超低排放火電機(jī)組空氣預(yù)熱器壓差控制措施

王濱

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204)

超低排放火電機(jī)組空氣預(yù)熱器壓差控制措施

王濱

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204)

火電機(jī)組實(shí)施超低排放改造后，空氣預(yù)熱器堵塞問題日益突出。分析了某公司機(jī)組進(jìn)行超低排放改造后對空氣預(yù)熱器壓差的影響，通過脫硝系統(tǒng)性能優(yōu)化試驗(yàn)和空氣預(yù)熱器性能試驗(yàn)，進(jìn)行了噴氨量調(diào)整、吹灰等優(yōu)化，提出了控制空氣預(yù)熱器綜合冷端溫度不超限、合理投用空氣預(yù)熱器吹灰等措施。在機(jī)組超低排放指標(biāo)全面達(dá)標(biāo)的情況下，空氣預(yù)熱器運(yùn)行壓差保持穩(wěn)定，未出現(xiàn)空氣預(yù)熱器異常堵塞現(xiàn)象，引、送風(fēng)機(jī)電耗大大降低。

火電機(jī)組；超低排放；空氣預(yù)熱器；壓差；堵塞；風(fēng)機(jī)電耗

0 引言

某公司#4鍋爐為上海鍋爐廠有限公司設(shè)計(jì)制造的超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐，設(shè)計(jì)燃煤為山西晉中貧煤，燃煤硫分為1.4%。點(diǎn)火、助燃用油為#0柴油。鍋爐采用四角切圓燃燒方式，燃燒器采用垂直方向濃淡分級燃燒。完成超低排放改造后，空氣預(yù)熱器(以下簡稱空預(yù)器)壓差增長速度過快，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

1 超低排放改造后對空預(yù)器壓差的影響

1.1 安裝選擇性催化還原(SCR)脫硝系統(tǒng)后對空預(yù)器的影響

(1)在催化劑作用下，煙氣中SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率增加，即煙氣中的SO3含量增加，同時(shí)煙氣的酸露點(diǎn)也將升高，加劇了空預(yù)器的酸腐蝕和堵灰。

(2)SCR 脫硝系統(tǒng)中的逸出氨(NH3)與煙氣中的SO3和水蒸氣生成硫酸氫銨(ABS)，ABS在不同的溫度下分別呈現(xiàn)氣態(tài)、液態(tài)或顆粒狀。燃煤機(jī)組煙氣中飛灰含量較高，ABS在146～207 ℃范圍內(nèi)為液態(tài)；燃油、燃?xì)鈾C(jī)組煙氣中飛灰含量較低，ABS在146～232 ℃范圍內(nèi)為液態(tài)。該溫度區(qū)域?qū)?yīng)的空預(yù)器位置區(qū)域稱為ABS區(qū)域。對于燃煤機(jī)組，ABS區(qū)域?yàn)榫囝A(yù)熱器傳熱元件底部381～813 mm之間。液態(tài)ABS捕捉飛灰能力極強(qiáng)，其與煙氣中的飛灰粒子相結(jié)合，附著于預(yù)熱器傳熱元件上形成融鹽狀的積灰，造成預(yù)熱器腐蝕、堵灰等，從而削弱預(yù)熱器換熱效果并危及機(jī)組安全運(yùn)行，大大增加了引、送風(fēng)機(jī)的電耗。

1.2 空預(yù)器堵塞對節(jié)能的影響

鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，為達(dá)到一定的脫硝效率，噴氨量增大，氨逃逸質(zhì)量濃度上升，生成的ABS沉積物較多，導(dǎo)致空預(yù)器堵灰和局部堵塞，引起爐膛負(fù)壓波動增大，煙氣側(cè)、一/二次風(fēng)側(cè)的進(jìn)出口壓差增加。堵塞嚴(yán)重時(shí)，空預(yù)器漏風(fēng)量增大，兩側(cè)排煙溫度均有不同程度的增加，鍋爐排煙損失增加；同時(shí)，送、引風(fēng)機(jī)，一次風(fēng)機(jī)電流均有所增加，風(fēng)機(jī)電耗明顯增加，甚至?xí)?dǎo)致引風(fēng)機(jī)失速、搶風(fēng)，造成鍋爐燃燒不穩(wěn)。以600 MW機(jī)組為例，空預(yù)器煙氣側(cè)阻力增加1.5 kPa，引、送風(fēng)機(jī)電耗可增加0.2%，在550 MW平均負(fù)荷下，煙氣量為1.8×106m3/h，按電費(fèi)0.4元/(kW·h)、年運(yùn)行7 000 h計(jì)，僅風(fēng)機(jī)電耗年增加費(fèi)用就達(dá)312萬元，空預(yù)器堵塞造成的能耗浪費(fèi)非常驚人。

