淺談600MW超臨界機(jī)組低低溫電除塵啟動(dòng)中的問題

申磊

【摘 要】 我廠2015年進(jìn)行2號機(jī)組綜合改造，為充分利用鍋爐排煙熱量，增加低低溫電除塵系統(tǒng)，在鍋爐煙道處，空預(yù)器和電除塵器中間，增加換熱器，加熱凝結(jié)水降低鍋爐排煙溫度，提高鍋爐效率。同時(shí)改善電除塵器的除塵效果，在保證環(huán)保的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。在實(shí)際使用中，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)上尋找一些問題，針對存在的問題進(jìn)行分析，尋找解決辦法，實(shí)現(xiàn)低低溫電除塵系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】 機(jī)組改造 改善除塵效率 降低排煙損失 系統(tǒng)問題 解決辦法

1 概述

華潤電力（常熟）有限公司2015年對2號機(jī)組進(jìn)行余熱回收改造，余熱回收裝置（即低低溫電除塵）安裝在電除塵器入口喇叭口之前的水平煙道上，利用煙氣余熱加熱凝結(jié)水。同時(shí)降低電除塵入口煙氣溫度，提升除塵效果。

2 系統(tǒng)介紹

該項(xiàng)目鍋爐尾部煙道分四個(gè)煙道，余熱回收裝置為H型翅片管式低低低溫電除塵，共4臺，每組臺六個(gè)模塊，低低低溫電除塵現(xiàn)場組裝放置于原脫銷框架16.5m層上，并對原框架進(jìn)行加固處理，由空預(yù)器出來的145℃煙氣經(jīng)低低低溫電除塵后降溫至90℃左右后進(jìn)入電除塵。

來自8號低壓加熱器進(jìn)口的凝結(jié)水與7號低壓加熱器出口的凝結(jié)水匯合成80℃的凝結(jié)水，通過室外管線分四路送入四臺低低溫電除塵加熱至99.5℃后匯合成一路，再經(jīng)由室外管線回到汽機(jī)房6.9米層的6號低壓加熱器進(jìn)口處，與主凝結(jié)水匯合后進(jìn)入6號低加。煙氣系統(tǒng)、水汽系統(tǒng)設(shè)有溫度、壓力、壓差測點(diǎn)，給、回水設(shè)有流量計(jì)，調(diào)節(jié)回路主要有排煙溫度調(diào)節(jié)和取水溫度調(diào)節(jié)。

排煙溫度的控制：主要通過調(diào)節(jié)凝結(jié)水進(jìn)出口旁通管道上的調(diào)節(jié)閥，來控制進(jìn)水量，保證系統(tǒng)排煙溫度不低于90℃（且不高于110℃）。

取水溫度的控制：主要通過調(diào)節(jié)8號低加入口取水點(diǎn)的調(diào)節(jié)閥及7號低加出口取水點(diǎn)開關(guān)閥（正常情況下7號低加出口的開關(guān)閥全開），來控制進(jìn)水溫度在80℃左右。

系統(tǒng)切除控制：當(dāng)?shù)偷蜏仉姵龎m進(jìn)口溫度低于100℃時(shí)，7號低加出口電動(dòng)開關(guān)閥全開，低低溫電除塵切除。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)大部分的凝結(jié)水流至低低溫電除塵，正常投運(yùn)情況下，7號低加出口的電動(dòng)開關(guān)閥關(guān)閉，剩余的凝結(jié)水通過低低溫電除塵進(jìn)口至出口的旁通管道閥進(jìn)行控制。

3 遇到的問題

低低溫電除塵系統(tǒng)酸洗后進(jìn)行鈍化，未進(jìn)行系統(tǒng)充水，機(jī)組啟動(dòng)階段進(jìn)行低低溫電除塵系統(tǒng)水沖洗，在凝結(jié)水水質(zhì)合格后，低低溫電除塵系統(tǒng)開始進(jìn)水，系統(tǒng)進(jìn)水管路通水，系統(tǒng)回水至6號低加進(jìn)口總手動(dòng)閥關(guān)閉，系統(tǒng)與凝結(jié)水系統(tǒng)隔離，防止回水進(jìn)入凝結(jié)水系統(tǒng)影響系統(tǒng)水質(zhì)，并隨機(jī)進(jìn)行沖洗。沖洗時(shí)凝結(jié)水保持正常狀態(tài)，開啟低低溫電除塵入口管道閥門進(jìn)行系統(tǒng)充水，部分凝結(jié)水進(jìn)入系統(tǒng)，使用汽機(jī)側(cè)回水管道總排放閥進(jìn)行系統(tǒng)排放。在鍋爐點(diǎn)火后，低低溫電除塵系統(tǒng)中處于充水狀態(tài)，有效防止了低低溫電除塵系統(tǒng)干燒。但機(jī)組啟動(dòng)過程中，在機(jī)組未建立較大蒸汽流量時(shí)，需要的凝結(jié)水流量較小，使用除氧器上水調(diào)閥控制除氧器水位，在關(guān)小除氧器上水調(diào)閥時(shí)，7號低加和8號低加處的凝結(jié)水壓力較低，導(dǎo)致低低溫電除塵系統(tǒng)中水流量較小，不能實(shí)現(xiàn)很好的系統(tǒng)沖洗。當(dāng)除氧器本體加熱投入，除氧器帶壓運(yùn)行后，7/8號低加處的凝結(jié)水壓力有所提高，為滿足上水要求，除氧器上水調(diào)閥相應(yīng)開大，此時(shí)低低溫電除塵沖洗流量增加。

