2×1 000 MW機組除灰系統(tǒng)節(jié)能改造

趙小強，李紹剛，韓麗娜

(華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261400)

1 機組概況

華電萊州發(fā)電有限公司一期#1鍋爐電除塵裝置為2臺三室四電場靜電除塵器。A，B兩側(cè)電除塵器沿南北方向布置，總寬度為104.69 m，電場有效長度為18.50 m。電除塵器采用氣力輸灰裝置，共設(shè)置48臺灰斗。每臺灰斗有兩只氣化風(fēng)管道，由單側(cè)兩臺電除塵器灰斗氣化風(fēng)機進行細灰氣化。兩臺灰斗氣化風(fēng)機1運1備用，采用美國德萊賽生產(chǎn)的DRS-EA100-RAMX155-37型氣化風(fēng)機，風(fēng)機入口體積流量為1 080 m3/h(標態(tài))，氣壓為75 kPa，出口經(jīng)電加熱器加熱至100 ℃輸送至灰斗。

#1脫硫系統(tǒng)配備3臺氧化風(fēng)機，通過氧化風(fēng)機將空氣鼓入吸收塔漿液內(nèi)，將吸收塔漿液中的亞硫酸鈣強制氧化為硫酸鈣。吸收塔內(nèi)的漿液液位在正常運行時基本穩(wěn)定在12±0.5 m，氧化風(fēng)機的壓力為克服吸收塔內(nèi)的漿液液位高度和管路的阻力損失。風(fēng)機入口體積流量為17 533 m3/h(標態(tài))，氣壓為100 kPa，排氣溫度為105 ℃[1]。

2 改造原因

2.1 存在的問題

(1)氣化風(fēng)量不足。#1鍋爐電除塵器灰斗氣化風(fēng)機支管進入灰斗氣化風(fēng)管道處頻繁發(fā)生堵塞，造成電除塵器灰斗高料位，灰斗出現(xiàn)落灰不暢、蓬灰、堵灰情況，不但增加了檢修維護工作量，而且嚴重影響了除塵系統(tǒng)安全運行和環(huán)保指標。據(jù)不完全統(tǒng)計，2017年4月，#1電除塵器二、三、四電場氣化風(fēng)管堵塞尤為明顯，最嚴重時A，B側(cè)二電場全部堵塞，三電場堵塞80%，四電場堵塞70%[2]。

(2)風(fēng)機故障率高，更換、維修費用昂貴。#1鍋爐灰斗氣化風(fēng)機經(jīng)常發(fā)生故障，氣化風(fēng)機為進口產(chǎn)品，每臺氣化風(fēng)機每次外委維修費用為8 000～11 000元，僅2016年就外委維修4次。采購新氣化風(fēng)機機頭費用為60 000～70 000元，采購周期為4個月，不但費用高，而且影響了機組的安全運行。

(3)風(fēng)機耗電量高。單臺灰斗氣化風(fēng)機功率為37 kW，按年平均利用小時數(shù)為6 000計，每年耗電222 MW·h?；叶窔饣L(fēng)機出口溫度為35 ℃，加熱器加熱溫度約100 ℃，加熱器功率為80 kW，每年耗電480 MW·h。每臺機組單臺灰斗氣化風(fēng)機運行平均年耗電量為702 MW·h。

2.2 改造的必要性和可行性

為了回收鍋爐煙道尾部熱量，提高機組效率，2016年對#1鍋爐進行了超低排放改造，在電除塵器前方增加了低低溫省煤器，煙氣溫度由117 ℃(設(shè)計溫度)降至88～92 ℃。煙氣溫度降低導(dǎo)致電除塵器灰斗內(nèi)部灰塵黏性增加，氣化風(fēng)流化效果差，容易發(fā)生灰塵板結(jié)、蓬灰，造成灰斗料位高、下灰難。

氣化風(fēng)機風(fēng)量不能滿足現(xiàn)場使用要求，單臺氣化風(fēng)機運行時，一電場氣化風(fēng)總門全開，二、三、四電場氣化風(fēng)總門幾乎處于關(guān)閉狀態(tài)，出口風(fēng)壓為15～20 kPa，僅滿足一電場氣化風(fēng)量需要，其他3個電場氣化風(fēng)量不足，容易造成氣化風(fēng)管堵塞及落灰不暢。

氣化風(fēng)機轉(zhuǎn)速高達4 000 r/min，自投運以來未進行過更換，轉(zhuǎn)動部件磨損，導(dǎo)致故障頻發(fā)。由于氣化風(fēng)機長時間運行，造成氣化風(fēng)機保壓效果差，不能達到設(shè)計壓力，引起氣化風(fēng)管堵塞，影響灰斗正常下灰[3]。

