超臨界機組低低溫省煤器反沖洗方式應用分析

魏東

(黃岡大別山發(fā)電有限責任公司，湖北 麻城 438304)

1 低低溫省煤器設備概況

黃岡大別山發(fā)電有限公司(以下簡稱大別山發(fā)電公司)一期工程2×640 MW超臨界燃煤發(fā)電機組分別于2016年、2017年完成#1，#2機組超低排放改造，改造包括低氮燃燒器深度優(yōu)化改造、脫硝脫硫系統(tǒng)增容改造、增設低低溫省煤器、靜電除塵器升級改造、“引增合一”改造、煙囪防腐改造等。投入運行后總體效果良好，環(huán)保排放指標全部達到或優(yōu)于改造目標，一次性通過環(huán)保驗收[1]。本文就低低溫省煤器反沖洗方式及其應用進行分析。

采用低低溫省煤器+低低溫靜電除塵器方案，在原靜電除塵器入口增設低低溫省煤器，將除塵器入口煙氣溫度由140 ℃降低到90 ℃，在原四電場范圍內(nèi)重新設計布置電場、提高比集塵面積和除塵效率，使除塵器出口粉塵質(zhì)量濃度≤30 mg/m3[2]。同時，結(jié)合高效脫硫裝置，使脫硫裝置出口煙塵質(zhì)量濃度≤20 mg/m3[3]。脫硫裝置出口新建立式玻璃鋼濕式除塵器，除塵效率為75%，使煙囪入口煙塵質(zhì)量濃度達到≤5 mg/m3的要求。低低溫省煤器系統(tǒng)通過煙氣冷卻設備對煙氣進行冷卻，以降低煙氣溫度，提高電除塵效率，同時對余熱進行回收利用[4]，以達到節(jié)能減排的目的。

低低溫省煤器串聯(lián)在#6低壓加熱器(以下簡稱低加)和軸封加熱器(以下簡稱軸加)之間，由軸加出口及#7低加出口引水至低低溫省煤器系統(tǒng)，經(jīng)過煙氣換熱加熱后[5]，回水至#6低加入口，通過煙氣換熱加熱凝結(jié)水，提高機組綜合效率，將排煙溫度由137(+15) ℃降低到90 ℃[6]。低低溫省煤器布置如圖1所示。

圖1 低低溫省煤器系統(tǒng)布置示意

2 #1機組熱力系統(tǒng)沖洗存在的問題

(1)根據(jù)#1機組設計的低低溫省煤器熱力系統(tǒng)，在冷態(tài)或熱態(tài)情況下，均受到凝汽器補水的限制而無法實現(xiàn)大流量沖洗。

(2)#1機組小流量沖洗時間長、沖洗效果極差并且耗費大量的除鹽水。

(3)由于除塵器設計為低低溫電除塵器，低低溫省煤器投不上將直接影響環(huán)保指標的驗收。

(4)#1機組A修后啟動，在并網(wǎng)后才投運低低溫省煤器，沖洗時耗用大量除鹽水。

3 #2機組加裝反沖洗閥分析及改造方案

(1)#2機組超低排放改造后正逢迎峰度夏及氣溫偏高季節(jié)，若#2機組低低溫省煤器仍與#1機組那樣長時間沖洗，將導致低低溫省煤器不能正常投運，會影響#2機組的環(huán)保驗收。

(2)#1機組A修完成啟動并網(wǎng)后，脫硫、脫硝系統(tǒng)投入正常，由于系統(tǒng)限制只能逐個對#1機組4個低低省煤器模塊進行沖洗，單個沖洗時為控制鍋爐整體水質(zhì)，低低溫省煤器流量控制受限，進一步限制了沖洗效果。考慮改造成本和效果，利用凝汽器再循環(huán)管道作為低低溫省煤器反沖洗的路徑，低低溫省煤器上水正沖洗完成后，利用反沖洗閥對低低溫省煤器模塊循環(huán)沖洗，不另外消耗除鹽水；當?shù)偷蜏厥∶浩魉|(zhì)不再變化時，整體換水繼續(xù)進行反沖洗，并反復沖洗直至合格?？傮w來說，利用反沖洗閥可以循環(huán)沖洗，而未改造前正沖洗時必須邊沖邊排，工質(zhì)損失較多。

(3)#2機組反沖洗閥加裝在低低溫省煤器進口閥后，沖洗水排水管道與凝結(jié)水再循環(huán)管路連接排至凝汽器熱井，如圖2所示。#2機組低低溫省煤器反沖洗管道采用凝結(jié)水再循環(huán)管路，反沖洗管路較短，易于布置，反沖洗管路設置兩道手動閥；#2機組凝結(jié)水泵的再循環(huán)管道直徑為219 mm，再循環(huán)流量達到510 t/h，如果利用再循環(huán)管道布置反沖洗管路，可以達到?jīng)_洗單臺換熱器沖洗水量要求。

圖2 現(xiàn)場反沖洗閥加裝位置

(4)機組等級檢修或長時間停運再啟動時，可提前啟動凝結(jié)水系統(tǒng)對低低溫省煤器系統(tǒng)進行沖洗；#2機組加裝反沖洗閥后，低低溫省煤器熱力系統(tǒng)可實現(xiàn)循環(huán)沖洗。在機組啟動前即可實現(xiàn)沖洗合格，可將低低溫省煤器沖洗和低加沖洗合并。

