摻爐煙系統(tǒng)應用研究

孫金龍

摘? ?要：為保障330 MW機組鍋爐制粉系統(tǒng)的安全運行，通過制粉系統(tǒng)摻入爐煙，將煤粉磨制和輸送過程中干燥劑的氧質(zhì)量分數(shù)控制在安全范圍內(nèi)，根除爆燃隱患，保證磨煤機和制粉系統(tǒng)的安全運行，同時可通過降低一次風氧濃度來降低鍋爐燃燒氮氧化合物生成，減少噴氨量，緩解預熱器堵塞和SCR負荷過重。增加爐膛煙氣流量，提高爐膛出口及各段煙氣溫度，提高預熱器入口煙溫下移結晶區(qū)，有利于吹灰疏堵，提高低負荷下主、再熱溫度，增加機組的經(jīng)濟性。

關鍵詞：摻爐煙;煙氣余熱回收;排煙溫度;制粉系統(tǒng);換熱

華電國際電力股份有限公司十里泉發(fā)電廠 6號鍋爐是由哈爾濱鍋爐廠有限責任公司生產(chǎn)的HG-1021/18.2-TM9型鍋爐，為亞臨界壓力一次中間再熱自然循環(huán)汽包爐，采用平衡通風及四角切圓燃燒技術。最大連續(xù)蒸發(fā)量為1 021 t/h，過熱器、再熱器出口氣溫為540 ℃，給水溫度為278.4 ℃。鍋爐制粉系統(tǒng)采用4臺350/600鋼球磨，負壓運行、中儲式、乏氣送粉。滿負荷運行時，投運6層煤粉噴嘴。鍋爐最大瞬間壓力為（±8 917）Pa。

除塵器原由蘭州電力修造廠生產(chǎn)制造，每臺爐配兩臺雙室三電場電除塵器，2011年改為由福建龍凈環(huán)保股份有限公司一電二袋式電袋復合除塵器，2016年由中國華電科工集團有限公司進行增加5 m濾袋空間的超低排放改造，電袋復合除塵器入口為4個3.6 m×3 m的矩形煙道，總長度約15 m。

2016年進行了鍋爐熱一次風自適應裝置改造，利用汽輪機的部分凝結水作為冷卻介質(zhì)，把去制粉系統(tǒng)的熱一次風溫度從預熱器出口溫度降低到磨煤機進口混合風的溫度，從而避免向制粉系統(tǒng)摻入冷風以及減小排粉機單獨運行時的冷風量，結果使預熱器增加風量、排煙溫度降低。在煤質(zhì)、負荷變化（如煤中水分降低）時，通過調(diào)節(jié)熱一次風冷卻裝置的傳熱功率，改變熱一次風溫的降低幅度，保證磨煤機出口溫度在設定范圍。通過改造，降低鍋爐排煙溫度5 ℃，緩解了部分鍋爐排煙溫度高的難題。

摻爐煙改造是通過制粉系統(tǒng)摻入爐煙，將煤粉磨制和輸送過程中干燥劑的氧濃度控制在安全范圍內(nèi)，根除爆燃隱患，保證磨煤機和制粉系統(tǒng)的安全運行;同時，可通過降低一次風氧濃度來降低鍋爐燃燒氮氧化合物生成，減少噴氨量，緩解預熱器堵塞和SCR負荷過重;降低一次風氧濃度基礎上提高二次風量，提高二次風剛性不足，緩解水冷壁結焦、高溫腐蝕和蠕脹;增加爐膛煙氣流量，提高爐膛出口及各段煙氣溫度，提高預熱器入口煙溫下移結晶區(qū)，利于吹灰疏堵，提高低負荷下主、再熱溫度[1-4]。

