省煤器及脱硝系统的除灰改造设计

根据既定的施工改造方案，每台机组增设省煤 器灰斗 7 只，同时考虑到脱硝系统飞灰的输送，每 台机组设 1 套省煤器、脱硝飞灰输送系统，每套飞 灰输送系统分 A，B 两个子系统，每个子系统分 2 个输送单元，省煤器 A 侧的 4 个灰斗和脱硝系统 A 侧的 3 个灰斗，各构成 A 侧子系统的两个输灰 单元。同理，省煤器 B 侧的 3 个灰斗和脱硝系统 的 3 个灰斗，各构成 B 侧子系统的 2 个输灰单元， 每侧的 2 个输送单元，通过合用各侧的 1 根输送管 道，将飞灰输送到电除尘入口烟道（如图 1）。
针对本工程，基本排除以上 3 种可能，经过充 分观测和分析认为，造成空预器积灰堵塞的根本原 因，是省煤器出口烟道未设置灰斗且无出灰装置， 部分粗灰粒进入空预器后，由于空预器的热段和中 间层为斜波纹，造成 2 mm 以上的粗灰粒不能随烟 气带走，堵塞在传热元件上，日积月累造成了空预 器堵灰现象，继而造成空预器阻力偏大。同时，在 省煤器出口烟道内也发现大量积灰，积灰高度最大 达 0.5 m，省煤器出口烟道的焊缝也已出现裂纹， 烟道变形漏灰，在每次停炉检修期间，需对省煤器 出口烟道内的积灰进行人工清理，不仅耗费人力物 力，而且对生产环境也造成了污染。因此必须采取 切实有效措施来消除空预器积灰堵塞和省煤器出口 烟道积灰的问题，保障机组的安全稳定运行。
（4）系统膨胀节的设计。由于省煤器、脱硝灰 斗热态时会产生较大的热位移，径向、轴向可达 150 mm 和 280 mm，因此下料管上的伸缩节，不 能采用普通形式的膨胀节，只能采用集伸缩和扭曲 为一体、具备吸收三维方向热位移的组合式膨胀 节，以充分吸收灰斗热位移的膨胀量。
（5）输送器料满判断。通常情况下一般采用射 频导纳式料位计，但在实际使用中，料位计并不可 靠，易误发信号，尤其在温度高达 400 ℃省煤器、 脱硝灰斗中。故在本工程中，在每只灰斗、落灰管 上各设置 1 只 分度耐磨型热电偶，用以取代料位 计判断灰斗料位情况，使用效果很好。
第 26 卷第 1 期 2010 年 1 月
电力科学与工程 Electric Power Science and Engineering来自Vol.26, No.1
Jan., 2010
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省煤器及脱硝系统的除灰改造设计
刘富宏
（扬州电力设备修造厂，江苏 扬州 225003）
摘要：由于电厂省煤器飞灰输送系统在实际运行中的弊端，有些电厂要求锅炉厂不设置省煤器灰斗，不单 设省煤器飞灰输送系统。但在实际运行中，却带来了一系列问题，影响了机组的安全运行。大多数电厂都 加设脱硝系统，将省煤器和脱硝系统的飞灰一并考虑，对不同的输灰方式进行了比较，提出了一种新型的 气力出灰方式，该方式经设计调试已在电厂成功应用。
（1） 输灰系统设计出力。目前燃煤供不应求， 煤质多变，系统的设计出力应适当加大，留有足够 的余量。防止出现灰量加大而系统的出力不够，继 而出现灰斗满灰被灰压塌的安全事故。本工程 BMCR 工况下，单台锅炉燃煤量 260 t/h，灰份 15％， 小时灰渣量：39 t/h，省煤器、脱硝灰量 (各按总 灰渣量 5％考虑) 各为 1.95 t/h，充分考虑输灰系 统的裕量，输灰系统设计出力为：5 t/h。
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电力科学与工程
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全运行提出了新观点，采用新的智能监控系统以及 深度集成的环境安全监控系统和自动化系统地有机 融合，较好地解决变电站的安全防护工作。目前， 该方案已经获得了部分路局、客运专线公司的认 可，下一步将在部分铁路线试用推广。
参考文献：
[1] 李子青. 国内智能视频监控技术的发展 [J]. 智能建筑， 2008，(1)：38-40. Li Ziqing. Development of intelligent video surveillance in China [J]. Intelligent Buildings, 2008, (1): 38-40.