隨著鍋爐負(fù)荷的增加，排煙溫度升高，低低溫電除塵系統(tǒng)回水溫度升高，系統(tǒng)中的Fe離子和Si離子析出，導(dǎo)致低低溫電除塵系統(tǒng)回水的水質(zhì)有惡化過程，機(jī)組啟動(dòng)正常后，低低溫電除塵回水排放點(diǎn)溫度較高，排水至凝汽器泵坑后廠房內(nèi)大量蒸汽冒出，以后的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮設(shè)置更佳的系統(tǒng)排放點(diǎn)，可考慮接至機(jī)側(cè)有壓放水母管進(jìn)行排放。另外，低低溫電除塵系統(tǒng)爐側(cè)的放水匯集至放水母管后接入鍋爐疏擴(kuò)，但接口處于疏擴(kuò)混溫箱底部，在開始排水時(shí)，由于系統(tǒng)水溫高，與內(nèi)部的低溫水匯合后易出現(xiàn)振動(dòng)情況，今后的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可考慮放水管接至疏擴(kuò)擴(kuò)容箱處，解決排水時(shí)振動(dòng)情況。

機(jī)組啟動(dòng)后，低低溫電除塵水質(zhì)合格后，開啟低低溫電除塵回水總閥，低低溫電除塵系統(tǒng)處于與主機(jī)凝結(jié)水系統(tǒng)并列運(yùn)行狀態(tài)，機(jī)組滿負(fù)荷工況下，經(jīng)過低低溫電除塵系統(tǒng)的凝結(jié)水量約200T/H，此時(shí)凝結(jié)水系統(tǒng)溫升約3℃，鍋爐排煙溫度約下降12℃。由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式為凝結(jié)水全流量投入方式，機(jī)組啟動(dòng)后由于靠近兩側(cè)的低低溫電除塵模塊煙氣溫度相對較低，出口煙氣溫度接近95℃，考慮電除塵系統(tǒng)的運(yùn)行安全，保證合適的煙溫，在試投低低溫電除塵的階段，考慮部分投入方式，即手動(dòng)關(guān)小7號低加出口電動(dòng)閥，以增加進(jìn)入低低溫電除塵系統(tǒng)的凝結(jié)水量，直至全部投入。按照原設(shè)計(jì)邏輯，控制低低溫電除塵入口水溫80℃，則發(fā)現(xiàn)8號低加入口的冷凝結(jié)水用量較大，同時(shí)為控制排煙溫度不低于95℃，低低溫電除塵旁路調(diào)節(jié)閥逐步全開，即使用了過多的冷水，未能充分利用7/8段低品質(zhì)蒸汽加熱凝結(jié)水，匯合后的80℃的凝水又大量回到6號低加入口，導(dǎo)致低低溫電除塵系統(tǒng)回水至6號低加處凝結(jié)水溫度相比7號低加出口處水溫降低4℃。在此種方式下運(yùn)行約1.5小時(shí)后，鍋爐省煤器入口水質(zhì)情況出現(xiàn)惡化，考慮為低低溫電除塵為凝結(jié)水全方式運(yùn)行，系統(tǒng)中流速增加，出現(xiàn)水質(zhì)惡化情況，后及時(shí)開啟7號低加出口電動(dòng)閥，低低溫電除塵系統(tǒng)轉(zhuǎn)部分投入方式。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問題

不能實(shí)現(xiàn)部分投入時(shí)的流量調(diào)節(jié)，不能根據(jù)鍋爐排煙溫度控制進(jìn)入低低溫電除塵系統(tǒng) 的凝結(jié)水流量，雖然可以使用7號低加出口電動(dòng)閥進(jìn)行節(jié)流，以改變低低溫電除塵系統(tǒng)的凝結(jié)水量，但此閥門長時(shí)間節(jié)流勢必造成閥門沖刷嚴(yán)重。另外7號低加出口電動(dòng)閥節(jié)流后，每次調(diào)整均需就地操作，閥門顯示在中間狀態(tài)，不能實(shí)現(xiàn)低加水系統(tǒng)閥門的聯(lián)鎖。

