脫硫系統 GGH吹灰器高壓水噴嘴改進

王源昌

(廣東粵華發電有限責任公司,廣東廣州 510731)

脫硫系統 GGH吹灰器高壓水噴嘴改進

王源昌

(廣東粵華發電有限責任公司,廣東廣州 510731)

GGH堵塞是脫硫系統運行常見問題之一,介紹了通過擴大吹灰器高壓水噴嘴口徑,增加噴嘴射流流量,提高對脫硫系統 GGH清洗效果的途徑,并實現脫硫系統不開煙氣旁路擋板進行 GGH波紋板高壓清洗的目的。

GGH;高壓水噴嘴;噴嘴射流

1 概況

廣東粵華發電公司 2×300MW機組,2臺機組共用 1套脫硫系統 (設 GGH),于 2006年 7月投運。GGH型號 33GVN420,換熱元件高 420mm,換熱面積 27974m2,轉子直徑 16080mm,轉子由徑向隔板分為 24個扇區,每個扇區包含 18換熱元盒,共 432個。GGH原配置 1臺上部吹灰器,行程 7.345m,吹灰介質為壓縮空氣、高壓水及低壓水。

脫硫系統運行期間,GGH堵塞現象非常嚴重。分析發現造成 GGH堵塞的原因有二個:一是原煙氣灰分及凈煙氣攜帶漿液的沉積結垢引起堵塞;二是壓縮空氣吹掃壓力偏低,無法將結垢吹掃干凈。因此,在 2009年 3月脫硫系統檢修期間,電廠對 GGH吹灰器進行了改造,增設 1臺下部吹灰器,型號與上部吹灰器相同,并對上部吹灰器進行了優化。改造后,GGH上部吹灰器吹灰介質為蒸汽、高壓水及低壓水;下部吹灰器吹灰介質為蒸汽、高壓水。蒸汽吹灰時壓力為 1.0MPa,高壓水清洗時壓力為 11MPa。

2 存在問題

從運行情況來看,GGH除每班進行蒸汽吹灰外,還定期進行高壓水清洗。加裝下部吹灰器后,GGH維持低壓差的運行時間加長,但一般過 2～4個月后,GGH壓差會逐漸升高,特別是煤種發生變化時,如燃燒低熱值、高灰分煤種,由于煙氣量增大和灰分增多,電除塵器不能有效控制進入 GGH的原煙氣中粉塵含量,使得 GGH壓差很快升高。壓差升至一定值后 (1000 Pa),需對 GGH進行吹灰器高壓水清洗,并結合人工清洗,GGH壓差才會有一定幅度的下降,但下降幅度較小。一般情況下,高壓水清洗后 GGH壓差在 800 Pa以上。

但在系統運行時,GGH高壓水清洗必須打開系統旁路擋板門進行離線清洗,否則效果很差。在此期間,大量未經凈化的煙氣排入大氣中,嚴重污染了環境,給電廠經濟效益帶來較大影響。

3 改進措施

GGH吹灰器高壓水由高壓清洗機供給。高壓清洗機型號為 552P40,最高工作壓力 1.35MPa,理論流量 116L/min。吹灰器配 6個高壓水噴嘴 6個,每個噴嘴口孔為 1.5mm;在正常的高壓水清洗下,吹灰器高壓水軟管前的壓力為 11MPa。

針對吹灰器高壓水清洗需在開旁路離線進行,且清洗效果不佳的情況,經過分析認為在現有設備的基礎上,可以對 GGH上部吹灰器高壓水噴嘴進行改進,并進行了多次試驗,而下部吹灰器因離 GGH波紋板較遠,高壓水清洗作用很小,因此不對其進行改進。為了觀察高壓水噴嘴改進試驗效果,對噴嘴進行了兩次試驗,首先將 4個高壓水噴嘴口徑改為1.7mm,之后將全部 6個噴嘴孔徑改為 1.7mm。改進前后噴嘴示意見圖 1。

圖 1 GGH上部吹灰器高壓水噴嘴改造前后示意

3.1 4個噴嘴改進

2010年 8月 9日,抽出 GGH上部吹灰器槍管,取下高壓水 6個噴嘴中的 4個,用高速鉆頭將其口徑鉆為 1.7mm。安裝后啟動高壓清洗機,上部吹灰器高壓水軟管前的壓力為 10.6MPa。

脫硫系統投運后,在 2臺機組負荷各為240MW、脫硫煙氣量為 2200 km3/h情況下,GGH凈煙氣壓差 830 Pa。在不開啟旁路擋板的情況下,采用上部吹灰器對 GGH進行了在線高壓水清洗。清洗后 GGH凈煙氣壓差約降 130 Pa,效果顯著。