2 采取的措施

2.1 進(jìn)行脫硝系統(tǒng)性能優(yōu)化試驗(yàn)和空預(yù)器性能試驗(yàn)

進(jìn)行脫硝系統(tǒng)流場均布優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)，降低脫硝系統(tǒng)出口NOx質(zhì)量濃度分布偏差及氨逃逸質(zhì)量濃度；進(jìn)行空預(yù)器性能試驗(yàn)，檢測換熱效率、風(fēng)煙比、漏風(fēng)率性能參數(shù)變化。結(jié)合試驗(yàn)、運(yùn)行數(shù)據(jù)，持續(xù)跟蹤分析脫硝系統(tǒng)性能參數(shù)變化，研究噴氨量調(diào)整、吹灰等優(yōu)化措施。

通過優(yōu)化調(diào)整，SCR反應(yīng)器出口NOx質(zhì)量濃度分布均勻性指標(biāo)得到較大改善：A側(cè)出口NOx質(zhì)量濃度分布相對標(biāo)準(zhǔn)偏差由49.80%降至12.33%；B側(cè)出口NOx質(zhì)量濃度分布相對標(biāo)準(zhǔn)偏差由41.20%降至7.10%。

2.2 優(yōu)化暖風(fēng)器疏水系統(tǒng)，控制空預(yù)器綜合冷端溫度不超限

(1)為提高暖風(fēng)器投入率，減少暖風(fēng)器運(yùn)行中振動、泄漏的幾率，對原暖風(fēng)器疏水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，將A/B兩側(cè)暖風(fēng)器合并疏水改為分別疏水，減少了兩側(cè)的相互影響；同時(shí)，將原來的疏水泵改為變頻控制，提高了暖風(fēng)器的負(fù)荷適應(yīng)范圍。

(2)做好現(xiàn)場檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除暖風(fēng)器振動、泄漏等異常情況。

(3)空預(yù)器入口風(fēng)溫低時(shí)，保持暖風(fēng)器持續(xù)運(yùn)行，做好暖風(fēng)器運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視、調(diào)整?？疹A(yù)器綜合冷端溫度控制標(biāo)準(zhǔn)為：一期不低于170 ℃，二期不低于190 ℃[1]。

(4)非冬季氣溫突降、機(jī)組啟停時(shí)，及時(shí)投用暖風(fēng)器。

(5)做好空預(yù)器漏風(fēng)率的指標(biāo)監(jiān)督、密封間隙調(diào)整，防止漏風(fēng)過大而導(dǎo)致排煙溫度降低。

(6)減少爐膛、煙道、脫硝系統(tǒng)各部漏風(fēng)，減少制粉系統(tǒng)摻冷風(fēng)。

2.3 合理投用空預(yù)器吹灰

(1)吹灰蒸汽參數(shù)嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，避免吹損設(shè)備。蒸汽吹灰閥后壓力不能高于設(shè)計(jì)值，蒸汽保持100 ℃以上的過熱度，杜絕蒸汽吹灰壓力超設(shè)計(jì)值運(yùn)行；保持聲波吹灰器的正常投入。

(2)確保疏水充分，防止蒸汽帶水吹損換熱元件?？疹A(yù)器蒸汽吹灰前必須確認(rèn)疏水溫度達(dá)到設(shè)定值。

(3)定期現(xiàn)場檢查空預(yù)器蒸汽吹灰器工作情況，重點(diǎn)檢查提升閥故障、行程不到位、蒸汽帶水、蒸汽溫度不足等問題。

(4)空預(yù)器壓差大或持續(xù)升高時(shí)，適當(dāng)提高蒸汽吹灰頻次?？蓪⒚堪啻胃哓?fù)荷吹灰1次增加到2次或3次。

(5)做好蒸汽吹灰前后空預(yù)器壓差數(shù)據(jù)記錄和對比，吹灰無明顯效果時(shí)，及時(shí)檢查分析問題原因。

2.4 避免集中燃用高硫煤

燃煤的含硫量決定煙氣中SO3的含量，從而對ABS的生成有顯著影響，硫分≤1.0%的低硫煤控制氨逃逸質(zhì)量濃度<2.20 mg/m3，硫分≤1.5%的煤控制氨逃逸質(zhì)量濃度<1.50 mg/m3，硫分達(dá)到3.0%的高硫煤控制氨逃逸質(zhì)量濃度<0.75 mg/m3。

