660MW機(jī)組省煤器及脫硝輸灰系統(tǒng)改造

周衛(wèi)國(guó)

(皖能馬鞍山發(fā)電有限公司， 安徽　馬鞍山　243021)

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660MW機(jī)組省煤器及脫硝輸灰系統(tǒng)改造

周衛(wèi)國(guó)

(皖能馬鞍山發(fā)電有限公司， 安徽馬鞍山243021)

馬鞍山發(fā)電有限公司1、2號(hào)鍋爐省煤器及脫硝飛灰在基建初期輸送至各自渣倉(cāng)，為使?fàn)t底渣與省煤器及脫硝飛灰分離，提高飛灰利用率,故對(duì)機(jī)組省煤器及脫硝輸灰系統(tǒng)進(jìn)行改造，極大的提高了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

省煤器；脫硝；飛灰輸送

1　項(xiàng)目提出的背景

為使鍋爐爐底渣與省煤器及脫硝灰斗飛灰分離，將原省煤器灰斗及脫硝灰斗飛灰由渣倉(cāng)改輸送至灰?guī)欤岣咤仩t飛灰的利用率，使得我公司多經(jīng)副產(chǎn)品銷售產(chǎn)值進(jìn)一步增加。

2　系統(tǒng)概述

2.1原輸灰系統(tǒng)概述

皖能馬鞍山發(fā)電有限公司位于安徽省馬鞍山市花山區(qū)恒興路壹號(hào)。目前裝機(jī)容量為2×660MW機(jī)組，分別于2012年3月27日和6月3日通過168小時(shí)試運(yùn)行后投入商業(yè)運(yùn)行。除灰系統(tǒng)采用克萊德貝爾格曼華通物料輸送有限公司正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)，飛灰經(jīng)氣力輸灰系統(tǒng)輸送至灰?guī)旒袃?chǔ)存，灰?guī)煜略O(shè)有干濕卸料出口，干灰制漿后用柱塞泵輸送至灰場(chǎng)；也可由汽車散裝機(jī)裝車外運(yùn)綜合利用。每臺(tái)爐氣力輸灰系統(tǒng)出力不低于燃用校核煤種灰分在38.52%時(shí)BMCR工況下鍋爐排灰量的120%，即131t/h。省煤器灰斗采用6臺(tái)0.1m33.0/8型AV輸送泵串聯(lián)方式，使用1根管將省煤器灰道輸送至渣倉(cāng)；脫硝灰斗采用8臺(tái)0.1m33.0/8型AV輸送泵串聯(lián)方式，與省煤器管道合并使用1根?140×8管道，將灰輸送至渣倉(cāng)；省煤器灰斗和脫硝灰斗共設(shè)一根管道；電除塵器一電場(chǎng)分A、B兩側(cè)，分別采用4臺(tái)2.54m380/8型 MD輸送泵串聯(lián)方式，通過2根管道將一電場(chǎng)灰輸送至原灰?guī)旎虼只規(guī)欤浑姵龎m器二電場(chǎng)分A、B兩側(cè)，分別采用4臺(tái)2.54m380/8型MD輸送泵串聯(lián)方式，A、B兩側(cè)合并后通過1根管道將灰輸送至原灰?guī)旎虼只規(guī)?電除塵器三電場(chǎng)，采用8臺(tái)0.14m34.0/8型AV輸送泵串聯(lián)方式通過1根管道將灰輸送至粗灰?guī)旎蚣?xì)灰?guī)?電除塵器四電場(chǎng)，采用8臺(tái)0.14m34.0/8型AV輸送泵串聯(lián)方式通過1根管道與三電場(chǎng)輸送管道合并后將灰輸送至粗灰?guī)旎蚣?xì)灰?guī)?電除塵器五電場(chǎng)，采用8臺(tái)0.14m34.0/8型AV輸送泵串聯(lián)方式通過1根管道與三電場(chǎng)輸送管道合并后將灰輸送至粗灰?guī)旎蚣?xì)灰?guī)?三、四、五電場(chǎng)共設(shè)一根管道。每臺(tái)爐輸送設(shè)5根灰管。 二電場(chǎng)灰管道的出力滿足一電場(chǎng)故障時(shí)灰量后移的情況并留有不小于20%的裕量。省煤器及脫硝裝置灰斗合設(shè)一根灰管。整個(gè)氣力除灰輸送系統(tǒng)控制系統(tǒng)采用PLC控制，目前控制系統(tǒng)采用施耐德Modicon電氣公司推出的世界上第一個(gè)通用自動(dòng)化平臺(tái)Quantum，可以滿足離散和過程控制的經(jīng)濟(jì)和靈活硬件控制平臺(tái)。

