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        2×1 000 MW機組除灰系統(tǒng)節(jié)能改造

        2019-06-14 06:24:42趙小強李紹剛韓麗娜
        綜合智慧能源 2019年5期
        關(guān)鍵詞:灰斗電除塵器吸收塔

        趙小強,李紹剛,韓麗娜

        (華電萊州發(fā)電有限公司,山東 萊州 261400)

        1 機組概況

        華電萊州發(fā)電有限公司一期#1鍋爐電除塵裝置為2臺三室四電場靜電除塵器。A,B兩側(cè)電除塵器沿南北方向布置,總寬度為104.69 m,電場有效長度為18.50 m。電除塵器采用氣力輸灰裝置,共設(shè)置48臺灰斗。每臺灰斗有兩只氣化風(fēng)管道,由單側(cè)兩臺電除塵器灰斗氣化風(fēng)機進(jìn)行細(xì)灰氣化。兩臺灰斗氣化風(fēng)機1運1備用,采用美國德萊賽生產(chǎn)的DRS-EA100-RAMX155-37型氣化風(fēng)機,風(fēng)機入口體積流量為1 080 m3/h(標(biāo)態(tài)),氣壓為75 kPa,出口經(jīng)電加熱器加熱至100 ℃輸送至灰斗。

        #1脫硫系統(tǒng)配備3臺氧化風(fēng)機,通過氧化風(fēng)機將空氣鼓入吸收塔漿液內(nèi),將吸收塔漿液中的亞硫酸鈣強制氧化為硫酸鈣。吸收塔內(nèi)的漿液液位在正常運行時基本穩(wěn)定在12±0.5 m,氧化風(fēng)機的壓力為克服吸收塔內(nèi)的漿液液位高度和管路的阻力損失。風(fēng)機入口體積流量為17 533 m3/h(標(biāo)態(tài)),氣壓為100 kPa,排氣溫度為105 ℃[1]。

        2 改造原因

        2.1 存在的問題

        (1)氣化風(fēng)量不足。#1鍋爐電除塵器灰斗氣化風(fēng)機支管進(jìn)入灰斗氣化風(fēng)管道處頻繁發(fā)生堵塞,造成電除塵器灰斗高料位,灰斗出現(xiàn)落灰不暢、蓬灰、堵灰情況,不但增加了檢修維護(hù)工作量,而且嚴(yán)重影響了除塵系統(tǒng)安全運行和環(huán)保指標(biāo)。據(jù)不完全統(tǒng)計,2017年4月,#1電除塵器二、三、四電場氣化風(fēng)管堵塞尤為明顯,最嚴(yán)重時A,B側(cè)二電場全部堵塞,三電場堵塞80%,四電場堵塞70%[2]。

        (2)風(fēng)機故障率高,更換、維修費用昂貴。#1鍋爐灰斗氣化風(fēng)機經(jīng)常發(fā)生故障,氣化風(fēng)機為進(jìn)口產(chǎn)品,每臺氣化風(fēng)機每次外委維修費用為8 000~11 000元,僅2016年就外委維修4次。采購新氣化風(fēng)機機頭費用為60 000~70 000元,采購周期為4個月,不但費用高,而且影響了機組的安全運行。

        (3)風(fēng)機耗電量高。單臺灰斗氣化風(fēng)機功率為37 kW,按年平均利用小時數(shù)為6 000計,每年耗電222 MW·h?;叶窔饣L(fēng)機出口溫度為35 ℃,加熱器加熱溫度約100 ℃,加熱器功率為80 kW,每年耗電480 MW·h。每臺機組單臺灰斗氣化風(fēng)機運行平均年耗電量為702 MW·h。

        2.2 改造的必要性和可行性

        為了回收鍋爐煙道尾部熱量,提高機組效率,2016年對#1鍋爐進(jìn)行了超低排放改造,在電除塵器前方增加了低低溫省煤器,煙氣溫度由117 ℃(設(shè)計溫度)降至88~92 ℃。煙氣溫度降低導(dǎo)致電除塵器灰斗內(nèi)部灰塵黏性增加,氣化風(fēng)流化效果差,容易發(fā)生灰塵板結(jié)、蓬灰,造成灰斗料位高、下灰難。

        氣化風(fēng)機風(fēng)量不能滿足現(xiàn)場使用要求,單臺氣化風(fēng)機運行時,一電場氣化風(fēng)總門全開,二、三、四電場氣化風(fēng)總門幾乎處于關(guān)閉狀態(tài),出口風(fēng)壓為15~20 kPa,僅滿足一電場氣化風(fēng)量需要,其他3個電場氣化風(fēng)量不足,容易造成氣化風(fēng)管堵塞及落灰不暢。

        氣化風(fēng)機轉(zhuǎn)速高達(dá)4 000 r/min,自投運以來未進(jìn)行過更換,轉(zhuǎn)動部件磨損,導(dǎo)致故障頻發(fā)。由于氣化風(fēng)機長時間運行,造成氣化風(fēng)機保壓效果差,不能達(dá)到設(shè)計壓力,引起氣化風(fēng)管堵塞,影響灰斗正常下灰[3]。

