淺析鍋爐加裝SCR脫硝裝置尾部受熱面的改造方案

淺析鍋爐加裝SCR脫硝裝置尾部受熱面的改造方案摘要:為滿意脫硝改造要求，解決鍋爐存在的省煤器泄露造成機(jī)組非停、排煙溫度高、再熱汽溫偏低等問(wèn)題，保證機(jī)組運(yùn)行的平安性和經(jīng)濟(jì)性。本文針對(duì)該電廠現(xiàn)有煤質(zhì)和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合熱力計(jì)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行全面分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行管屏計(jì)算，提出2種受熱面改造方案，進(jìn)行方案可行性論證，確定最佳、最有效的改造方案。關(guān)鍵詞：脫硝改造；鍋爐；校核計(jì)算；方案分析0引言某電廠2×220MW機(jī)組鍋爐NOx的排放限值為200mg/Nm3，當(dāng)前排放濃度在500～800mg/Nm3，遠(yuǎn)高于新環(huán)境愛(ài)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，電廠方案對(duì)兩臺(tái)鍋爐進(jìn)行采納SCR方案的脫硝改造，但是尾部煙道空間有限，無(wú)法布置SCR系統(tǒng)。兩臺(tái)鍋爐省煤器均存在磨損嚴(yán)峻問(wèn)題。為此，對(duì)鍋爐進(jìn)行綜合治理，以滿意脫硝改造要求，降低NOx排放濃度，同時(shí)解決鍋爐存在的省煤器泄露造成機(jī)組非停、排煙溫度高、再熱汽溫偏低等問(wèn)題，是該電廠貫徹落實(shí)國(guó)家環(huán)保政策和集團(tuán)節(jié)能減排要求的必定選擇，同時(shí)也是提高機(jī)組平安性和經(jīng)濟(jì)性的當(dāng)務(wù)之急。在此背景下，對(duì)鍋爐的受熱面改造刻不容緩。1鍋爐概況討論對(duì)象為超高壓參數(shù)、一次中間再熱、單汽包、自然循環(huán)蒸汽爐，配220MW汽輪發(fā)電機(jī)組。鍋爐呈∏型布置，前部豎井為爐膛，其四周為膜式水冷壁，爐膛上方布置有前屏過(guò)熱器，爐膛出口處布置有后屏過(guò)熱器，在水平煙道里裝設(shè)有對(duì)流過(guò)熱器和再熱器熱段。爐頂、水平煙道兩側(cè)及轉(zhuǎn)向室布滿了頂棚管及包墻管;尾部豎井為煙道，其間布置有再熱器冷段，以及交叉布置的兩級(jí)省煤器和兩級(jí)空氣預(yù)熱器。本鍋爐系固態(tài)排渣煤粉爐，采納直流燃燒器、四角布置切圓燃燒方式，配有四臺(tái)鋼球磨煤機(jī)。制粉系統(tǒng)為乏氣送粉、中間儲(chǔ)倉(cāng)式，配有冷、熱爐煙系統(tǒng)，熱煙取自十米爐膛兩側(cè)水冷壁，冷煙來(lái)自引風(fēng)機(jī)出口，由兩臺(tái)冷煙風(fēng)機(jī)送入制粉系統(tǒng)內(nèi)。表1燃料特性<imgalt=“1.png”border=“0”src=“/UploadFiles/2020001/20207/Env/202007231541270229.png”/表2鍋爐主要參數(shù)<imgalt=“2.png”border=“0”src=“/UploadFiles/2020001/20207/Env/202007231541270902.png”/2改造方案設(shè)想及分析2.1問(wèn)題相關(guān)性及改造必要性分析鍋爐存在的再熱汽溫偏低、排煙溫度偏高、省煤器磨損嚴(yán)峻、管式預(yù)熱器阻力大、空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率大以及大負(fù)荷下送風(fēng)機(jī)等問(wèn)題，存在肯定的相關(guān)性。當(dāng)解決了再熱汽溫偏低問(wèn)題，排煙溫度隨之下降，當(dāng)更換了新型省煤器，解決了省煤器磨損問(wèn)題，排煙溫度亦隨之下降;當(dāng)更換了新型空氣預(yù)熱器，預(yù)熱器阻力過(guò)大、漏風(fēng)率過(guò)大和大負(fù)荷下送風(fēng)機(jī)等問(wèn)題得到解決，排煙溫度亦隨之下降。依據(jù)以往的燃燒調(diào)整試驗(yàn)以及機(jī)組檢修閱歷，以上問(wèn)題通過(guò)運(yùn)行調(diào)整或一般性檢修已經(jīng)無(wú)法徹底解決，所以說(shuō)，通過(guò)綜合治理的受熱面改造，增加尾部煙道空間以布置SCR系統(tǒng)，同時(shí)一并解決鍋爐存在的上述問(wèn)題，以提高機(jī)組的平安性和經(jīng)濟(jì)性，成為電廠的當(dāng)務(wù)之急。