方案 1 虽然可以使颗粒较大的省煤器飞灰与电 除尘飞灰充分混合，有利于输送并减少管道磨损， 但考虑到省煤器灰斗输灰管的垂直落差很大，达 22 m 左右，重力作用下的飞灰在下降管段易导致 大量灰堵塞在水平管与垂直管连接处。更重要的是 一旦省煤器飞灰输送出现故障，不可避免的会对电 除尘一电场的正常输灰造成不利影响；方案 2 输送 距离过长，最长达 500 m，同时加上省煤器飞灰本 身不易输送的特性，如采用方案 2，不仅需要沿输 灰管道布置补气装置，而且势必增大输送的耗气 量，增加另外的输送气源设备 （空压机、干燥机
参考文献：
[1] 张泰岩，王志伟，张营，等. 电站锅炉省煤器出口水温 变化对过热器温度影响的计算方法研究 [J]. 电力科学与 工程，2006，22（2）：14-16. Zhang Taiyan, Wang Zhiwei, Zhang Ying, et al. Effects of outlet water temperature variation of economizer on superheater temperature in utility boilers [J]. Electric Power Science and Engineering, 2006,22 (2): 14-16. （下转第 78 页）
（3）进料阀、出料阀的选用。由于省煤器、脱 硝灰的理论温度达 400 ℃左右，进料阀、出料阀 如采用气囊密封式圆顶阀，必须采用冷却水系统， 以冷却密封气囊，这样不仅系统复杂、投资较大。 更重要的一点，一旦密封气囊损坏，冷却水会渗入 发送器内，造成飞灰板结堵塞管道，给维护带来困 难。本工程中采用了复合浇铸的双金属耐磨闸板 门，这种闸板门不仅能保证系统的密封性能，同时 具备耐高温、高压的特性。
等），加上管道设备，整体投资较大；在方案 3 中， 省煤器灰斗的飞灰被直接输送至电除尘入口烟道。 这种布置方式，输灰管道短，输灰垂直距离小，而 且由于电除尘入口烟道运行工况下，为负压状态， 输送极为容易。系统的耗气量也少，无需增加额外 的气源设备，整体投资较低，最终选定第 3 种作为 最终施工的改造方案。
5 结束语
测试显示，在机组加装了省煤器脱硝输灰系统 后，引风机电流与改造前相比平均下降 25 A, 按 照锅炉年运行 6 000 h 计算，1 台机组每年可节约 用电 2 650 038 kW h。按照每 kW h 0.35 元计 算，全年可节约 1 007 014 元（约 101 万元），经 济效益极其显著；系统改造后，空预器、引风机的 安全经济水平有了很大提高，自系统投运以来，空 预器的烟气阻力没有明显增大现象，引风机电流正 常，脱硝输灰系统未发生堵塞现象，电除尘入口烟 道内的积灰现象也得到了有效消除，说明本次改造 达到了预期的目的。
至电除尘入口烟道
省煤器 A 侧灰斗
省煤器 B 侧灰斗
脱硝 A 侧灰斗
脱硝 B 侧灰斗
输送气流
图 输送系统工艺流程图
3 系统设计要点分析
相对于电除尘的飞灰输灰系统，本系统并不复 杂，可控设备较少，控制部分相对简单，但由于省 煤器飞灰和脱硝飞灰的特殊性，在进行系统设计和 输送控制参数选择时，几个关键点必须引起重视， 否则改造的系统不仅不能解决机组的固有问题，而 且给新系统的安全运行留下隐患，具体在系统设计 时，必须注意以下几点：
1 空预器积灰堵塞的原因分析
