近零排放機(jī)組加裝低溫省煤器運(yùn)行及效果分析

李曉輝，張國(guó)新

（國(guó)華三河發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 三河 065201）

近零排放機(jī)組加裝低溫省煤器運(yùn)行及效果分析

李曉輝，張國(guó)新

（國(guó)華三河發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 三河 065201）

三河發(fā)電公司通過加裝低溫省煤器，提高了靜電除塵器的除塵效率，同時(shí)回收利用煙氣余熱，提高了鍋爐整體效率，但也帶來了一定的負(fù)面影響。文中分析了低溫省煤器的運(yùn)行及投運(yùn)效果，闡述了加裝低溫省煤器帶來的負(fù)面影響，同時(shí)制定調(diào)整措施，以保證系統(tǒng)更加高效可靠地運(yùn)行。

低溫省煤器；除塵效率；二次揚(yáng)塵；經(jīng)濟(jì)性

三河發(fā)電公司1號(hào)機(jī)組是京津冀地區(qū)的首臺(tái)近零排放機(jī)組，為2014年國(guó)家能源局批準(zhǔn)的全國(guó)13臺(tái)環(huán)保改造示范項(xiàng)目之一。機(jī)組加裝低溫省煤器是2014年環(huán)保項(xiàng)目之一，改造之后，不僅能夠提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，而且使?jié)袷诫姵龎m器出口煙氣粉塵含量提高至5 mg／Nm3，達(dá)到了燃?xì)廨啓C(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

本臺(tái)機(jī)組于1999年投產(chǎn)，引進(jìn)日本三菱設(shè)備，機(jī)組容量為350 MW。鍋爐型號(hào)為MB－FRR，最大出力為1 175 t／h，設(shè)計(jì)蒸汽溫度為541℃，為一次中間再熱、單爐膛、雙切圓燃燒、鋼架全懸吊結(jié)構(gòu)、半露天布置、固態(tài)排渣、亞臨界參數(shù)控制循環(huán)燃煤汽包鍋爐。設(shè)計(jì)排煙溫度為120℃，2009年完成受熱面改造，熱力計(jì)算額定負(fù)荷時(shí)的排煙溫度為157℃。配備2臺(tái)50%容量的靜電除塵器，原設(shè)計(jì)除塵器出口煙氣含塵量不大于100 mg／Nm3，除塵器效率不低于99.88%［1］。汽輪機(jī)型號(hào)為TC－2F，為單軸、雙缸雙排汽、亞臨界參數(shù)、一次中間再熱凝汽式汽輪機(jī)，在VWO工況下的出力為380.1 MW，主蒸汽流量為1 175 t／h，與鍋爐BM?CR工況出力相匹配。2009年完成汽輪機(jī)供熱改造，汽輪機(jī)最大抽汽量為400 t／h，單機(jī)供熱量為260 MW，汽輪機(jī)設(shè)有8級(jí)回?zé)岢槠?，分別送往3級(jí)高加、1臺(tái)除氧器和4級(jí)低加。

1 低溫省煤器的運(yùn)行

低溫省煤器布置于空預(yù)器出口與靜電除塵器入口之間的水平煙道處，取水來自凝結(jié)水，采用2點(diǎn)取水、1點(diǎn)回水方式。低溫省煤器水側(cè)依靠凝結(jié)水泵動(dòng)力運(yùn)行，來自2號(hào)低加出口和1號(hào)低加入口的凝結(jié)水通過低溫省煤器加熱，凝結(jié)水經(jīng)加熱后通過回水管路返回4號(hào)低加入口凝結(jié)水系統(tǒng)。設(shè)計(jì)低溫省煤器入口回水溫度為70℃，出口回水溫度為115℃，2號(hào)低加出口為主取水管路，在取水位置設(shè)置氣動(dòng)調(diào)整閥，用于調(diào)整低溫省煤器入口水溫度。4號(hào)低加入口凝結(jié)水管路設(shè)置低溫省煤器出口煙氣溫度調(diào)節(jié)閥，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，通過控制進(jìn)入省煤器的凝結(jié)水流量來控制出口煙氣溫度在95℃左右，防止發(fā)生低溫腐蝕現(xiàn)象。低溫省煤器水側(cè)與機(jī)組3號(hào)低加并聯(lián)運(yùn)行，經(jīng)過低溫省煤器加熱的凝結(jié)水返回到4號(hào)低加入口。低溫省煤器每側(cè)各設(shè)有2臺(tái)蒸汽吹灰器，基本流程如圖1所示，設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

