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东晟环保

晟源科技
阳光科技 西安热工院
北京化工大学 中国科技大学
 
图片名称:
超低排放技术的应用与成果
加入日期:
2017/5/16
图片介绍:
 
 
超低排放技术的应用与成果
 
 
 
摘要某电厂在进行超低排放改造过程中,进行了引增合一、电除尘高频电源与五电场改造、贴壁风与燃烧器改造。改造后基本达到改造要求。在进行改造过程前后,风烟系统与燃烧系统工况发生了一些变化,通过试验与运行调整,对风烟、燃烧系统进行整体优化。
 
关键词超低排放;引增合一
 
 
超低排放改造的具体内容
 
1.1 引增合一改造
 
  在#1机组B修超低排放改造过程中,对原先引风机与增压风机进行改造。取消增压风机的同时,对现有的引风机进行整体更换,包括了风机本体与电机。某电厂改造前引风机为成都电力机械厂AN35(V13)型静叶可调轴流风机.
 
  该电厂在2013年对#1机组进行了低低温系统的改造,大幅度降低了引风机进口的排烟温度,由于烟温降低,烟气量也有所降低,进入引风机的烟气量减少了约6%,一定程度上降低了引风机的所需效率。以下为低低温省煤器改造后引风机与增压风机的累积功耗:
 
 
  根据系统阻力与现场实际工况所需要求,改造后的引风机参数如下:
 

 
  造后引风机布置位置和布置方式与原先相同,取消增压风机,改为动叶可调式风机。取消原先引风机变频控制,运行逻辑保护都进行了修改。
 
1.2 电除尘改造
  本次改造,将原先的双室四电场静电除尘器增加第五电场,并将原先的 3、4 电场改造为高频电源,新增第五电场采用脉冲电源。
改造后的目标为:

 

  改造后的电除尘应保证在投低温省煤器时:除尘器保证效率:≥99.92%且除尘器出口含尘浓度:≤20mg/Nm3。低温省煤器退时:除尘器保证效率:≥99.88%且除尘器出口含尘浓度:≤25mg/Nm3
 
1.3 低氮燃烧器与贴壁风改造
 
  该电厂#1机组在超低排放改造前存在SCR装置入口NOX超标,且调整无明显效果,厂家与电科院的专业技术人员现场调整也无作用。主要原因为两侧热负荷不平均,且部分现有燃烧器失效等原因。现有燃烧器煤粉浓缩器磨损严重,并在浓缩器中心与下方位置存在明显的结焦,燃烧器弯头与浓缩器为一体化设计,不便于煤粉浓缩器或者弯头的单独更换或者检查。同时,燃烧器还存在扩锥脱落与变形的情况,在运行一段时间后,部分燃烧器的扩锥有不同程度的烧损与脱落。这些问题的存在给该电厂的达标排放带来很大困难,同时也带来设备的安全隐患,扩锥脱落不但会造成燃烧器燃烧特性改变,使燃烧不稳、不完全,而且高处掉下的稳焰环对下部冷灰斗水冷壁也会造成很大的机械冲击力而损伤到水冷壁管,严重时可能会造成爆管、卡死捞渣机等问题。
 