3.2 全部噴嘴改進

2010年 10月 15日～17日,利用脫硫系統檢修期間,把 GGH上部吹灰器高壓水噴嘴剩余的 2個噴嘴口徑也改為 1.7mm。安裝后啟動高壓清洗機,上部吹灰器高壓水軟管前的壓力為 9.5MPa。

2010年 10月 26日,機組燃用煤種發生了變化,燃用了石碳煤,該煤種熱值低,灰分高。燃用該煤種后,2臺機組負荷各為 240MW時,脫硫煙氣量最高升到 2400 km3/h,GGH凈煙氣壓差最高升到1226 Pa,2臺增壓風機接近全開,增壓風機總電流達587A,脫硫系統參數已接近極限,隨時有可能被迫退出脫硫系統運行。在此情況下,運行人員立即對GGH采用在線高壓水清洗,在不開啟旁路擋板的情況下,使用上部吹灰器對 GGH進行清洗。經過 2個程序約 12 h的清洗,GGH壓差大幅下降,由 GGH原 /凈煙氣壓差 1009/1226 Pa降為 479/699 Pa,下降達 500 Pa以上。2臺增壓風機開度降為 70%,增壓風機總電流為 420A,下降達 167A。

從以上分析可以看出,GGH上部吹灰器高壓水噴嘴口徑加大后,清洗效果非常明顯,GGH壓差和增壓風機電流均大幅度降低。在此后的系統運行中,GGH壓差達 800～900 Pa時,采用上部吹灰器高壓水清洗,GGH壓差都能降至 650～700 Pa。

4 噴嘴擴大的理論分析

在文中忽略了高壓水管道沿程及局部阻力損失,也不考慮噴嘴流量系數影響,只采用高壓水射流理論的簡化公式,分析噴嘴改進前后參數變化。

4.1 噴嘴改進前

GGH上部吹灰器高壓噴嘴改進前,6個噴嘴孔徑均為 1.5mm,高壓清洗時,吹灰器高壓水軟管前壓力為 11MPa。噴嘴的當量直徑為 3.67mm2,噴嘴出口射流速度 148m/s,噴嘴射流流量 93.8L/min,則射流功率 17248W。

4.2 噴嘴改進后

GGH上部吹灰器高壓噴嘴擴孔后,6個噴嘴孔徑均為 1.7mm,高壓清洗時,吹灰器高壓水軟管前壓力為 9.5MPa。噴嘴當量直徑為 4.16mm2,噴嘴出口射流速度 138m/s,噴嘴射流流量 112L/min,射流功率為 17786W。

從以上計算可知,當噴嘴口徑由原 1.5mm擴至1.7mm后,噴嘴出口射流速度降低了 10m/s,射流流量和射流功率分別增加 18L/min和 538W。高壓水噴嘴流量的變化對 GGH清洗效果很重要,當高壓水壓力在 8MPa以上時,加大噴嘴口徑及選擇流量更大的高壓清洗機,可以提高噴嘴流量,對 GGH清洗效果影響明顯。但同時也要考慮在 GGH在線高壓水清洗時,煙氣流量變化對脫硫系統的影響。

5 結語

通過對 GGH吹灰器高壓水噴嘴的擴大改進,GGH的清洗效果明顯的提高,并實現了不開啟旁路擋板進行 GGH高壓清洗的目的,從而使 GGH長期保持在低壓差下運行,大大提高脫硫系統運行的可靠性,樹立了電廠良好的環保形象。

[1]薛勝雄.高壓水射流計算工程[M].合肥:合肥工業大學出版社,2006.

[2]JB/T 8093-1999,高壓水射流設備[S].

Discussion on improvement of GGH jetblower high-pressure water nozzle in desulfurization system

GGH blockage was one of the main problem s in W FGD system operation.The way to improve the GGH cleaning effect inW FGD equipmentwas introduced,which was increasing the nozzle jet flow by expanding the jetb lower’s high-pressure water nozzle diameter.The purposes to m ake the high pressure water cleaning of GGH w ithout opening the bypass damper of flue gas desulfurization system were achieved.

GGH;high-pressure water nozzle;injection stream〗

X701.3

B

1674-8069(2011)05-039-02

2011-05-20;

2011-08-06

王源昌 (1970-),男,工程師,從事火電廠鍋爐設備點檢管理技術工作。E-mail:wycyyl@gmail.com