省煤器旁路煙氣擋板投用對鍋爐參數的影響

王濤

（國電成都金堂發電有限公司 四川金堂 610400）

省煤器旁路煙氣擋板投用對鍋爐參數的影響

王濤

（國電成都金堂發電有限公司 四川金堂 610400）

隨著國家對氮氧化物排放控制標準的提高，對燃煤電廠的環保運行設施要求越來越嚴格。地處四川地區的火電廠負荷率較全國大部分地區都偏低，負荷率降低鍋爐省煤器出口煙氣溫度隨之降低，從而使SCR脫硝裝置入口煙溫降低，嚴重影響了催化劑的活性，帶來氨氣逃逸率增大和空預器銨鹽堵塞的現象。為了解決這一問題，我公司對鍋爐尾部煙道進行了改造，增加了省煤器旁路煙氣擋板，在鍋爐低負荷時開啟該擋板提高脫硝SCR入口煙氣溫度，保證了脫硝裝置的正常投用。本文對旁路煙氣擋板投用后對鍋爐參數的影響進行分析并提出建議。

省煤器煙氣旁路；鍋爐參數；操作建議

1 工程概況

國電成都金堂發電有限公司#61、#62機組采用的是東方鍋爐（集團）股份有限公司生產的600MW鍋爐，型號為：DG2028/17.45－II5型，亞臨界、自然循環、前后墻對沖燃燒，單爐膛、一次中間再熱、平衡通風、固態排渣、尾部雙煙道、露天布置、全鋼構架的Π型汽包爐，再熱汽溫采用煙氣擋板調節，空氣預熱器置于鍋爐主柱內。

為滿足火電廠大氣污染物排放標準（GB13223-2011）要求，兩臺機組鍋爐于2012年和2013年進行了全煙氣脫硝改造，采用的脫硝工藝為選擇性催化還原（SCR）工藝。脫硝系統采用一臺爐兩個反應器配置。每爐分別設置氨的噴射系統、煙道及反應器系統、催化劑聲波吹灰系統、尿素水解系統等。脫硝催化劑入口設計最低噴氨溫度320℃。機組低負荷時段脫硝入口煙氣溫度低于320℃（在300℃左右），達不到最低噴氨溫度要求，導致機組低負荷時段脫硝系統無法正常投入運行，不能滿足脫硝系統全時段運行的環保要求。為了解決這一問題，2015年#61機組C修、#62機組A修期間進行加裝省煤器煙氣旁路煙道改造工作，使低負荷時段（50%BECR）SCR入口煙氣被高溫煙氣摻混后，煙氣溫度≥320℃，以滿足脫硝裝置的正常運行。省煤器旁路煙氣擋板改造示意圖如圖1（安裝于低過側）。

2 旁路煙氣擋板試驗數據

省煤器旁路煙氣擋板投用后，在鍋爐負荷為56%時進行了全開試驗，具體試驗數據見表1～3。

2.1 旁路煙氣擋板開啟后鍋爐主要參數變化（如表1）

2.2 脫硝入口煙氣溫度變化（如表2～3）

脫硝催化劑入口斷面溫度測點布置圖如圖2。

圖1

表2

表3

圖2

3 數據分析

（1）在本次試驗中保持鍋爐運行工況不變的情況下，省煤器旁路煙氣擋板從0～100%按照每次開20%的方式遞增開啟，穩定后抄錄相關數據，直至全部開啟，整個過程中鍋爐主再汽溫的影響不明顯。過熱減溫水沒有明顯變化。

（2）由于通過旁路的煙氣量增加，相應的減少了通過省煤器的煙氣，從而使低過側及低再側省煤器出口煙氣溫度下降，再熱側省煤器出口煙氣溫度下降5℃，過熱側省煤器出口煙氣溫度下降8℃。

（3）由于部分煙氣沒有通過省煤器換熱，而是直接進入SCR脫硝裝置，故空氣預熱器入口煙氣溫度上升，排煙溫度上升，在本次試驗中A側排煙溫度上升4℃，B側排煙溫度上升2℃。

