孟凡亮 王元雷 劉明

摘 要：隨著環(huán)保形勢的日益嚴(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、能源梯級利用和延長設(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，燃煤所生成的NOx約占排氣中NOx的80%以上[1]。在鍋爐啟動階段，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)到要求后再啟動制粉系統(tǒng)。長時間投油暖爐，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#4爐啟動過程進(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)行時會造成應(yīng)力集中、管道振動等，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，降低啟動用油，縮短啟動時間，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。

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臺爐水循環(huán)泵。

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

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SCR反應(yīng)器。采用液氨做還原劑。每臺反應(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：一路通過手動門與深度降煙溫高溫供水管道連接，另一路通過手動門接入疏水母管至定排管路。

將升壓泵出口管道通過手動門與高溫?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)行時間4h，節(jié)電13600千瓦時。合計單次開機(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，同時減少了對催化劑、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。

鍋爐點(diǎn)火前，汽包壓力0.47MPa，溫度148.95℃，整個鍋爐由常溫提升到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)爐底加熱鍋爐振動對爐水泵的危害，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“溫度對口、梯級利用”原則[4]。在節(jié)能降耗、實(shí)現(xiàn)能源梯級利用、延長設(shè)備壽命方面，取得了良好效果，對同類型機(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，2010（01）.

作者簡介：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。