圖1 低溫省煤器（煙氣余熱利用裝置）基本流程圖

表1 低溫省煤器設(shè)計(jì)參數(shù)

2 低溫省煤器投運(yùn)的效果

2.1 提高靜電除塵器的除塵效率

鍋爐燃煤通常采用神華煤與準(zhǔn)格爾煤7∶3配比，由于準(zhǔn)格爾煤中SiO2和Al2O3成分較高，使煙氣中粉塵比電阻較高［2］，在靜電除塵器入口加裝低溫省煤器后，可使排煙溫度由150～160℃降至95℃左右。由于煙氣溫度降低，煙氣中SO3的溫度低于露點(diǎn)溫度，可以凝結(jié)在粉塵顆粒中，大大降低了鍋爐排煙的粉塵比電阻，提高了靜電除塵器的除塵效率［3］，如表2所示。

2.2 提高鍋爐整體經(jīng)濟(jì)性

利用鍋爐排煙余熱加熱凝結(jié)水，可有效降低鍋爐排煙損失，提高機(jī)組能效，節(jié)約煤耗，提高鍋爐整體經(jīng)濟(jì)性，具體如下。

表2 粉塵排放測(cè)試

a.投運(yùn)低溫省煤器后，低加抽汽量減少，冷端損失增大。通過試驗(yàn)，得到投運(yùn)前后修正后熱耗的降低值：350 MW工況時(shí)為66.5 kJ／kWh；260 MW工況時(shí)為43.11 kJ／kWh；175 MW工況時(shí)為19.29 kJ／kWh。

b.低溫省煤器投入后，排煙溫度降低，煙氣流量減少，引風(fēng)機(jī)電流呈下降趨勢(shì)。對(duì)直接廠用電率的影響：低溫省煤器退出時(shí)350 MW工況直接廠用電率為6.19%；低溫省煤器投入時(shí)350 MW工況直接廠用電率為5.92%。

c.1號(hào)機(jī)組投運(yùn)低溫省煤器后，通過試驗(yàn)得到修正后的供電煤耗降低值：350 MW工況時(shí)為2.14 g／kWh；260 MW工況時(shí)為1.52 g／kWh；175 MW工況時(shí)為0.70 g／kWh。

根據(jù)上述計(jì)算，每臺(tái)鍋爐設(shè)置1臺(tái)換熱器，通過熱量回收后，汽輪機(jī)熱耗率降低約60 kJ／kWh，標(biāo)煤耗降低約2 g／kWh，每臺(tái)機(jī)組年節(jié)約標(biāo)煤0.7萬t，年節(jié)約標(biāo)煤費(fèi)用560萬元。另外，增加煙氣余熱換熱裝置后，引風(fēng)機(jī)阻力增大400 Pa，TMCR工況下每臺(tái)引風(fēng)機(jī)軸功率增加90 kW，2臺(tái)引風(fēng)機(jī)共增加180 kW。年利用小時(shí)數(shù)按5 500 h計(jì)算，上網(wǎng)電價(jià)按400元／MWh（含稅）計(jì)算，每臺(tái)機(jī)組每年增加的廠用電費(fèi)用約40萬元。綜合計(jì)算，每年節(jié)約費(fèi)用約520萬元。

