600 MV超臨界機(jī)組全負(fù)荷脫硝技術(shù)改造方案分析

林紫榮

（廣東省粵電集團(tuán)有限公司沙角C電廠，廣東 東莞 523000）

目前，國內(nèi)大多數(shù)燃煤機(jī)組長期低負(fù)荷運行。而低負(fù)荷工況下SCR脫硝系統(tǒng)入口煙溫低，成為了影響SCR脫硝系統(tǒng)投運的重要原因。因此，解決火電廠低負(fù)荷工況下脫硝系統(tǒng)入口煙度低的問題，是實現(xiàn)全負(fù)荷脫硝的關(guān)鍵。

目前，國內(nèi)外提高SCR脫硝設(shè)備入口煙溫的措施主要有投入熱水循環(huán)系統(tǒng)、省煤器分級改造、設(shè)置煙道旁路等[1]。

1 熱水再循環(huán)方案

如圖1所示，SCR脫硝的熱水循環(huán)方案為從下降管引一水路，經(jīng)熱水循環(huán)泵系統(tǒng)至省煤器入口。引入的水路與省煤器入口的給水混合，提高了給水溫度，從而提高省煤器的排煙溫度。當(dāng)SCR入口煙溫低于300℃時，熱水循環(huán)泵自動啟動。通過再循環(huán)管道與流量調(diào)節(jié)閥的配合調(diào)節(jié)，可滿足200 MW以上的脫硝投入要求。

當(dāng)省煤器入口煙溫高于320℃時，熱水循環(huán)泵自動停運。同時保持一部分熱水通過熱水循環(huán)泵至暖管管道回到下水包，防止熱水溫度與熱水循環(huán)泵殼體溫度相差過大，損壞泵體。當(dāng)SCR入口煙溫低于285℃時，停止脫硝系統(tǒng)，熱水循環(huán)泵自動停運。

圖1 SCR脫硝熱水循環(huán)系統(tǒng)

該方案對水路進(jìn)行了改造，通過提高給水溫度，減少了省煤器水路與煙氣側(cè)的熱交換，達(dá)到提高排煙溫度的目的。但該方案調(diào)節(jié)速度較慢，調(diào)節(jié)溫度范圍有限，只能保證機(jī)組在230 MW以上工況達(dá)到脫硝的溫度條件。雖然該方案對原有運行模式的影響較小，但考慮到熱水循環(huán)泵的耗電量及入口煙溫帶來的鍋爐效率下降，對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性運行造成了影響。

圖2 SCR脫硝省煤器分級及煙氣旁路改造

2 省煤器分級及煙道旁路結(jié)合方案

如圖2所示，SCR脫硝省煤器分級及煙道旁路改造方案為在省煤器分級改造的基礎(chǔ)上增加煙道旁路[2]，可提高SCR脫硝系統(tǒng)的入口煙溫。將低溫過熱器后的省煤器分為兩級，其中，第二級移至SCR脫硝系統(tǒng)之后。同時，在第一級省煤器的入口處引出煙氣旁路至SCR脫硝系統(tǒng)入口。通過旁路的調(diào)節(jié)擋板，對SCR脫硝系統(tǒng)的入口煙溫進(jìn)行調(diào)節(jié)。此方案在300 MW以下負(fù)荷時，通過打開旁路調(diào)節(jié)擋板，將脫硝入口煙溫維持在300℃。當(dāng)負(fù)荷繼續(xù)下降至165 MW時，旁路擋板開度在最大開度位置，同時煙溫降低至290℃，脫硝系統(tǒng)自動退出。當(dāng)負(fù)荷在300 MW以上時，旁路擋板在全關(guān)位置。此方案在脫硝系統(tǒng)下方增加了第二級省煤器，需要重新校核計算現(xiàn)有的支架承重。兩級省煤器在保證吹灰系統(tǒng)的投入下可靠性高，而旁路煙氣側(cè)調(diào)節(jié)擋板的可靠性是整個改造的關(guān)鍵，需保證調(diào)節(jié)擋板控制系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可靠性。總體看來，此方案實現(xiàn)了精細(xì)化調(diào)節(jié)SCR入口煙溫的目標(biāo)，可滿足機(jī)組全負(fù)荷脫硝系統(tǒng)投入的要求，同時保證了鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。