加強(qiáng)入爐煤摻配管理，避免入爐煤硫分大幅高于設(shè)計(jì)值，同時(shí)保持硫分和煤質(zhì)相對穩(wěn)定，避免大幅波動。

2.5 做好空預(yù)器壓差及變化率的監(jiān)督

(1)將空預(yù)器壓差作為一項(xiàng)重點(diǎn)監(jiān)督參數(shù)，做好記錄和分析。空預(yù)器壓差大于設(shè)計(jì)值上限(1.3 kPa)時(shí)，加強(qiáng)空預(yù)器吹灰，分析堵灰的原因并采取相應(yīng)的降硫分、提單側(cè)煙溫、降壓差等控制措施；空預(yù)器壓差正常增加速度一般小于0.1 kPa/月，在發(fā)現(xiàn)日變化、周變化速度明顯升高時(shí)，應(yīng)從氨逃逸、煙氣溫度、SO3質(zhì)量濃度3方面及時(shí)分析原因，采取控制措施。

(2)堅(jiān)持“逢停必沖，沖必徹底”的原則，徹底清理空預(yù)器換熱面。每次有停機(jī)機(jī)會，都對空預(yù)器進(jìn)行內(nèi)部檢查，時(shí)間允許則進(jìn)行全面沖洗，以有效降低空預(yù)器原始壓差，延緩空預(yù)器積灰發(fā)展程度。

2.6 管理措施

將空預(yù)器綜合冷端溫度控制寫入《設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理措施》，并在月度對標(biāo)考核中進(jìn)行獎懲，保證空預(yù)器出口綜合冷端溫度在規(guī)定范圍內(nèi)。

3 效益分析

(1)優(yōu)化了空預(yù)器壓差的監(jiān)督管理過程。通過對壓差、氨逃逸質(zhì)量濃度、綜合冷端溫度進(jìn)行監(jiān)督，有效提高了空預(yù)器的運(yùn)行健康水平，減少了不必要的停機(jī)消缺，為機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行創(chuàng)造了條件。

(2)減少了因空預(yù)器堵塞造成的機(jī)組啟停。以600 MW機(jī)組冷態(tài)啟動1次為例，各種燃油、燃煤、水、汽的消耗費(fèi)用在50萬元左右，通過空預(yù)器壓差的全面管理，減少了不必要的啟停機(jī)費(fèi)用。

(3)保證了環(huán)保指標(biāo)?？疹A(yù)器壓差的穩(wěn)定，保證了脫硝等系統(tǒng)的良好投入，減少了SO2，NOx等環(huán)保指標(biāo)排放異常的時(shí)間段，確保了公司的環(huán)保安全。

(4)優(yōu)化了機(jī)組運(yùn)行指標(biāo)。由于空預(yù)器壓差運(yùn)行穩(wěn)定，機(jī)組引、送風(fēng)機(jī)電耗率指標(biāo)可以運(yùn)行在較經(jīng)濟(jì)的范圍內(nèi)，避免了風(fēng)機(jī)搶風(fēng)、失速等異常情況的發(fā)生和耗電量的異常增加。以華電濰坊發(fā)電有限公司600 MW機(jī)組為例，2016年引、送風(fēng)機(jī)耗電率同比下降0.1百分點(diǎn)，年節(jié)電1.5 GW·h，年節(jié)約電費(fèi)60萬元。

[1]回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器運(yùn)行維護(hù)規(guī)程：DL/T 750—2001[S].

TM 621.2

B

1674-1951(2017)12-0065-02

2017-05-23；

2017-11-17

(本文責(zé)編：劉芳)

王濱(1978—)，男，山東濰坊人，高級工程師，工學(xué)碩士，火電廠節(jié)能管理方面的工作(E-mail:wfwb-110@163.com)。