（4）低過側省煤器出口給水溫度略有下降，低再側省煤器出口給水溫度變化不明顯。

（5）由于旁路煙氣量較少，系統阻力變化不明顯，引風機電流無明顯變化。

（6）脫硝SCR入口斷面溫度場隨著旁路煙氣擋板逐漸開大，不均勻程度增加，全開時最高最低點溫度差最大達到68℃。

（7）脫硝SCR入口斷面平均溫度上漲，本次試驗中上漲幅度為20℃左右，達到了提高脫硝入口煙氣溫度的目的。

4 結論及建議

（1）省煤器旁路煙氣擋板開啟后能夠達到提高脫硝入口煙氣溫度的目的，但是會造成給水溫度下降、排煙溫度上升從而導致鍋爐效率下降。如旁路煙氣擋板全開，排煙溫度上升3℃，影響鍋爐效率下降0.15%，煤耗上升0.5g/kWh。

（2）按照脫硝設計溫度320℃，省煤器旁路煙氣擋板運行中不需要全部開啟，建議開啟至40%就能達到平均溫度超過320℃，此時對鍋爐主要參數影響較小，且能夠達到脫硝正常投入的目的。

（3）由于省煤器旁路煙氣擋板開啟后脫硝入口溫度場不均勻程度增加，應對噴氨閥門開度作出調整，防止氨氣局部過噴氨逃增加。

（4）省煤器旁路煙氣擋板開啟過程中并不是所有斷面溫度都呈上升趨勢，從表中數據來看2/3/4三個測點溫度隨擋板開啟下降，其余測點溫度上升。由于旁路擋板開啟后原主路煙氣量減少煙溫下降，這部分煙氣仍占混合煙氣的較大一部分，由于現場布置約束我公司旁路后煙氣混合的流程不夠，所以高溫煙氣和低溫煙氣呈分層狀態，經過脫硝煙道折向以后到達脫硝SCR入口，這樣就造成靠爐后的煙氣溫度高而靠爐前的溫度偏低。雖然總體平均煙氣溫度滿足了催化劑的活性要求，但是局部會造成催化劑活性不夠氨氣的逃逸率增加。建議應根據現場流場的特點重新設計導流板，使在旁路擋板開啟是整個煙道的溫度場分布更為均勻。

（5）旁路煙氣擋板開啟過程中會對主、再汽溫造成波動，表中記錄的是穩態參數反應不出變化。實際變化過程是再熱汽溫下降，過熱汽溫上升。原因為旁路開啟時增加了低過側煙氣量，在總的煙氣量不變的情況下使處于尾部豎井前煙道的低再熱煙氣流量減少，從而帶來上述變化。運行中應掌握此變化規律，提前進行控制，保證鍋爐主、再汽溫的穩定。

（6）原設計中省煤器旁路擋板為自動控制，控制對象為斷面8個溫度測點的平均值。擋板開啟煙溫變化慣性較大，很容易造成擋板調節不穩定，一直來回開關，故建議采用手動控制。

（7）運行中在機組加減負荷時要加強對旁路煙氣擋板的監視和控制。由于設置有煙氣溫度低報警，所以減負荷時運行人員能夠及時開啟旁路煙氣擋板提高煙氣溫度。但是加負荷時經常會不關注旁路擋板處于開啟狀態，結果造成排煙溫度高。我公司除塵采用的是電袋式，除塵器設置為2級電場+3級布袋，為了保護布袋的安全運行，在空預器出口至除塵的煙道上設置事故噴水控制該煙道內煙氣溫度不超過160℃，如果加負荷過程中不對旁路煙氣擋板進行控制將有可能造成空預器出口超過160℃，而造成事故噴水動作。

（8）鍋爐受熱面吹灰時應提前適當開啟旁路煙氣擋板。因為吹灰后受熱面清潔程度提高，吸熱性能增強，鍋爐尾部的煙氣溫度下降明顯，如不預先開啟會造成脫硝入口煙氣溫度出現達不到設計噴氨溫度的現象，從而影響脫硝系統和空預器的安全運行。

[1]姜錫倫.鍋爐設備及運行[M].北京電力出版社，2006.

[2]涂中強.鍋爐設備及運行[M].化學工業出版社，2011.

[3]李青，公維平.火力發電廠節能和指標管理技術[M].中國電力出版社，2006.

X701.3

A

1004-7344（2016）06-0080-02

2016-2-15

王濤（1977-），男，工程師，本科，主要從事發電廠鍋爐運行等相關工作。