3 煙道旁路調(diào)節(jié)擋板優(yōu)化

SCR脫硝系統(tǒng)省煤器分級及煙氣旁路改造中，煙氣旁路調(diào)節(jié)擋板的可靠性是整個改造的關(guān)鍵。由于煙道溫度高、灰塵大，改造后可能會出現(xiàn)卡澀，調(diào)節(jié)不靈的情況。因此，提高液壓油系統(tǒng)的穩(wěn)定性、改進(jìn)調(diào)節(jié)擋板結(jié)構(gòu)、優(yōu)化控制邏輯十分重要。

3.1 提高液壓油系統(tǒng)的穩(wěn)定性

調(diào)節(jié)擋板采用液壓油作為動力。調(diào)節(jié)擋板液壓油系統(tǒng)設(shè)置有2臺液壓油泵、2個液壓油箱，配備油濾網(wǎng)及相關(guān)管道等。采用一運一備的運行模式，故障自動切換。系統(tǒng)邏輯設(shè)置保護(hù)邏輯，包括油壓、油溫、油位及冷卻水流量等報警信號。同時，應(yīng)進(jìn)行設(shè)備定期試驗，加強(qiáng)巡檢人員的定時巡檢，確保液壓油系統(tǒng)可靠運行。

3.2 改進(jìn)調(diào)節(jié)擋板結(jié)構(gòu)

改進(jìn)調(diào)節(jié)擋板結(jié)構(gòu)，需強(qiáng)化軸承密封。使用耐高溫、耐粉塵的軸承密封裝置，確保軸系轉(zhuǎn)動的平穩(wěn)。同時，確保調(diào)節(jié)擋板在同一調(diào)節(jié)開度，與主軸在同一平衡位置，所有拉攀在同一水平面?？茖W(xué)設(shè)計擋板尺寸，在不影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)運行的前提下與煙道尺寸之間保留適當(dāng)余量，防止因膨脹不均造成擋板與煙道碰撞摩擦。合理設(shè)置擋板數(shù)量，保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動力矩在合理范圍內(nèi)。

3.3 完善熱工邏輯信號

脫硝系統(tǒng)入口煙溫調(diào)節(jié)具有滯后性和慣性，需完善SCR脫硝入口煙溫的前饋，避免煙道旁路調(diào)門調(diào)節(jié)過程的滯后時間過長。另外，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行分組模式控制。合理分配每組數(shù)目，設(shè)置分級反饋信號，實現(xiàn)逐級反饋，保證每組擋板從接收指令到完成調(diào)節(jié)動作的同步性。

4 結(jié)束語

對比以上2種方案，熱水再循環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)速度較慢，而且影響鍋爐效率，可滿足230 MW以上工況的SCR脫硝系統(tǒng)投入；省煤器分級及煙氣旁路改造方案在快速提高煙氣溫度的同時，保證了鍋爐效率，可在低負(fù)荷下保證SCR系統(tǒng)運行。通過提高旁路煙道調(diào)節(jié)擋板的液壓油系統(tǒng)穩(wěn)定性、改進(jìn)調(diào)節(jié)擋板結(jié)構(gòu)、完善其熱工邏輯信號，增強(qiáng)了煙道旁路調(diào)節(jié)擋板的可靠性。因此，省煤器分級及煙道旁路結(jié)合的改造方案更適合超臨界機(jī)組全負(fù)荷脫硝的技術(shù)改造。

［1］黃文靜，戴蘇峰，艾春美，等.電站燃煤鍋爐全負(fù)荷SCR脫硝控制技術(shù)探討［J］.節(jié)能技術(shù)，2015，33（2）：189-192.

［2］蘇暉.全負(fù)荷SCR脫硝技術(shù)分析及研究［J］.科技視界，2015（2）：316-317.

［3］吳三超，田翠峰，聶濤，等.1 030 MW鍋爐煙溫?fù)醢褰Y(jié)構(gòu)改進(jìn)及邏輯優(yōu)化［J］.機(jī)電工程技術(shù)，2016，45（11）：123-126.