3 加裝低溫省煤器帶來的負(fù)面影響及調(diào)整措施

3.1 負(fù)面影響

a.加裝低溫省煤器后，粉塵比電阻降低，電除塵器除塵效率提高；同時(shí)，粉塵荷電后和陽極板電荷相同，同相電荷相斥的作用使得靜電除塵器的二次飛揚(yáng)問題有所突出，即在負(fù)荷穩(wěn)定情況下，低溫省煤器出口溫度升高，粉塵整體排放量升高，二次揚(yáng)塵問題減弱；低溫省煤器出口溫度降低，粉塵整體排放量降低，二次揚(yáng)塵問題愈顯突出。

b.由于排煙溫度降低，SO3在粉塵顆粒上冷凝，使粉塵顆粒酸性加強(qiáng)，會(huì)對(duì)靜電除塵器內(nèi)部構(gòu)件及尾部煙道造成一定腐蝕［4］；同時(shí)，輸灰系統(tǒng)粉塵顆粒的流動(dòng)性整體降低，會(huì)造成灰斗積灰板結(jié)問題，使輸灰難度加大。

3.2 調(diào)整措施

a.采取優(yōu)化靜電除塵器的振打設(shè)置以降低其二次揚(yáng)塵。適當(dāng)延長(zhǎng)振打周期［5］，其中五電場(chǎng)振打周期由原來的70 min延至90 min；在振打期間內(nèi)，只有1個(gè)陽極進(jìn)行振打，避免任何時(shí)候2個(gè)陽極同時(shí)振打。

b.對(duì)輸灰系統(tǒng)進(jìn)行缺陷治理。消除輸灰系統(tǒng)灰斗裝料閥內(nèi)漏情況，避免輸灰系統(tǒng)設(shè)備故障對(duì)粉塵排放造成影響［6］。

c.針對(duì)粉塵顆粒流動(dòng)性變差，密切關(guān)注灰斗的積灰板結(jié)問題。投入灰斗加熱時(shí)，將溫度設(shè)置為100～120℃，并密切關(guān)注靜電除塵器的腐蝕問題。

4 結(jié)束語

利用鍋爐排煙余熱加熱凝結(jié)水，可有效降低鍋爐排煙損失，提高機(jī)組能效，節(jié)約燃煤消耗，同時(shí)還能大幅提高靜電除塵裝置的除塵效率。低溫省煤器改造是降低鍋爐排煙損失、提高環(huán)保排放指標(biāo)的一種有效方式，在燃煤清潔高效利用中擁有廣闊前景［7］。

［1］ 張炳文，楊 萍，周振起，等.新型低溫省煤器在電站鍋爐上的應(yīng)用［J］.節(jié)能，2002，20（9）：32－33.

［2］ 解廣潤(rùn)，陳慈宣.高壓靜電除塵［M］.北京：水利電力出版社，1990.

［3］ 綦明明，肖 靜，冷 杰.600 MW亞臨界機(jī)組綜合升級(jí)改造后鍋爐性能探討［J］.東北電力技術(shù)，2014，35（11）：19－21.

［4］ 吳詠梅.珠海發(fā)電廠電除塵裝置玻璃鋼脫落原因分析［J］.東北電力技術(shù)，2007，28（5）：29－31.

［5］ 吳鐵山.300 MW機(jī)組鍋爐電除塵器的改造［J］.東北電力技術(shù)，2001，22（3）：5－8.

［6］ 孫 陟.負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)介紹及常見故障分析［J］.石河子科技，2009，24（6）：51－52.

［7］ 劉鶴忠，連正權(quán).低溫省煤器在火力發(fā)電廠中的運(yùn)用探討［J］.電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2010，17（4）：32－38.

Operation and Effect of the Low Temperature Economizer for Near?zero Emissions Units

LI Xiao?hui，ZHANG Guo?xin
（Guohua Sanhe Power Co.，Ltd.，Sanhe，Hebei 065201，China）

The electrostatic precipitator dust removal efficiency is increased by adding low temperature economizer in Guohua Sanhe Power Co.，Ltd.，the flue gas waste heat recovery and utilization improves the overall efficiency of the boiler at the same time.It also brings some negative effects.A comprehensive analysis of their advantages and disadvantages and the operation experience of low tem?perature economizer is made，and relative measure are proposed to ensure a reliable operation.

Low temperature economizer；Dust efficiency；Secondary dust；Economy

TK223.33

A

1004－7913（2015）05－0057－03

李曉輝（1972—），男，碩士，工程師，主要從事火力發(fā)電廠灰硫?qū)I(yè)技術(shù)管理工作。

2015－02－03）