  针对这些问题,本次大修改造中,将原有单层燃尽风需改造为双层燃尽风,在前后墙燃烧器侧增加贴壁风喷口,风源引自二次风箱,以减少炉膛侧墙水冷壁高温腐蚀,强化空气分级燃烧,同时兼顾NOx控制与煤粉的燃尽。对燃烧器进行改造,燃烧器入口弯头与煤粉浓缩器的分离式结构设计、一次风扩锥与风筒采用螺栓连接结构设计等。该电厂#1 机组在原先大修过程中发现水冷壁左右侧墙靠中层燃烧器至燃尽风区域存在高温腐蚀现象,腐蚀区域壁厚减薄厚度最大为1.3mm,最上层火咀附近高度管壁高温腐蚀较严重,壁厚减薄普遍在1mm左右;右墙在相同区域也存在高温腐蚀现象,经取样测量腐蚀区域减薄厚度为0.7mm左右,由于腐蚀面积较大,某电厂对管壁厚度低于6.8mm的主要腐蚀区域进行了防腐喷涂。针对某电厂锅炉高温腐蚀情况,东方锅炉与江西省电科院均来我厂进行了燃烧调整的优化试验,通过各种调整手段都无法从根本上改变两侧墙的还原性气体氛围。从每次“四管”检查数据来看,中层燃烧器到中层吹灰器标高之间的侧墙区域是高温腐蚀的“重灾区”,管壁厚度平均以每年0.5mm的速度腐蚀减薄,东方锅炉厂所提供的水冷壁设计计算书中,水冷壁直管计算最小壁厚为6.2mm,显然某电厂已有大量水冷壁管已接近甚至低于该设计值。虽然已经对两台机组进行了防腐喷涂,但喷涂只能减缓水冷壁腐蚀速度,如不能根据高温腐蚀产生的机理,最大限度的控制高温腐蚀的产生条件,按此腐蚀速度,预计2016年某电厂将被迫对水冷壁进行大规模换管。针对对冲燃烧锅炉高温腐蚀问题,现采取增设贴壁风装置、对每层燃烧器最靠两侧墙的两只燃烧器优化改造等措施,有效的改善壁面还原性氛围,抑制水冷壁管的腐蚀。增设的刚性较强的贴壁风,射入炉内与高温烟气相遇并产生强烈的混合扰动,部分二次风氧化烟气中的还原性气体以及煤粉颗粒;部分二次风在水冷壁表面形成一层空气保护膜,阻挡煤粉气流冲刷水冷壁,改善壁面的还原性气氛,有效地抑制水冷壁管的腐蚀。
 
 
 
  以上表格为月平均对比,烟囱出口粉尘与SCR入口NOX有着明显的降低,而引风机电耗因为空预器同步进行了改造,大幅度降低了空预器的进出口压差,也有较为明显的降低。
 
  (1)在投入新增五电场且一至四电场均投入高频电源后,烟囱出口粉尘浓度明显大幅度降低,符合超低排放标准。但电除尘电耗有明显上升,较未改造的#2机组,几乎是其电除尘耗电的一倍左右。
 
  (2)SCR入口NOX有明显降低,贴壁风与低氮燃烧器改造效果明显,通过调整喷氨量,降低SCR出口NOX,已可达到超低排放标准。降低了入口NOX,也有利于提高空预器的使用寿命。
 
  (3)因空预器进行换型,蓄热元件进行了整体更换,大幅度降低了空预器进出口压差,降低了引风机的电耗。同时,因为对引风机进行了扩容,增压风机取消,增强了引风机的稳定性,减少了因增压风机失速造成引风机失速的可能,提高了机组的安全。
 
3 改造后运行所采取的措施
 
3.1 针对引风机的具体调整措施
 
  引风机在改造后,取消了变频器,同时取消了增压风机,由静叶调整改为动叶调整,整体的运行方式有了很大的不同,以下为改造后风机的特性曲线
 
  通过分析改造后的风机特性曲线,风机的失速区在最低正常运行工况以下,即引风机能满足所有正常工况。
 
  在修后的试验中,专门增加了对不同负荷的SCR流场均布试验与喷氨均匀性试验,进一步优化SCR的烟气流场,降低氨逃逸率,减少空预器冷端的低温腐蚀,提高空预器蓄热元件的使用寿命。同时,加强对空预器进出口压差的监视,如超出控制范围,立刻进行加强吹灰与投入高压冲洗水进行冲洗。
 
3.2 针对管壁超温的燃烧调整与优化运行
 
  由于进行了低氮燃烧器和贴壁风改造,在改造后运行过程中发现高温再热器与高温过热器局部壁温点容易超温,特别是在吹灰过程的前后,改造对锅炉燃烧有着一定的影响。
 
  在改造后,由于无法进入锅炉内部进行观察,所以只有通过调整磨煤机各粉管的带粉能力。通过对B侧粉管进行调整,提高了所有磨煤机的B侧粉管的风速,平衡了两侧热负荷,基本解决了壁温超温的情况。为了进一步优化燃烧,降低贴壁风改造对燃烧的影响,将贴壁风进行调整试验,降低新增燃尽风的开度,并对所有贴壁风进行开度进行调校,降低炉内燃烧不均与结焦的可能性。

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