2.2改造方案總述方案一改造內(nèi)容如下:利用水平煙道的空間，增加高溫再熱器的受熱面;拆除尾部煙道中高溫省煤器、低溫省煤器以及附屬設(shè)備，布置H型省煤器;拆除高溫空氣預(yù)熱器、低溫空氣預(yù)熱器，布置回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。方案二改造內(nèi)容如下:拆除原有的冷段再熱器，布置全新的冷段再熱器;拆除尾部煙道中高溫段省煤器、低溫段省煤器以及附屬設(shè)備，布置H型省煤器;拆除高溫段空氣預(yù)熱器、低溫段空氣預(yù)熱器，布置回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。3計(jì)算結(jié)果及分析方案一改造內(nèi)容為高溫再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器，方案二的改造內(nèi)容為冷段再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。表3不同方案對(duì)比分析兩個(gè)方案的主要區(qū)分在于:1)改造冷段再熱器現(xiàn)場(chǎng)改造工作量較大，涉及到多個(gè)部件的改造，施工周期長(zhǎng)，需要拆除冷再全部受熱面和懸吊管，冷段再熱器增加面積后出口汽溫進(jìn)一步上升，壁溫會(huì)進(jìn)一步上升，考慮到方案的牢靠性，低溫再熱器受熱面管材須進(jìn)行升檔，采納SA-210C管材替換20G管材。同時(shí)，為增加低溫再熱器受熱面面積，受熱面由∩型布置改為受熱面E型布置，蛇形管中間間距留出760毫米檢修空間和裝設(shè)吹灰器，再熱器冷段入口集箱高度須降低840mm，需要拆除后包墻管穿墻部分和冷段再熱器入口集箱，同時(shí)需要針對(duì)再熱器入口管道重新進(jìn)行管系計(jì)算，核算集箱及管道推力，重新選取吊掛。另外，由于低溫再熱器入口高度降低，需要改造省煤器出口集箱，滿意低溫再熱器的安裝空間，脫硝出口煙道高度降低，不利于脫硝系統(tǒng)的布置。相比之下，方案一工作量較小，僅需將高再出口段管屏隔斷，連接新管屏，而且采納壁溫裕量更大的T91材料，增加了運(yùn)行的牢靠性。2)考慮到懸吊管的強(qiáng)度，在方案二中增加了冷段再熱器受熱面后，需要相應(yīng)的削減省煤器的重量，省煤器的傳熱溫壓要高于冷段再熱器，受熱面面積削減后出口煙溫上升，排煙溫度上升，與方案一相比上升了5～10℃，所以方案二經(jīng)濟(jì)性低于方案一;再熱系統(tǒng)吸熱量增加后，汽汽交換器閥門(mén)開(kāi)度會(huì)關(guān)小，再熱蒸汽流經(jīng)比例減小，過(guò)熱汽溫上升，過(guò)熱減溫水量上升，在方案二中，省煤器吸熱量偏小，過(guò)熱減溫水量增加，受兩因素疊加影響，方案二不利于過(guò)熱汽溫的掌握。綜合對(duì)比，建議采納方案一，即通過(guò)改造高溫再熱器、H型省煤器、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器來(lái)滿意脫硝改造的要求，同時(shí)解決鍋爐存在的一系列問(wèn)題。4結(jié)論及建議通過(guò)對(duì)某電廠2×220MW機(jī)組鍋爐綜合治理受熱面改造可行性討論，得出以下結(jié)論及建議:1)NOx排放濃度高、省煤器磨損嚴(yán)峻、排煙溫度高、再熱汽溫低、空氣預(yù)熱器阻力大以及漏風(fēng)率偏高等問(wèn)題的存在嚴(yán)峻影響著機(jī)組的平安性和經(jīng)濟(jì)性，所以對(duì)鍋爐進(jìn)行綜合治理的受熱面改造成為電廠的當(dāng)務(wù)之急。2)通過(guò)不同改造方案的對(duì)比分析，建議采納方案一，即進(jìn)行高溫再熱器、省煤器、和空氣預(yù)熱器改造。3)改造的主要內(nèi)容:拆除尾部煙道的高溫省煤器、高溫空氣預(yù)熱器、低溫省煤器、低溫空氣預(yù)熱器以及附屬設(shè)施;利用水平煙道空間，高再后半部分管屏高度加長(zhǎng)，增加受熱面面積;布置H型省煤器;布置兩臺(tái)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。4)受熱面改造后能夠滿意SCR系統(tǒng)的布置，依據(jù)實(shí)際狀況，現(xiàn)場(chǎng)條件能夠滿意受熱面改造的施工條件，該鍋爐能夠進(jìn)行該項(xiàng)受熱面的改造工作。5)該項(xiàng)改造實(shí)施后，常規(guī)負(fù)荷下修正后排煙溫度將從162.66℃下降到147.82℃，鍋爐熱效率提高約1.01個(gè)百分點(diǎn)。6)受熱面改造后，