4 反沖洗改造后機組啟動前的沖洗

4.1 凝汽器及低低溫省煤器啟動前正沖洗

低低溫省煤器在機組大修后(機組等級檢修、長時間停運后)首次啟動，由于低低溫省煤器無有效的保養(yǎng)措施，污染較嚴重，為有效利用除鹽水，此時低低溫省煤器可隨凝結(jié)水系統(tǒng)一起沖洗。根據(jù)大別山發(fā)電公司規(guī)程要求，凝汽器、除氧器沖洗水質(zhì)標準見表1、表2。

表1 凝汽器沖洗水質(zhì)要求

(1)啟動除鹽水泵向凝補水箱補水到正常水位，啟動凝汽器補水泵向凝汽器進水，同時打開凝汽器放水閥排水，凝汽器排水澄清后停止排放，關閉放水閥。

表2 除氧器沖洗水質(zhì)要求

(2)沖洗流程：除鹽水→凝汽器(凝汽器熱井水位補水至2 000 mm)→凝汽器熱井→凝結(jié)水泵→凝結(jié)水處理大旁路→除氧器上水調(diào)節(jié)閥→低低溫省煤器混溫調(diào)節(jié)閥(關閉低低溫省煤器進口電動閥)→低低溫省煤器進口管路(低低溫省煤器充水并沖洗放空氣、放水、取樣、流量、壓力測量等管路)→#1～#4換熱器→低低溫省煤器回水管路→低低溫省煤器放水管路(低低溫省煤器回水電動閥關閉)→鍋爐疏水擴容器→排放。

(3)注意事項： 1)保持凝汽器的補水量； 2)凝結(jié)水泵再循環(huán)閥投自動；3)沖洗水質(zhì)全鐵>500 μg/L 直接排放；4)每個換熱器至少沖洗1 h或沖洗至沖洗水質(zhì)全鐵<500 μg/L。

4.2 低低溫省煤器循環(huán)反沖洗(投前置過濾器)

(1)條件：低低溫省煤器清洗回水全鐵<500 μg/L。

(2)根據(jù)圖3操作以下閥門：低低溫省煤器進水電動閥關閉，#6低加進口電動閥關閉，#6低加旁路電動閥關閉，#7，#8低加進出口電動閥關閉，#7，#8低加旁路閥開啟，精處理裝置投旁路，低低溫省煤器旁路調(diào)節(jié)閥、電動閥、手動閥開啟，低低溫省煤器混溫調(diào)節(jié)閥、進出口手動閥及旁路手動閥關閉，低低溫省煤器進水電動閥關閉，低低溫省煤器沖洗手動閥關閉。

(3)沖洗流程：除鹽水→凝汽器補水管→凝汽器熱井→凝結(jié)水泵→凝結(jié)水前置過濾器→軸加→#7，#8低加旁路→低低溫省煤器旁路電動調(diào)節(jié)閥及旁路閥(全開)→低低溫省煤器回水電動閥(開啟)→低低溫省煤器回水管路→#4～#1換熱器(根據(jù)水量情況可安排單臺或2臺換熱器沖洗)→低低溫省煤器進水管路→低低溫省煤器反沖洗閥→凝結(jié)水泵再循環(huán)管路→凝汽器熱井。

(4)注意事項：1)除氧器上水調(diào)節(jié)閥退出自動并全開；2)凝結(jié)水泵再循環(huán)閥投自動，調(diào)節(jié)反沖洗手動閥開度，調(diào)節(jié)凝結(jié)水流量大于再循環(huán)開啟的流量要求；3)當凝結(jié)水全鐵<500 μg/L時，投前置過濾器，循環(huán)沖洗；4)當凝結(jié)水全鐵<50 μg/L 時，投精處理裝置，繼續(xù)循環(huán)沖洗直至合格。

圖3 低低溫省煤器反沖洗系統(tǒng)

5 改造后運行效果

與#1機組A修相比，本次#2機組A修改造中低低溫省煤器增加了反沖洗回路，從實際應用情況來看，#2機組A修后低低溫省煤器沖洗比#1機組A修后沖洗少15 d左右。按沖洗流量100 t/h來算，節(jié)約除鹽水約15×24×100=36 000(t)，除鹽水按8元/t計算,大概節(jié)約29萬元[7]。按臨修、小修啟動算，#2機組低低溫省煤器沖洗方式下較#1機組少5 d，每次大概比#1機組節(jié)約8萬元。合理運用反沖洗回路，可以大幅縮短低低溫省煤器沖洗時間，大量節(jié)約沖洗用水。 提前投入低低溫省煤器更好配合低低溫除塵器，滿足環(huán)保要求,避免出現(xiàn)環(huán)保風險。2017年9月，利用#1機C修進行低低溫省煤器反沖洗改造，改造后效果明顯。

[1]大別山電廠運行規(guī)程：Q/DBSFD.107.01—2017[S].

[2]黃岡大別山發(fā)電有限責任公司.大別山工程低溫省煤器技術規(guī)范書[Z].2016.

[3]陸萬鵬，孫奉仲，史月濤.電站鍋爐排煙余熱能級提升系統(tǒng)分析[J]．中國電機工程學報，2012，32(23):9-14,143.

[4]馬金祥，陳軍.低溫省煤器在火力發(fā)電廠中的優(yōu)化設計[J]．華電技術，2016，38(7):15-19，24.

[5]付玉玲，孫繼國，蔡巍，等.利用低壓省煤器回收電站鍋爐排煙余熱技術分析[J].華電技術,2013，35(8):64-66，79.

[6]胡松如，吳斌，韓,等.大型火力發(fā)電廠低溫余熱利用的研究與應用[J].電站系統(tǒng)工程,2014，30(1):1-3，6.

[7]徐順喜，吳志祥.1 000 MW機組低溫省煤器項目的技術經(jīng)濟性分析[J].上海電力學院學報,2014，30(1):94-100.