保持大開度以獲得較好加熱效果。

3.2.2 盡早投運(yùn)高、低壓加熱器

經(jīng)過摸索推薦選擇在2000r/min中速暖機(jī)時(shí)投運(yùn)低加系統(tǒng)，并網(wǎng)帶初始負(fù)荷時(shí)投運(yùn)高加系統(tǒng)對(duì)于提高給水溫度、保證大機(jī)暖機(jī)效果、加熱器應(yīng)力控制及簡(jiǎn)化投運(yùn)操作來說都是比較合理的。

3.2.3 增加爐水再循環(huán)量

增大再循環(huán)流量可有效提高省煤器入口給水溫度。為了實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷脫硝在操作上推薦鍋爐點(diǎn)火后BR閥開度保持大于70%，可有效保證省煤器入口給水溫度。

4 危險(xiǎn)點(diǎn)分析及控制

4.1 鍋爐水循環(huán)安全性

4.1.1 給水流量低低MFT

全負(fù)荷脫硝控制時(shí)，為提高省煤器入口給水溫度，再循環(huán)流量控制會(huì)增至總給水流量的2/3左右。鍋爐濕態(tài)運(yùn)行階段無論從設(shè)備本身還是控制方面給水泵可靠性一般會(huì)高于爐循泵，給水控制時(shí)總給水流量中再循環(huán)流量占比過大，導(dǎo)致給水站流量過低，出現(xiàn)爐循泵跳閘，則總給水流量會(huì)快速減少至鍋爐給水流量低低MFT流量下，如此時(shí)調(diào)整不及時(shí)則會(huì)導(dǎo)致鍋爐MFT。

4.1.2 水冷壁超溫、爆管

通過提高省煤器入口給水溫度鍋爐水冷壁內(nèi)工質(zhì)處于高溫低壓狀態(tài)，水冷壁內(nèi)工質(zhì)會(huì)不會(huì)過早汽化、蒸發(fā)段提前、強(qiáng)制循環(huán)動(dòng)力不足導(dǎo)致水冷壁超溫、爆管等一系列問題迎面而來。需要在操作中時(shí)刻關(guān)注給水壓力和溫度匹配，避免溫度、壓力匹配大幅偏離，出現(xiàn)工質(zhì)過飽和汽化現(xiàn)象。

4.2 受熱面熱沖擊

給水控制采取了大再循環(huán)量加小上水量模式，考慮到爐循泵運(yùn)行穩(wěn)定性較給水泵差，爐循泵跳閘后對(duì)給水沖擊大，直接會(huì)導(dǎo)致省煤器入口水溫的大幅波動(dòng)。

4.3 省煤器安全性

省煤器亞臨界壓力運(yùn)行時(shí)出口水溫應(yīng)低于飽和溫度10℃以防止省煤器汽化。在某些工況時(shí)此裕度偏低，如若控制不好則極易發(fā)生省煤器汽化現(xiàn)象，嚴(yán)重影響省煤器及水冷壁運(yùn)行安全。

4.4 給水站調(diào)閥沖損及切換風(fēng)險(xiǎn)

首先，在鍋爐濕態(tài)運(yùn)行期間給水調(diào)節(jié)需要給水站上水調(diào)閥保持較小開度，此時(shí)上水調(diào)閥前后壓差較大，這必然對(duì)上水調(diào)閥產(chǎn)生較為嚴(yán)重的沖刷，長(zhǎng)此則上水調(diào)閥的嚴(yán)密性必然下降，增加給水控制難度；其次，采用汽泵啟動(dòng)，因汽泵最低轉(zhuǎn)速限制，并且在轉(zhuǎn)態(tài)中我們需要保持BR閥固定大開度（約80%），采取提高上水站壓頭的方法來減小再循環(huán)流量，從而穩(wěn)定啟動(dòng)流量，那么在整個(gè)轉(zhuǎn)態(tài)過程中上水調(diào)閥前后壓差會(huì)較大，對(duì)轉(zhuǎn)干態(tài)后切換給水主旁路增加了一定風(fēng)險(xiǎn)。

4.5 再熱器安全性

汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前再熱器處于干燒狀態(tài)，上述運(yùn)行技術(shù)措施目的都在于提高SCR入口煙氣溫度，即爐膛出口煙氣溫度也相應(yīng)提升了。在實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷脫硝的同時(shí)再熱器運(yùn)行安全性也是需要注意的，要避免爐膛出口煙氣溫度過度提升而造成再熱器燒損或鍋爐MFT發(fā)生的情況，另再熱器在干燒狀態(tài)時(shí)如溫度過高汽機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)冷再熱蒸汽進(jìn)入會(huì)產(chǎn)生較大熱應(yīng)力或振動(dòng)，影響再熱器安全。

5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)

根據(jù)上述鍋爐全負(fù)荷脫硝運(yùn)行控制技術(shù)措施，某廠在機(jī)組三次啟動(dòng)過程中實(shí)施了鍋爐全負(fù)荷脫硝試驗(yàn)。隨著試驗(yàn)的推進(jìn)，控制措施的逐步優(yōu)化，危險(xiǎn)點(diǎn)的全面把控，三次試驗(yàn)逐漸趨好，基本可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷脫硝，實(shí)驗(yàn)情況如表1。

6 結(jié)語(yǔ)

通過查閱有關(guān)資料、分析對(duì)比運(yùn)行數(shù)據(jù)、進(jìn)行初步可行性分析并制定鍋爐全負(fù)荷脫硝運(yùn)行技術(shù)措施及危險(xiǎn)點(diǎn)控制措施，在機(jī)組啟動(dòng)過程中通過運(yùn)行方式優(yōu)化調(diào)整，提高SCR入口煙氣溫度，某電廠600MW超超臨界鍋爐初步實(shí)現(xiàn)了全負(fù)荷脫硝，另因試驗(yàn)次數(shù)、邊界條件限制，上述運(yùn)行技術(shù)措施及危險(xiǎn)點(diǎn)分析是否完備、正確還需做進(jìn)一步的深入探討及研究。

參考文獻(xiàn)

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