1?000?MW機組鍋爐省煤器輸灰系統(tǒng)改造

李海軍(中電投河南電力有限公司技術(shù)信息中心，河南 鄭州 450001)

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1?000?MW機組鍋爐省煤器輸灰系統(tǒng)改造

李海軍
(中電投河南電力有限公司技術(shù)信息中心，河南 鄭州 450001)

〔摘 要〕介紹了某發(fā)電公司2×1 000 MW超超臨界火力發(fā)電機組輸灰系統(tǒng)的概況;針對實際運行中存在的問題，對省煤器輸灰系統(tǒng)進行了改造，增加了1套鋼結(jié)構(gòu)灰倉系統(tǒng)，使系統(tǒng)運行的安全經(jīng)濟性得到明顯提高。

〔關(guān)鍵詞〕省煤器；輸灰系統(tǒng)；改造；節(jié)能

1 省煤器輸灰系統(tǒng)簡介

某發(fā)電公司2×1 000 MW超超臨界火力發(fā)電機組的輸灰系統(tǒng)采用正壓濃相飛灰輸送系統(tǒng)。為減輕鍋爐煙道內(nèi)脫硝催化劑的磨損，在催化劑前、省煤器下部設(shè)置灰斗，將粗灰單獨收集后輸送至空氣預(yù)熱器后的水平煙道內(nèi)，隨鍋爐煙氣吹至電除塵器內(nèi)除塵。省煤器灰斗每爐8列共16個，每列前后灰斗共用1個壓力灰罐，每爐共8個0．5 m3壓力灰罐，分作A，B側(cè)2個獨立輸送單元。

電除塵器為3室5電場，每一電場設(shè)6個灰斗，并相應(yīng)地設(shè)置6個壓力灰罐。其中，1，2電場壓力灰罐容積為4 m3，3電場壓力灰罐容積為0．5 m3， 4，5電場壓力灰罐容積為0．2 m3。1，2電場每3個壓力灰罐組成1個輸灰單元，前后2個電場輸灰單元分別共用1根輸灰母管(DN250+DN300)，以達到在1電場故障的情況下，2電場能替代1電場滿足除塵輸灰的需要。每臺爐2臺電除塵器的3，4，5電場輸灰單元共用1根輸灰母管(DN200+DN225)，將灰輸至灰?guī)?。輸灰空壓機設(shè)計為7運2備。

鍋爐燃燒設(shè)計煤種及校核煤種均為平頂山煙煤，設(shè)計煤種的灰分是31．5 %，校核煤種的灰分為37．8 %。在實際運行中，所用煤種的年平均灰分為42 %，最高可達56 %，造成輸灰系統(tǒng)運行中異常頻發(fā)。

2 省煤器輸灰系統(tǒng)運行中的問題

(1) 空氣預(yù)熱器后水平煙道支撐梁磨損嚴重。由于省煤器輸灰管道接至空氣預(yù)熱器后的煙道垂直管壁上，輸灰時粗灰氣流直接吹向煙道支撐梁。每次在鍋爐停運檢修期間，檢修人員進入煙道檢查，都會發(fā)現(xiàn)面向輸灰直吹面?zhèn)鹊闹瘟耗p嚴重，需進行加固處理。

(2) 高負荷情況下輸灰系統(tǒng)堵管頻繁。在負荷700 MW以下，輸灰系統(tǒng)運行比較正常；而當負荷慢慢上升至850 MW以上時，1，2電場輸灰單元的壓力灰罐裝灰量即使不足罐體一半，輸灰時間也會由正常情況下的120 s增大到300 s以上，甚至超過15 min而發(fā)出堵管報警，且排堵難度大、排堵時間長，嚴重影響了輸灰系統(tǒng)及電除塵器的安全運行。

在高負荷情況下輸灰系統(tǒng)輸灰困難甚至堵管的原因除高負荷時灰量大外，還與省煤器輸灰管道的設(shè)計和煙道布置有關(guān)。由于鍋爐設(shè)計有脫硝系統(tǒng)，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器與電除塵器入口之間的煙道存在一個凹段，水平煙道與電除塵器入口的高度差約10 m。在鍋爐負荷較低的情況下，因風(fēng)量小、風(fēng)速低，凹段處容易累積顆粒較大的粉塵；當負荷升高時，因風(fēng)量、風(fēng)速增大，這些大顆粒粉塵便會被攜帶至電除塵器，使得電除塵器入口煙氣含塵量額外增多，且比重較大，極易造成1電場輸灰單元發(fā)生堵管，同時也加劇了輸灰管道的磨損。

由于輸灰系統(tǒng)經(jīng)常在異常情況下運行，壓縮空氣消耗量大，其運行的經(jīng)濟性也受到嚴重影響。在實際運行中，為維持電除塵區(qū)域輸灰系統(tǒng)的安全，省煤器輸灰單元經(jīng)常被迫退出運行，如此又加大了對脫硝催化劑的耗損。

