高效爐溫提升技術(shù)在機(jī)組啟動(dòng)過程中的應(yīng)用

孟凡亮 王元雷 劉明

摘 要：隨著環(huán)保形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，中國提出了“綠水青山就是金山銀山”的2017環(huán)境日主題。華電章丘發(fā)電有限公司在開機(jī)過程中積極探索新技術(shù)，研究新方法，探索出了以輔汽為熱源、除氧器作為加熱器的高效爐溫提升技術(shù)，將傳統(tǒng)爐底加熱理念轉(zhuǎn)移到汽機(jī)側(cè)進(jìn)行，解決了亞臨界控制循環(huán)鍋爐爐底加熱的諸多弊端，而且實(shí)現(xiàn)了開機(jī)全程N(yùn)Ox不超標(biāo)的環(huán)保要求，在節(jié)能降耗、能源梯級(jí)利用和延長(zhǎng)設(shè)備壽命方面，取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：爐溫提升;控制循環(huán);除氧器;節(jié)能降耗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.189

0 引言

鍋爐燃燒時(shí)，燃煤所生成的NOx約占排氣中NOx的80%以上[1]。在鍋爐啟動(dòng)階段，爐膛出口溫度達(dá)不到脫硝系統(tǒng)投入噴氨溫度，噴氨無法投運(yùn)，投粉燃燒易造成NOx排放超標(biāo)現(xiàn)象。為避免這種情況，鍋爐點(diǎn)火采用油槍暖爐，在爐溫達(dá)到要求后再啟動(dòng)制粉系統(tǒng)。長(zhǎng)時(shí)間投油暖爐，用油多經(jīng)濟(jì)性差，環(huán)保設(shè)備中的電除塵、脫硫設(shè)施無法投入，煙氣中的粘性成分附著在催化劑表面，影響設(shè)備壽命。

為確保開機(jī)過程中NOx不超標(biāo)，兼顧經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備安全性，對(duì)#4爐啟動(dòng)過程進(jìn)行優(yōu)化，創(chuàng)造性的提出了高效爐溫提升技術(shù)。傳統(tǒng)的爐底加熱技術(shù)，是在水冷壁下聯(lián)箱上布置加熱管道的方法，該種方法存在加熱不均勻、鍋爐振動(dòng)大、尾部受熱面無法加熱等弊端。部分控制循環(huán)鍋爐在爐水循環(huán)泵的出口安裝一個(gè)小阻力的蒸汽加熱器來實(shí)現(xiàn)爐底加熱的，由于采用集中式加熱器，管徑較大，加之爐水泵及水冷系統(tǒng)管道熱膨脹量大，投入加熱器運(yùn)行時(shí)會(huì)造成應(yīng)力集中、管道振動(dòng)等，影響爐水泵運(yùn)行，且加熱區(qū)域僅限于水冷壁，無法全爐膛加熱。

高效爐溫提升技術(shù)，以除氧器作為加熱器，在除氧器—省煤器—水冷壁間建立閉式循環(huán)持續(xù)加熱，將鍋爐金屬和爐內(nèi)工質(zhì)溫度水平提升至150℃，實(shí)現(xiàn)全爐膛加熱，降低啟動(dòng)用油，縮短啟動(dòng)時(shí)間，取得良好經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保效益。相比于其他爐底加熱技術(shù)來說，具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1 系統(tǒng)介紹

（1）鍋爐系統(tǒng)。華電章丘發(fā)電有限公司二期工程#3、#4機(jī)組配套鍋爐為亞臨界一次再熱控制循環(huán)汽包爐，單爐膛∏型露天布置，3臺(tái)爐水循環(huán)泵。

（2） 燃料及油槍布置。設(shè)計(jì)燃用高揮發(fā)分煙煤，點(diǎn)火助燃為0號(hào)輕柴油。

燃燒器風(fēng)箱中設(shè)3層共12只油槍。

（3）NOx脫除系統(tǒng)。鍋爐省煤器出口布置2臺(tái)SCR反應(yīng)器。采用液氨做還原劑。每臺(tái)反應(yīng)器催化劑按3層模式布置。經(jīng)處理后排放煙氣中NOx含量降低至50mg/Nm?，達(dá)到超低排放要求。

2 高效爐溫提升系統(tǒng)

（1）實(shí)施方案。從鍋爐檢修放水母管引出爐水，用升壓泵打回#5低加入口，爐水進(jìn)入除氧器利用輔汽加熱后通過給水系統(tǒng)進(jìn)入省煤器、水冷壁，形成閉式循環(huán)提高爐水溫度，啟動(dòng)初期不合格的爐水排至深度降煙溫低溫段利用爐水余熱來加熱一、二次風(fēng)。具體爐水循環(huán)流程為：鍋爐下水包檢修放水→新增加管道→深度降煙溫高溫供水管道→高溫段升壓泵→改造增加管道→高溫段再循環(huán)管道→#5低加入口→除氧器加熱→省煤器→水冷壁→下水包。