一般空预器积灰堵塞的原因有：（1） 烟道内
排烟温度过底时，造成烟气中露点升高，在空预器 低温段烟气中水份部分析出，造成粉尘受潮积灰堵 塞；（2） 空预器蒸汽吹灰效果不明显，蒸汽过热 量不够，蒸汽带水，致使飞灰黏结成块而堵灰；（3） 省煤器泄漏而未能及时停炉处理，造成空预器积灰 严重。
（6）输送系统耗气量的控制。主要考虑避免气 力 除 灰 系 统 的 气 量 对 引 风 机 出 力 造 成 影 响，在 BMCR 下，省煤器出口烟气量：1 460 885 Nm3/h， 引风机能力通风量：1 750 680 Nm3/h，本工程的 气力出灰系统运行最大耗气量约为 210 Nm3/h，引 风机通风量仅增加万分之 1.4，在引风机正常运行 工况范围内，对于引风机的运行几乎没有影响。
关键词：空预器；省煤器及脱硝系统；输灰系统；改造设计
中图分类号：TK284 文献标识码：A
0 引言
江苏常熟电厂 600 MW 机组锅炉设备，采用的 是哈尔滨锅炉厂有限公司生产的 HG1952/25.4YM1 型、超临界参数变压运行直流炉、一次再热、单 炉膛、平衡通风、固态排渣 型锅炉，4 台 BBD4360 双进双出磨煤机正压直吹式制粉系统，型号为 31VI(T)-SMR 的容克式空预器，传热元件板型：热端 和中间层为 FNC 型(斜波纹)，冷端为 NF6(直波纹)。 燃烧煤种为神府东胜煤、 混煤及大同煤， 32 只低 NOX 轴向旋流燃烧器采用前后墙布置、对冲燃烧。 省煤器出口烟道未设置灰斗，机组投产后，发现空预 器传热元件经常积灰堵塞，造成烟气阻力严重偏高， 在负荷为 600 MW 时，空预器烟气阻力最大可达 3.6 kPa，造成引风机电流偏大，炉膛压力大范围波 动，影响了机组满负荷运行，对机组运行的经济性和 安全性造成了一定的危害。在空预器高压清洗后不 到 1 周的时间内,烟道的烟气阻力就快速升高，因此 急需找到空预器积灰堵塞的原因，以便采取针对性 的措施加以解决，从而保证机组安全经济运行。
（2）发送器的容积确定。发送器应具有足够的 容积，以尽量减少阀门动作时间，但也不宜过大，
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省煤器灰斗一般不大于 0.5 m3，如果发送器容积过 大，装料时间稍有增加会造成瞬间物料输送量过 大，造成运行中堵管。系统的运行模式宜采用“少 量多次”的发送方式进行，以尽量减少系统对电除 尘系统和引风机的影响，同时每次输送的相对少量 的飞灰，能够被烟气顺利带到电除尘区，避免沉积 在电除尘入口烟道处。本工程采用的发送器容积为 0.3 m3。
在安装省煤器输灰系统的 1 号炉的空预器清洗 后，在机组负荷 600 MW 情况下，测定空预器烟 气阻力为 1.5 kPa，在连续运行 40 d 后，经测定压 差无明显增大现象；而未安装省煤器输灰系统的 3 号炉在空预器清洗后，空预器烟气阻力在不到 1 周 的时间内即升高到 2.7 kPa (设计烟气阻力为 1 kPa)。说明在 1 号炉在安装省煤器输灰系统后，粗 灰粒大部分从省煤器灰斗排出，减轻了空预器传热 元件的粗灰堵塞现象，从而有效降低了空预器的烟 气阻力。安装有省煤器飞灰输送系统机组的空预器 的烟气阻力和引风机电流，都回归到了正常值，电 除尘入口烟道的飞灰沉降淤积问题，也得到了有效 解决。