#1脫硫氧化風(fēng)機1運2備，灰斗氣化風(fēng)量僅占脫硫氧化風(fēng)量的1/17，且脫硫氧化風(fēng)排氣溫度在100 ℃左右，可以不用電加熱升溫，節(jié)省了電能[4]。

3 改造方案

3.1 #1電除塵器灰斗氣化風(fēng)與 #1脫硫氧化風(fēng)管道聯(lián)絡(luò)改造

#1鍋爐脫硫氧化風(fēng)機出口氣源母管接DN300 mm氧化風(fēng)支路管道，在氧化風(fēng)機房頂高1 m處設(shè)置隔離閥門，便于操作。管道從氧化風(fēng)機房房頂至#1鍋爐B引風(fēng)機電機平臺下方，向電除塵器方向至氣化風(fēng)機處。在#1鍋爐B引風(fēng)機電機油站南側(cè)氧化風(fēng)支路管道最低處設(shè)置DN50 mm的排污門。

在每臺電除塵器灰斗氣化風(fēng)機出口增加1套DN150 mm的閥門，脫硫氧化風(fēng)可以與原氣化風(fēng)機通過隔離門進行切換。

在#1電除塵器B灰斗氣化風(fēng)機連接端口向東2 m處設(shè)置DN200 mm的閥門，用于控制氧化風(fēng)量。

在#1電除塵器氧化風(fēng)調(diào)節(jié)門后設(shè)置就地壓力表(就地設(shè)置手動閥門，便于檢修更換壓力表)和溫度表(溫度表含套管)。

為便于運行人員遠程監(jiān)控氧化風(fēng)壓，將A，B灰斗氣化風(fēng)機出口的壓力變送器接頭移至灰斗氣化風(fēng)機出口三通處。原氣化風(fēng)機處壓力變送器測點孔用堵頭封堵。

管道防腐為兩底兩面，保溫棉厚度為100 mm，保溫鐵皮為0.75 mm厚的彩鋼板，顏色為冰灰色。

#1電除塵器與#1脫硫氧化風(fēng)機管道聯(lián)絡(luò)改造示意如圖1所示。

圖1 #1電除塵器與 #1脫硫氧化風(fēng)機管道聯(lián)絡(luò)改造示意Fig.1 Pipeline connection transformation of No.1 ESP and No.1 desulfurization/oxidation fan

3.2 #1，#2脫硫氧化風(fēng)機管道聯(lián)絡(luò)

#1電除塵器東側(cè)DN300 mm管道連接至#2電除塵器氧化風(fēng)管道，管道安裝隔離閥，便于聯(lián)絡(luò)和隔離，如圖2所示。

圖2 #1，#2脫硫氧化風(fēng)機管道聯(lián)絡(luò)改造示意Fig. 2 Pipeline connection transformation of No.1 and No.2 desulfurization/oxidation fan

4 改造后效果

(1)解決了氣化風(fēng)量不足的問題。引入脫硫氧化風(fēng)后，氣化風(fēng)量不足現(xiàn)象完全消除，并且正常運行時電除塵器灰斗氣化風(fēng)所需風(fēng)量僅為脫硫氧化風(fēng)的1/17，完全不影響脫硫系統(tǒng)的正常運行，一舉兩得。

(2)解決了故障率高，更換、維修費用昂貴的問題。改造后，灰斗氣化風(fēng)機作為備用，降低了設(shè)備維護費用，氣化風(fēng)機機頭不再需要維修、維護和保養(yǎng)。

(3)節(jié)能降耗效果明顯。改造后平均每臺機組單臺灰斗氣化風(fēng)機運行平均年耗電量為702 MW·h，按電費為0.42 元/(kW·h)計，每年可節(jié)約人民幣30萬元。

改造成本(人工+材料)為18萬元，當年可節(jié)約費用12萬元，以后至少10年免維修。

(4)#1，#2脫硫氧化風(fēng)、電除塵器氣化風(fēng)可相互備用，提高了運行的可靠性[5]。

5 結(jié)束語

電除塵器氣化風(fēng)與脫硫氧化風(fēng)的節(jié)能改造，解決了電除塵器氣化風(fēng)量不足，電除塵器灰斗高料位，灰斗落灰不暢、蓬灰、堵灰頻繁發(fā)生的問題。改造后，將脫硫氧化風(fēng)引入電除塵器氣化風(fēng)系統(tǒng)，灰斗氣化風(fēng)機僅作為備用，大大降低了設(shè)備維護費用和廠用電量，提高了設(shè)備的可靠性，節(jié)能降耗效果明顯。