（2）實(shí)施過程。將檢修放水管與原疏水至定排管道連接斷開，在#4爐冷渣斗后分兩路：一路通過手動(dòng)門與深度降煙溫高溫供水管道連接，另一路通過手動(dòng)門接入疏水母管至定排管路。

將升壓泵出口管道通過手動(dòng)門與高溫?fù)Q熱器再循環(huán)管道連接。

不合格的水質(zhì)通過汽機(jī)房六米高溫段放水與低溫段放水的聯(lián)絡(luò)管道排至低溫段進(jìn)行系統(tǒng)沖洗和提升一二次風(fēng)溫，最后在升壓泵房通過低溫段管道放水將水排出。

鍋爐上水完畢，閉式循環(huán)建立后，逐步提升除氧器水溫，控制循環(huán)水量。經(jīng)過7h熱力循環(huán)，汽包壓力0.47MPa，爐水溫度148.95℃，過熱器溫度142℃，尾部煙道150℃。點(diǎn)火到脫硝系統(tǒng)投入3h。

3 取得的效益計(jì)算

（1）經(jīng)濟(jì)效益。之前開機(jī)，鍋爐點(diǎn)火至汽包壁溫到達(dá)148.95℃，耗時(shí)2.47h，耗油量15.587噸。節(jié)省燃油費(fèi)10.91萬元;由于爐溫提升系統(tǒng)的投入，鍋爐點(diǎn)火的時(shí)間縮短2.47h，半側(cè)風(fēng)煙運(yùn)行達(dá)1.4h，輔機(jī)設(shè)備節(jié)省運(yùn)行時(shí)間4h，節(jié)電13600千瓦時(shí)。合計(jì)單次開機(jī)節(jié)約費(fèi)用11.01萬元。

（2）環(huán)保效益。在采用爐溫提升技術(shù)后，3h即達(dá)到噴氨條件，提前3.2h環(huán)保達(dá)標(biāo)，大大減輕環(huán)保壓力，同時(shí)減少了對(duì)催化劑、除塵設(shè)備和漿液的污染。

（3）安全效益。燃油的減少使用減輕了對(duì)電除塵和脫硫漿液的污染，提高了環(huán)保設(shè)備運(yùn)行的安全性，降低環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。

鍋爐點(diǎn)火前，汽包壓力0.47MPa，溫度148.95℃，整個(gè)鍋爐由常溫提升到148.95℃，爐水系統(tǒng)充滿加熱均勻的爐水。

系統(tǒng)投入前的點(diǎn)火初期，鍋爐汽水循環(huán)未完全建立，受熱面處于干燒狀態(tài)。在投入爐溫提升系統(tǒng)以后，可以大大減少過熱器、再熱器的干燒程度，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，減少爆管幾率[3]。

4 結(jié)論

#4機(jī)組高效爐溫提升技術(shù)，充分利用了除氧器等設(shè)備，在除氧器—省煤器—水冷壁間建立閉式循環(huán)，使得點(diǎn)火前鍋爐已經(jīng)由冷態(tài)加熱為溫態(tài)，具有投資少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、不改變鍋爐原有結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了加熱由爐側(cè)到汽機(jī)側(cè)的轉(zhuǎn)移，減少了傳統(tǒng)爐底加熱鍋爐振動(dòng)對(duì)爐水泵的危害，實(shí)現(xiàn)了開機(jī)全過程N(yùn)Ox均值不超標(biāo)，點(diǎn)火時(shí)間減少3h，單次開機(jī)節(jié)油16噸，具有顯著的節(jié)能、環(huán)保和安全效益，取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí)較低品質(zhì)的輔助蒸汽和管路沖洗水的合理使用，符合了“溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”原則[4]。在節(jié)能降耗、實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用、延長(zhǎng)設(shè)備壽命方面，取得了良好效果，對(duì)同類型機(jī)組的技術(shù)改造具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]山東省固定污染源廢氣 氮氧化物的測(cè)定 紫外吸收法[S].

[2]段君寨，任尚坤，李忠江等.鍋爐深度降煙溫及煙氣余熱利用系統(tǒng)，CN204301104U[P].2015.

[3]孟建國.亞臨界控制循環(huán)鍋爐鄰爐底部蒸汽加熱改造方案的研究與實(shí)施[J.華北電力技術(shù)，2012（12）.

[4]戈志華，胡學(xué)偉，楊志平.能量梯級(jí)利用在熱電聯(lián)產(chǎn)中的應(yīng)用[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（01）.

作者簡(jiǎn)介：孟凡亮（1987-），男，山東濰坊人，本科，主要從事火電廠節(jié)能管理工作。