        #1脫硫氧化風(fēng)機1運2備,灰斗氣化風(fēng)量僅占脫硫氧化風(fēng)量的1/17,且脫硫氧化風(fēng)排氣溫度在100 ℃左右,可以不用電加熱升溫,節(jié)省了電能[4]。

        3 改造方案

        3.1 #1電除塵器灰斗氣化風(fēng)與 #1脫硫氧化風(fēng)管道聯(lián)絡(luò)改造

        #1鍋爐脫硫氧化風(fēng)機出口氣源母管接DN300 mm氧化風(fēng)支路管道,在氧化風(fēng)機房頂高1 m處設(shè)置隔離閥門,便于操作。管道從氧化風(fēng)機房房頂至#1鍋爐B引風(fēng)機電機平臺下方,向電除塵器方向至氣化風(fēng)機處。在#1鍋爐B引風(fēng)機電機油站南側(cè)氧化風(fēng)支路管道最低處設(shè)置DN50 mm的排污門。

        在每臺電除塵器灰斗氣化風(fēng)機出口增加1套DN150 mm的閥門,脫硫氧化風(fēng)可以與原氣化風(fēng)機通過隔離門進(jìn)行切換。

        在#1電除塵器B灰斗氣化風(fēng)機連接端口向東2 m處設(shè)置DN200 mm的閥門,用于控制氧化風(fēng)量。

        在#1電除塵器氧化風(fēng)調(diào)節(jié)門后設(shè)置就地壓力表(就地設(shè)置手動閥門,便于檢修更換壓力表)和溫度表(溫度表含套管)。

        為便于運行人員遠(yuǎn)程監(jiān)控氧化風(fēng)壓,將A,B灰斗氣化風(fēng)機出口的壓力變送器接頭移至灰斗氣化風(fēng)機出口三通處。原氣化風(fēng)機處壓力變送器測點孔用堵頭封堵。

        管道防腐為兩底兩面,保溫棉厚度為100 mm,保溫鐵皮為0.75 mm厚的彩鋼板,顏色為冰灰色。

        #1電除塵器與#1脫硫氧化風(fēng)機管道聯(lián)絡(luò)改造示意如圖1所示。

        圖1 #1電除塵器與 #1脫硫氧化風(fēng)機管道聯(lián)絡(luò)改造示意Fig.1 Pipeline connection transformation of No.1 ESP and No.1 desulfurization/oxidation fan

        3.2 #1,#2脫硫氧化風(fēng)機管道聯(lián)絡(luò)

        #1電除塵器東側(cè)DN300 mm管道連接至#2電除塵器氧化風(fēng)管道,管道安裝隔離閥,便于聯(lián)絡(luò)和隔離,如圖2所示。

        圖2 #1,#2脫硫氧化風(fēng)機管道聯(lián)絡(luò)改造示意Fig. 2 Pipeline connection transformation of No.1 and No.2 desulfurization/oxidation fan

        4 改造后效果

        (1)解決了氣化風(fēng)量不足的問題。引入脫硫氧化風(fēng)后,氣化風(fēng)量不足現(xiàn)象完全消除,并且正常運行時電除塵器灰斗氣化風(fēng)所需風(fēng)量僅為脫硫氧化風(fēng)的1/17,完全不影響脫硫系統(tǒng)的正常運行,一舉兩得。

        (2)解決了故障率高,更換、維修費用昂貴的問題。改造后,灰斗氣化風(fēng)機作為備用,降低了設(shè)備維護(hù)費用,氣化風(fēng)機機頭不再需要維修、維護(hù)和保養(yǎng)。

        (3)節(jié)能降耗效果明顯。改造后平均每臺機組單臺灰斗氣化風(fēng)機運行平均年耗電量為702 MW·h,按電費為0.42 元/(kW·h)計,每年可節(jié)約人民幣30萬元。

        改造成本(人工+材料)為18萬元,當(dāng)年可節(jié)約費用12萬元,以后至少10年免維修。

        (4)#1,#2脫硫氧化風(fēng)、電除塵器氣化風(fēng)可相互備用,提高了運行的可靠性[5]。

        5 結(jié)束語

        電除塵器氣化風(fēng)與脫硫氧化風(fēng)的節(jié)能改造,解決了電除塵器氣化風(fēng)量不足,電除塵器灰斗高料位,灰斗落灰不暢、蓬灰、堵灰頻繁發(fā)生的問題。改造后,將脫硫氧化風(fēng)引入電除塵器氣化風(fēng)系統(tǒng),灰斗氣化風(fēng)機僅作為備用,大大降低了設(shè)備維護(hù)費用和廠用電量,提高了設(shè)備的可靠性,節(jié)能降耗效果明顯。

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