低低溫電除塵旁路閥可實(shí)現(xiàn)部分凝水投入，但管徑為150mm，限制了凝結(jié)水的流量，即使此閥門全開后，大部分的凝結(jié)水還是進(jìn)入了低低溫電除塵，且無有效的調(diào)整手段，當(dāng)出現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷低，排煙溫度不滿足條件時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)低低溫電除塵系統(tǒng)的靈活調(diào)整，導(dǎo)致低低溫電除塵系統(tǒng)投入、退出操作頻繁。

低低溫電除塵投入時(shí)降低入口水溫的控制思路存在問題，降低入口水溫后，可增加低低溫電除塵系統(tǒng)水和煙氣的溫差，提升低低溫電除塵系統(tǒng)本省的運(yùn)行效率，但部分凝結(jié)水未經(jīng)過7/8號低加進(jìn)行換熱，相當(dāng)于排擠了汽輪機(jī)抽汽，運(yùn)行方式不經(jīng)濟(jì)。

考慮改變控制策略：在鍋爐排煙溫度較高，低低溫電除塵出口煙氣溫度大大高于95℃時(shí)，進(jìn)行降低低低溫電除塵入口水溫，即使用一部分冷水；當(dāng)?shù)偷蜏仉姵龎m出口煙氣溫度接近95℃時(shí)，則不使用冷水進(jìn)行匯合，使用7號低加的熱水直接進(jìn)入低低溫電除塵進(jìn)行換熱，同時(shí)可使用低低溫電除塵水側(cè)旁路配合調(diào)整，可有效保證6號低加入口的水位不降低。

與廠家進(jìn)行協(xié)商，考慮增加低低溫電除塵系統(tǒng)旁路調(diào)節(jié)閥管道的直徑，由150mm調(diào)整至350mm，這樣改造后，正常運(yùn)行中，7號低加出口電動(dòng)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，所用凝結(jié)水進(jìn)入低低溫電除塵入口管道，使用旁路調(diào)閥的開關(guān)來控制進(jìn)入低低溫電除塵系統(tǒng)的凝結(jié)水流量，系統(tǒng)運(yùn)行方式較為靈活，可操作性強(qiáng)。另外一種思路為，在7號低加出口管道處增加調(diào)閥組，運(yùn)行中7號調(diào)閥全開，通過調(diào)節(jié)7號低加出口調(diào)閥的開度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)凝結(jié)水量的分配。

5 后續(xù)改進(jìn)方案

考慮改變控制策略：在鍋爐排煙溫度較高，低低溫電除塵出口煙氣溫度大大高于95℃時(shí)，進(jìn)行降低低低溫電除塵入口水溫，即使用一部分冷水；當(dāng)?shù)偷蜏仉姵龎m出口煙氣溫度接近95℃時(shí)，則不使用冷水進(jìn)行匯合，使用7號低加的熱水直接進(jìn)入低低溫電除塵進(jìn)行換熱，同時(shí)可使用低低溫電除塵水側(cè)旁路配合調(diào)整，可有效保證6號低加入口的水位不降低。

與廠家進(jìn)行協(xié)商，考慮增加低低溫電除塵系統(tǒng)旁路調(diào)節(jié)閥管道的直徑，由150mm調(diào)整至350mm，這樣改造后，正常運(yùn)行中，7號低加出口電動(dòng)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，所用凝結(jié)水進(jìn)入低低溫電除塵入口管道，使用旁路調(diào)閥的開關(guān)來控制進(jìn)入低低溫電除塵系統(tǒng)的凝結(jié)水流量，系統(tǒng)運(yùn)行方式較為靈活，可操作性強(qiáng)。另外一種思路為，在7號低加出口管道處增加調(diào)閥組，運(yùn)行中7號調(diào)閥全開，通過調(diào)節(jié)7號低加出口調(diào)閥的開度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)凝結(jié)水量的分配。

本次系統(tǒng)沖洗及投入耗時(shí)較長，主要為系統(tǒng)酸洗后未能進(jìn)行升溫沖洗，水質(zhì)合格時(shí)間長，為滿足機(jī)組啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)的需要，低低溫電除塵沖洗時(shí)的水量較小，下次機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，凝結(jié)水系統(tǒng)啟動(dòng)沖洗合格后，即將凝結(jié)水系統(tǒng)切至流經(jīng)低低溫電除塵系統(tǒng)，隨凝結(jié)水系統(tǒng)同步?jīng)_洗，在5號低加出口統(tǒng)一排放。

6 結(jié)語

低低溫電除塵系統(tǒng)改造后，使用中暴露出了一定問題，但是通過不斷摸索與改進(jìn)，提高本身的可靠性，在考慮除塵排放的基礎(chǔ)上兼顧節(jié)能效果，對電廠提高熱量利用，降低能耗水平是有利的。

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