1? ? 系統(tǒng)原理

摻爐煙系統(tǒng)如圖1所示，將B引風機出口的爐煙抽取，經(jīng)過爐煙風機、管道送到每個磨煤機入口，以降低磨煤機入口混合氣體的含氧量，起到防爆的作用。

煙氣取煙口在B引風機出口位置，并設有導流板?？拷★L口位置安裝一個截止門，截止門與取風口之間的管道要有5°的斜度，截止門高于取風口。抽取的爐煙進入爐煙風機，爐煙風機設計全壓3 kPa，設計風量5萬m3/h，爐煙風機出口管道穿過電除塵區(qū)域，進入磨煤機廠房，分成4路摻入磨煤機入口熱風管道。保證在不同的工況下都能摻入不同比例的爐煙，磨煤機內(nèi)部氧氣質(zhì)量分數(shù)可控制在15%以下。

把爐煙分成4路分別摻入4臺磨煤機的入口，可以兼顧4臺磨煤機處于不同運行狀態(tài)下的爐煙摻入量靈活可調(diào)，例如兩臺運行磨煤機的爐煙摻入量較少，保持相對高的氧濃度利于燃燒，一臺磨煤機處于啟停狀態(tài)，可以在啟停磨的不同階段靈活增減摻煙量，使磨煤機出口氧質(zhì)量分數(shù)隨著冷風摻入量的變化保持在一定的范圍內(nèi)。為提高磨煤機出口溫度和靈活配煤提供安全條件[5-6]。

2? ? 系統(tǒng)保護設計

2.1? 系統(tǒng)設備安裝

爐煙風機進、出口安裝電動隔絕門，4路支管安裝電動調(diào)節(jié)門，可獨立調(diào)節(jié)每臺磨煤機的爐煙摻入量，每臺磨煤機入口母管安裝一套氧化鋯氧量計，可監(jiān)測每臺磨煤機入口容量風氧量的變化。在爐煙風機出口管道位置安裝一臺壓力變送器，在爐煙風機出口DN600直管段安裝一臺爐煙流量差壓變送器，用靠背管插入DN600爐煙管道內(nèi)測量動壓，DCS計算煙氣流速和流量[7-8]。

爐煙風機采用變頻啟動、工頻運行。爐煙風機安裝在B引風機東側，變頻器控制器安裝在爐煙風機旁邊。風機采用工頻運行，運行人員通過手動調(diào)節(jié)磨煤機入口爐煙調(diào)門開度，調(diào)節(jié)進入磨煤機的煙氣流量和磨煤機入口氧量。

2.2? 系統(tǒng)保護設計

（1）爐煙風機跳閘條件是爐煙風機運行且發(fā)生鍋爐MFT。

（2）當爐煙風機停止運行時，連鎖（連鎖信號保持60 s即可）全關爐煙風機入口電動門、爐煙風機出口電動門、4臺爐煙調(diào)節(jié)門。連鎖關閉先后順序為：爐煙風機入口電動門、煙風機出口電動門、4臺爐煙調(diào)節(jié)門。

（3）爐煙風機啟動允許條件是鍋爐無MFT、爐煙風機入口電動門全關和煙風機出口電動門全開，爐煙風機啟動后，連鎖打開其入口電動門。

（4）當發(fā)生MFT時，停止煙氣余熱循環(huán)水管道泵，關閉煙氣余熱換熱器凝結水側來水電動門，關閉煙氣余熱換熱器凝結水側回水電動門。

目前摻爐煙系統(tǒng)經(jīng)過相關調(diào)試，已經(jīng)投入運行，并且系統(tǒng)運行良好，各項指標均達到設計要求，有力地保障了制粉系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行。

3? ? 結語

為降低鍋爐排煙溫度，減少鍋爐煙氣熱損失，提高鍋爐效率，同時保障鍋爐制粉系統(tǒng)的安全運行，采用摻爐煙系統(tǒng)，通過在B吸風機出口引出爐煙，摻入制粉系統(tǒng)的磨煤機入口，不僅保證制粉系統(tǒng)空氣的氧質(zhì)量分數(shù)在安全控制范圍，還提高了制粉系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性。

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