内蒙古电力技术  2018, Vol. 36 Issue (01): 76-78   PDF    
600 MW机组锅炉空预器一次风风道冷端堵塞原因分析与处理
关志成     
北方联合电力有限责任公司达拉特发电厂, 内蒙古 鄂尔多斯 014300
摘要:北方联合电力有限责任公司达拉特发电厂8号机组自SCR脱硝系统投运后,空预器前后一次风压差增大,机组被迫降负荷运行。经分析,原因为SOFA风配风不合理、SCR脱硝系统喷氨量设定值过低,造成烟气中NH4HSO4与粉尘混合物在空预器冷端板结,使空预器一次风风道通流量变小。通过采取改善炉内空气动力场、提高烟气喷氨量设定值、提高空预器吹灰压力设定值等调整措施,8号机组空预器前后一次风压差接近正常运行值,喷氨量及氨逃逸量明显降低,一次风机抢风次数也显著减少。不仅解决了空预器冷端板结问题,减少了环境污染,而且降低了发电成本,对同类型锅炉类似问题处理有一定的参考价值。
关键词空预器     一次风风道     吹灰压力     喷氨量     氨逃逸量    
Cause Analysis of Air Ducts Blocking on Air Preheater in 600 MW Unit and Its Treatment
GUAN Zhicheng     
Dalate Power Plant, Ordos 014300, China
Abstract: Since the SCR denitration system has been put into operation in Unit 8 of Dalate Power Plant, the wind pressure in air preheater increases, and the unit is forced down load operation. The cause analysis shows that SOFA wind distribution is unreasonable, setpoint of spray ammonia amount in the SCR denitration system is too low, leading to NH4HSO4 with dust mixture to form a knot on the cooling end of air preheater, thus the flow through air duct becomes smaller. By taking some measures, such as improving the aerodynamic field in the furnace, increasing the set point of spray ammonia amount, and increasing the set point of air blowing pressure, the pressure in Unit 8 approaches the normal operation, the spray ammonia amount and ammonia escape amount significantly reduces, and the number of wind grab also significantly reduces. These measures not only solves the problem of NH4HSO4 forming knot with mixture on the cooling end of air preheater, reducing the environmental pollution, but also reduce the cost of power generation, as well as provide a certain reference to deal with similar problems of the same type boiler.
Key words: air preheater     primary air duct     blowing pressure     spray ammonia amount     ammonia escape amount    
1 设备概况

北方联合电力有限责任公司达拉特发电厂(以下简称达拉特发电厂)8号机组(600 MW)锅炉为亚临界、一次中间再热循环汽包炉,单炉膛、固态排渣、全钢架悬吊结构、平衡通风。炉后布置2台三分仓容克式空气预热器(以下简称空预器),采用摆动式燃烧器,制粉系统采用正压直吹式制粉系统,配6台HP1003型中速磨煤机。为了满足环保减排的要求,2015年12月在锅炉尾部烟道增加了SCR脱硝系统。

2 存在的问题

达拉特发电厂8号机组自SCR脱硝系统投运以来,空预器一次风风道冷端开始有NH4HSO4与飞灰混合物板结,空预器前后一次风压差增大。在机组负荷较低、一次风风速较低情况下,空预器一次风风道冷端板结情况尤为严重,2台一次风机经常发生抢风故障,锅炉被迫限制给煤量与风量,机组负荷降至470 MW以下。在此情况下,通常采取的手段是减少给煤量来降负荷,减少入炉一、二次风量、降低一、二次风风压以降低直吹燃烧器火焰刚度,加大空预器吹灰频度[1]。但在2017年3—4月以来,减少锅炉一次风,降低机组出力方法采用次数较多,不仅限制机组出力,而且对设备安全运行造成威胁,影响达拉特发电厂各项指标的完成[2]