2.2省煤器及脫硝灰斗輸灰系統(tǒng)現(xiàn)狀

每臺(tái)爐省煤器灰斗輸灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力為6.55t/h，灰斗6只；脫硝灰斗輸灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力為3.93t/h，灰斗8只。倉(cāng)泵泵型均為3.0/8型AV泵、容積均為0.1m3。其灰斗飛灰合用一根Φ140×8灰管，利用管道切換閥直接送至相應(yīng)的渣倉(cāng)。運(yùn)行中管道切換閥故障率高，安裝位置處于高空，不利于檢修人員檢修。電除塵一電場(chǎng)輸灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力為96.42t/h，灰斗8只，分設(shè)A、B側(cè)兩根Φ194×8灰管獨(dú)立運(yùn)行送至原、粗灰?guī)臁?/p>

2.3壓縮空氣系統(tǒng)概述

現(xiàn)有供氣中心廠房?jī)?nèi)已無(wú)增設(shè)空壓機(jī)預(yù)留場(chǎng)地，壓縮空氣由供氣中心的壓縮空氣系統(tǒng)提供。全廠供氣中心壓縮空氣系統(tǒng)共配置7臺(tái)額定排氣量為43m3/min、額定排氣壓力為0.8MPa螺桿式空壓機(jī)。其中5臺(tái)運(yùn)行，2臺(tái)備用或檢修，為全廠輸灰、儀用及雜用氣提供氣源。

3　改造方案的確定

兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，全廠供氣中心空壓機(jī)運(yùn)行5臺(tái)，其中4臺(tái)為全加載狀態(tài)運(yùn)行，一臺(tái)50%時(shí)間為加載狀態(tài)，儲(chǔ)氣罐壓力維持在壓力值0.63MPa左右水平。結(jié)合目前空壓機(jī)系統(tǒng)出力狀況，做到省煤器及脫硝輸灰系統(tǒng)改造后不增加空壓機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)為目標(biāo)，改造后新增耗氣量必須控制在20Nm3/min以內(nèi)，以確保全廠壓縮空氣系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

根據(jù)調(diào)研收資情況，可供選擇的改造方案如下：

方案一：省煤器及脫硝共設(shè)兩個(gè)輸送單元直接輸送至灰?guī)臁?/p>

(1)省煤器灰斗輸灰系統(tǒng)：每臺(tái)爐省煤器煙道6個(gè)灰斗，設(shè)6套D泵串聯(lián)成一根灰管作為一個(gè)輸送單元。

(2)脫硝灰斗輸灰系統(tǒng)：每臺(tái)爐脫硝煙道8個(gè)灰斗，設(shè)8套脫硝AV泵(在原有AV泵的基礎(chǔ)上擴(kuò)容)，串聯(lián)成一根灰管作為一個(gè)輸送單元。

(3)通過管路切換閥，兩個(gè)單元共用一根灰管交替輸送至灰?guī)欤瑤?kù)頂加裝一套庫(kù)頂切換閥，實(shí)現(xiàn)原、粗灰?guī)扉g的切換。