3 省煤器輸灰系統(tǒng)改造方案

為了解決上述輸灰系統(tǒng)支撐梁和管道嚴重磨損、堵灰、壓縮空氣消耗量大等問題，同時為配合降低排煙溫度，降低粉塵比電阻，提高靜電除塵器除塵效率，該廠實施了省煤器輸灰系統(tǒng)改造。改造方案如下。

(1) 在2臺爐西側(cè)空地，各新增1套鋼結(jié)構(gòu)灰倉及配套輔助系統(tǒng)，將省煤器輸灰系統(tǒng)出口改移至新建灰倉。如此可將省煤器下灰斗的存灰直接輸至灰倉，而不再進入煙道及電除塵器。

(2) 省煤器輸灰系統(tǒng)輸灰管道出力原設(shè)計為每爐20 t/h，改造后大于30 t/h。每爐設(shè)獨立2路輸灰單元至灰倉。輸灰管道采用鑄造一體結(jié)構(gòu)的耐磨雙套管，輸灰管道彎頭采用雙金屬耐磨彎頭。

(3) 新增灰倉有效容積為430 m3，直徑為10 m，配2臺布袋除塵器(1備1用)及2臺吸塵風(fēng)機(1 備1用)；采用單錐型雙出口結(jié)構(gòu)，分別接2臺加濕雙軸攪拌機；灰倉設(shè)固定料位計及隨機料位計共3個；每個灰倉錐體部分裝設(shè)3臺空氣炮，以保證灰倉卸灰時暢通。

4 省煤器輸灰系統(tǒng)改造效果

(1) 避免了省煤器輸灰系統(tǒng)對空氣預(yù)熱器后水平煙道支撐梁的磨損。

（2） 改善了電除塵區(qū)域輸灰系統(tǒng)堵管的情況。省煤器輸灰系統(tǒng)改造后，省煤器后的粗灰直接輸至灰倉，大大減少了電除塵器入口粉塵粗灰顆粒的含量，減輕了電除塵器區(qū)域輸灰系統(tǒng)的壓力，滿負荷情況下1電場壓力灰罐裝灰量達罐體2/3以上，且輸灰時間不到200 s，輸灰系統(tǒng)運行穩(wěn)定性得到明顯提高。

（3） 減小了輸灰系統(tǒng)管道的磨損。與改造前相比，輸灰管道泄漏情況得到明顯改觀。改造前，粗灰管道每天平均泄漏5-6處，在負荷高的情況下，最多達20處；而改造后，1周僅泄漏2-3次，而且還是發(fā)生在管道焊縫處。

（4） 減少了輸灰用壓縮空氣的消耗量，節(jié)能效果顯著。改造后，省煤器輸灰系統(tǒng)能夠正常投運，通過優(yōu)化整個輸灰系統(tǒng)的運行方式，有效控制了堵管情況的發(fā)生，避免了壓縮空氣的無謂浪費。改造前，2臺機組在滿負荷情況下輸灰空壓機的運行數(shù)量為6-7臺，輸灰壓力維持在0．30-0．38 MPa；改造后，2臺機組在滿負荷情況下輸灰空壓機的運行數(shù)量為4-5臺，輸灰壓力為0．40-0．45 MPa。在負荷500-750 MW時，3-4臺輸灰空壓機就可以保證系統(tǒng)正常運行。

輸灰空壓機額定功率為400 kW，機組年利用小時為5 500 h，按節(jié)約2臺輸灰空壓機運行計算，則每年可節(jié)約電量為440萬kWh，按上網(wǎng)電價0．43 元/kWh計，每年可節(jié)約電費189．2萬元，節(jié)能效果顯著。

（5） 減小了電除塵器出口粉塵排放濃度。省煤器輸灰系統(tǒng)改造后，減小了電除塵器的除塵壓力。在滿負荷工況下電除塵器出口粉塵排放濃度由改造前的48 mg/Nm3降至44 mg/Nm3，減小了對脫硫吸收塔漿液的負面影響。

5 結(jié)束語

由于省煤器輸灰單元的介質(zhì)是顆粒比較大的粗灰，堵管和管道磨損問題比較突出。因此，輸灰管道的設(shè)計不易過粗，使用DN150以下的管子較為適宜，以避免管道過粗形成“空氣走廊”?！翱諝庾呃取辈粌H輸不走粉塵，還會浪費大量壓縮空氣。省煤器輸灰單元單獨設(shè)置灰倉，避免了大顆粒粉塵對后部煙道及低溫省煤器換熱面的磨損，減輕了電除塵器區(qū)域輸灰系統(tǒng)的運行壓力，有效提高了輸灰系統(tǒng)的運行效率，增強了節(jié)能效果，對燃用灰分較高、設(shè)計有省煤器輸灰系統(tǒng)的火電廠技術(shù)改造有一定借鑒意義。

李海軍(1973-)，男，工程師，主要從事火電廠除灰脫硫技術(shù)管理工作，email：jzlihaijun8@163．com。

作者簡介：

收稿日期：2015-11-26。