3 原因分析

综合机组实际运行情况分析,确定空预器一次风风道冷端堵塞是导致8号机组出力受限的主要原因。

3.1 SOFA风配风不合理

8号机组炉膛出口配有2层SOFA(分离燃尽风)小风门,其作用是在炉膛出口处通入冷却助燃风,使炉膛内未燃尽气体在炉膛出口迅速燃尽,防止产生还原性气体,同时通入的冷却风可降低炉膛出口烟温,防止高负荷下SCR脱硝装置入口烟温过高使催化剂失效。但炉膛出口烟温较低,会增加氨逃逸量。SOFA风风门开度原设计值不低于60%,裕度过大,导致炉膛出口处通入过量冷风,下层燃烧器风量减少,致使炉膛出口烟温过低,不仅使烟气中含氧量增加,而且降低了喷入炉膛内的液氨活性,造成氨逃逸量增大;同时空预器入口烟温也降低,致使烟气中NH4HSO4达到露点,与烟气中粉尘混合后板结在空预器冷端[3],导致一次风风道特性改变,造成一次风抢风和喘振。机组负荷为480 MW时氨逃逸量与SOFA开度对应关系如图 1所示。

图 1 氨逃逸量与SOFA风门开度对应关系曲线
3.2 喷氨量设定值较低

由于机组AGC(Automatic Generation Control,自动发电控制)指令频繁变动,同时机组尾部烟道出口喷氨量设定值偏低,造成喷氨量增大;而且脱硝效率较高,有时达到98%,导致空预器处氨逃逸量增大,其对应关系见图 2,因此造成尾部烟气中NH4HSO4生成量相对较多,在空预器一次风风道冷端板结的NH4HSO4和灰的混合物也相对较多[4]

图 2 氨逃逸量与脱硝效率对应关系曲线
3.3 空预器吹灰压力设定值偏低

由于8号机组空预器吹灰压力设定值偏低,在空预器一次风风道冷端易出现蒸汽带水现象;同时由于吹灰压力设定值过低,炉膛负压偏低,不容易带走积灰,烟气中的NH4HSO4板结后易吸附在空预器构件上[5-6]

4 运行调整与控制措施 4.1 改善炉内空气动力场

在8号机组负荷大于400 MW时,将SOFA小风门开度限制在40%以下,在保证二次风箱压力的前提下,降低炉膛出口处烟气含氧量,尽可能减少喷氨量及氨逃逸量,从而降低烟气中NH4HSO4生成量[7-12]。经多次调节,锅炉喷氨量大幅下降,氨逃逸量也随之减少。

4.2 提高喷氨量设定值

通过试验测试确定合适的喷氨量设定值,适当降低脱硝效率,以保证脱硝装置出口烟气符合环保要求。当8号机组尾部烟道出口喷氨量设定值为70 mg/m3时,8号机组喷氨量和氨逃逸量下降,并形成稳定控制趋势,同时机组氨电比也大幅下降,取得良好的经济效益。

4.3 提高空预器吹灰压力设定值

将吹空预器吹灰压力设定值由1.5 MPa提高到1.8 MPa,将炉膛负压设定值由-50 Pa改变为-300 Pa,提高烟气流速,防止黏滞性灰分再次积存。

5 效果分析

8号机组空预器前后一次风压差调整前最大为2.6 kPa,平均值1.715 kPa;调整后最大压差为1.6 kPa,大部分数据低于1.3 kPa,接近正常运行值1.0 kPa,且呈正态分布,说明空预器一次风风道冷端板结问题得到有效控制[3]。将调整前后空预器前后一次风压差进行统计并做概率图进行比较,结果如图 3所示。从图 3可以看出,调整后的空预器前后一次风压差数据偏于左侧,且数据更为集中,说明8号机组空预器一次风风道堵塞现象大大减少。

图 3 调整前后8号机组空预器前后一次风压差概率对比

调整后,8号机组喷氨量最大值由74 kg/h降至31 kg/h,平均值由57.5 kg/h降至23.9 kg/h,氨逃逸量平均值由1.439×10-6降至0.2292×10-6。同时一次风机抢风次数明显下降。不仅解决了空预器一次风风道冷端NH4HSO4板结问题,减小了环境污染,而且降低了发电成本,全年节约液氨费用约25.33万元。

6 结束语

达拉特发电厂8号机组由于喷氨量过大,造成空预器一次风风道冷端板结堵塞,一次风机抢风与喘振等不安全因素限制机组出力,影响机组效率,影响全年发电量指标的完成。通过运行参数调整,找出影响8号机组空预器一次风道冷端堵塞原因,并有针对性地采取调整控制措施,解决了空预器一次风风道冷端NH4HSO4板结问题,减少了机组降负荷次数,降低了SCR系统喷氨量,提高了机组运行经济性,对同类型问题处理具有借鉴意义。

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