方案一特點(diǎn)：

(1)投資大，維護(hù)量大，收回投資成本周期長(zhǎng)；

(2)灰顆粒大、比重大，不易輸送，沿途需加裝補(bǔ)氣裝置，耗氣量大；

(3)對(duì)電除塵下氣力輸送系統(tǒng)沒有任何影響，運(yùn)行期間安全穩(wěn)定。

方案二：省煤器及脫硝共設(shè)四個(gè)輸送單元直接輸送至電除塵器各自入口煙道。這種布置輸灰管道距離短，耗氣量小，電除塵器入口煙道運(yùn)行中為負(fù)壓，輸送系統(tǒng)簡(jiǎn)單，比較容易輸送[1]。這種輸送最大的問題會(huì)對(duì)電除塵器入口煙氣的氣流均布造成影響，電除塵器除塵效率造成一定的影響?？紤]到我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，燃煤電廠的污染物排放更受到人們的關(guān)注，國(guó)家和地方環(huán)保部門對(duì)燃煤電廠污染物的排放和總量有了較嚴(yán)格的控制。由于GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的頒布，加強(qiáng)對(duì)我國(guó)燃煤電廠的污染物減排力度，增加了燃煤電廠污染物減排工作的壓力。該方案經(jīng)公司各部門討論后不予采用。

方案三：省煤器灰斗飛灰與電除塵一電場(chǎng)B側(cè)合并后混合輸送至灰?guī)?；脫硝灰斗飛灰與電除塵一電場(chǎng)A側(cè)合并后混合輸送至灰?guī)臁?/p>

根據(jù)省煤器和脫硝灰和電除塵飛灰的比例配比關(guān)系:

(1)省煤器灰斗輸灰系統(tǒng)：每臺(tái)爐省煤器煙道6個(gè)灰斗，在原3.0AV泵基礎(chǔ)上擴(kuò)容為6.0合并型AV泵。一根灰管與一電場(chǎng)B側(cè)合并后混合送灰?guī)臁?/p>

(2)脫硝灰斗輸灰系統(tǒng)：每臺(tái)爐脫硝煙道8個(gè)灰斗，在原3.0AV泵基礎(chǔ)上擴(kuò)容為6.0合并型AV泵。一根灰管與一電場(chǎng)A側(cè)合并后混合送灰?guī)臁?/p>

方案三特點(diǎn)：

(1)投資費(fèi)用最少，收回投資成本周期較短，一年基本上可收回投資額；

(2)不需單獨(dú)設(shè)置廠區(qū)輸灰管，省煤器及脫硝大顆?；遗c一電場(chǎng)合并輸送可將大顆粒灰夾裹在一電場(chǎng)灰共同輸送，可有效緩解輸送管道磨損問題，空氣量增加較少，倉(cāng)泵利舊較多；

(3)省煤器灰量比脫硝灰量稍大，與輸送距離較短的一電場(chǎng)B側(cè)合并輸送，脫硝灰與一電場(chǎng)A側(cè)合并輸送，一電場(chǎng)若出現(xiàn)下灰不暢，疏通后的灰量增加及沉降灰會(huì)對(duì)一電場(chǎng)輸灰系統(tǒng)造成一定的影響。

(4)運(yùn)行期間，對(duì)運(yùn)行及檢修維護(hù)人員要求高，出現(xiàn)故障情況響應(yīng)速度要快。

此種配置，不需單獨(dú)設(shè)置廠區(qū)輸灰管，空氣量增加較少，倉(cāng)泵利舊較多，從各方面看，是成本最經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)最穩(wěn)定的輸送方式。本工程采用方案三混合輸送方式，考慮到運(yùn)行中燃燒煤種熱值低、灰分高等特殊情況，造成電除塵一電場(chǎng)出力不足現(xiàn)象，保留原進(jìn)渣倉(cāng)管道，一電場(chǎng)任何一側(cè)輸灰出力不足時(shí)省煤器和(或)脫硝灰可切換送回渣倉(cāng)。在提高飛灰利用率的同時(shí)兼顧了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，并對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，拆除故障率高的管道切換閥，拆除合并輸送管道，省煤器及脫硝灰設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立單元，分別布置輸灰管道進(jìn)各自渣倉(cāng)。

4　具體改造方案

兩臺(tái)爐省煤器和脫硝灰斗輸灰系統(tǒng)改造項(xiàng)目的設(shè)計(jì)幾何距離為：省煤器到電除塵一電場(chǎng)輸灰管道位置最遠(yuǎn)水平距離160米，降低約28米，升高約31米，合并混合后輸送距離390米。

4.1輸灰程序控制改造部分

輸灰程序控制方面，保留去渣倉(cāng)原有程序，增加合并混合輸送程序，新增及完善程序如下：

(1)新增省煤器和一電場(chǎng)B側(cè)合并輸送程序；

(2)新增脫硝和一電場(chǎng)A側(cè)合并輸送程序；

(3)一電場(chǎng)B側(cè)故障情況，省煤器灰可繼續(xù)往渣倉(cāng)送，省煤器灰故障情況，一電場(chǎng)B側(cè)灰可繼續(xù)往灰?guī)焖停?/p>

(4)一電場(chǎng)A側(cè)故障情況，脫硝灰可繼續(xù)往渣倉(cāng)送，脫硝灰故障情況，一電場(chǎng)A側(cè)灰可繼續(xù)往灰?guī)焖停?/p>

(5)一電場(chǎng)A、B側(cè)同時(shí)故障情況，省煤器和脫硝輸灰利用原有輸灰程序運(yùn)行，送往渣倉(cāng)；

(6)上位機(jī)監(jiān)控畫面對(duì)原有界面進(jìn)行修改，增加混合輸送與單獨(dú)輸送至渣倉(cāng)切換手操器；

(7)重新組態(tài)原氣力除灰系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)CPU編程軟件及上位機(jī)軟件，改造后的氣力除灰系統(tǒng)的監(jiān)控滿足運(yùn)行人員操作調(diào)整的要求。

4.2輸灰機(jī)務(wù)改造部分

(1)拆除原省煤器及脫硝灰斗下部輸灰系統(tǒng)中輸灰管道、輸送泵、膨脹節(jié)等附件，拆除原有混合去渣倉(cāng)輸灰管道；

(2)取消原去渣倉(cāng)合并輸送管道，省煤器和脫硝新增兩根灰管分別送渣倉(cāng)；

(3)改造后正常運(yùn)行為混合輸送方式，與原有輸送至渣倉(cāng)輸送管道走向相反，將原有輸送泵180°調(diào)向，以減少管道彎頭的個(gè)數(shù)，降低輸灰阻力及對(duì)輸灰管道的運(yùn)行磨損；

(4)分別增加省煤器與電除塵一電場(chǎng)A側(cè)、脫硝與一電場(chǎng)B側(cè)合并輸送管道；

(5)改造為混合輸送方式后，輸送距離增加390米，對(duì)原有省煤器和脫硝AV輸送泵加擴(kuò)展節(jié)擴(kuò)容，擴(kuò)容后輸送泵容積分別從0.1m3增加到0.194m3與0.135m3；設(shè)計(jì)出力分別從6.55t/h 與3.93t/h增加到7.371t/h 與 6.804t/h；

(6)本次改造項(xiàng)目主要設(shè)備為28只輸送倉(cāng)泵擴(kuò)容改造、550米Φ114×7輸灰管道、輸灰管道彎頭附件、旁路補(bǔ)氣組件、濃度穩(wěn)定器母管進(jìn)氣組件、濃度穩(wěn)定器等。

5　改造后效果分析

5.1機(jī)務(wù)部分調(diào)試

所有節(jié)流孔板在管道吹掃后，省煤器、脫硝所有設(shè)備管道嚴(yán)密性試驗(yàn)，無(wú)泄漏。

5.2電儀部分調(diào)試

所有接地電阻值均小于100Ω，滿足接地要求；所有接線校驗(yàn)均準(zhǔn)確無(wú)誤。

5.3控制部分調(diào)試

PLC組態(tài)無(wú)誤；就地設(shè)備與上位控制點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)；操作員畫面嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范要求結(jié)合運(yùn)行人員操作習(xí)慣編制，并且準(zhǔn)確無(wú)誤；程控運(yùn)行完全符合設(shè)備工藝流程。

5.4設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與出力計(jì)算

#2爐省煤器和脫硝輸灰改造于2013年9月C修期間改造調(diào)試結(jié)束，#1爐省煤器和脫硝輸灰改造于2013年12月C修期間改造調(diào)試結(jié)束，改造后系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。2臺(tái)爐省煤器、脫硝運(yùn)行狀態(tài)見圖1。

圖1　2臺(tái)爐省煤器、脫硝運(yùn)行狀態(tài)

省煤器：循環(huán)周期500s；落料時(shí)間15s；按照省煤器倉(cāng)泵體積0.195m3，計(jì)算得出出力：7.371t/h。

脫硝：循環(huán)周期500s；落料時(shí)間15s；按照脫硝倉(cāng)泵體積0.135m3，計(jì)算得出出力：6.804t/h。

5.5投資成本

(1)本次技術(shù)改造費(fèi)用共計(jì)118萬(wàn)元。

(2)維護(hù)費(fèi)用：取消原去渣倉(cāng)管道切換閥(該閥運(yùn)行中故障率高)，增加幾處管道彎頭，使用維護(hù)費(fèi)用基本持平。

5.6投資回報(bào)

(1)發(fā)電量：負(fù)荷率按平均80%計(jì)算，每年機(jī)組可利用小時(shí)數(shù)按5000小時(shí)計(jì)算，每年發(fā)電量=660MW×80%×5000h×2=52.8億千瓦時(shí)。

(2)耗煤量：發(fā)電煤耗按308g/kWh，每年煤耗量=52.8億×308g=1626240噸。

(3)產(chǎn)灰量：灰分按30%計(jì)算，灰渣比按85%∶15%計(jì)算，省煤器和脫硝灰按總灰量的10%計(jì)算，每年改造后能提高飛灰產(chǎn)量=1626240噸×30%×85%×10%=41469噸。

(4)提高的飛灰產(chǎn)量按三級(jí)灰銷售，單價(jià)55元/噸計(jì)算，原先進(jìn)渣倉(cāng)灰渣銷售單價(jià)25元/噸計(jì)算，可提高附加值30元/噸，每年增加產(chǎn)值=41469噸×30=124萬(wàn)元。

(5)改造后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)生效益后一年可收回投資。

6　結(jié)論

通過本次省煤器及脫硝輸灰系統(tǒng)改造，輸送耗氣量沒有明顯增加，實(shí)現(xiàn)了將省煤器及脫硝灰輸送至灰?guī)斓哪康?。飛灰綜合利用率得到了極大的提高,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。運(yùn)行人員操作方便靈活，正常運(yùn)行均可實(shí)現(xiàn)與電除塵器一電場(chǎng)混合后輸送至灰?guī)欤词挂归g出現(xiàn)輸送泵進(jìn)料閥等部件故障情況，也不影響電除塵器灰斗下部氣力輸灰系統(tǒng)的正常運(yùn)行。希望本改造方案能對(duì)燃煤發(fā)電機(jī)組省煤器及脫硝輸灰系統(tǒng)改造提供思路和借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 劉富宏.省煤器及脫硝系統(tǒng)的除灰改造設(shè)計(jì)[J].電力科學(xué)與工程,2010,26(1):72.

[責(zé)任編輯：薛寶]

Improvement for 660MW Unit Coal Economizer and Denitrated Fly Ash Conveying System

ZHOUWei-guo

(WenergyMaanshanElectricityPowerGenerationCo.,Ltd.,Maanshan243021,China)

Wenergy Maanshan Electricity Power Generation Company Ltd. No.1 and 2 boiler coal economizer and denitrated fly ash are respectively conveyed to their cinder bins during infrastructure construction initial stage. In order to separate the bottom cinder from coal economizer and denitrated fly ash, as well as to raise the utilization ratio of fly ash, the unit coal economizer and denitrated fly ash conveying system are improved, which have highly improved the economic and social performance.

coal economizer; denitrification; fly ash conveying

2016- 04-18

周衛(wèi)國(guó)(1971-)，男，上海人，皖能馬鞍山發(fā)電有限公司粉煤灰公司副經(jīng)理。

E-mail：zhouweiguo95@sina.com

TK223.27

A

1672-9706(2016)03- 0062- 05