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预热器防堵灰轮回干烧技术

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成果主要完成人

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项目概况

大唐保定热电厂11号炉为额定容量200MW机组,配套锅炉是由东方锅炉股份有限公司设计制造的DG670\13.7-19型、超高压、一次中间再热、四角喷燃、全钢构架、自然循环、固态排渣、煤粉炉,该炉于2007.9投产,空预器采用三段管式空预器,其中中温段采用卧式布置,高温段和低温段为立式布置。该炉采用低氮燃烧技术,且为了适应超低排放要求,还配有SNCR及SCR脱硝系统及尿素直喷系统,脱硝还原剂为尿素

脱硝系统投运后,烟气中的SO3浓度升高,NH3逃逸量增大,SO3与烟气中的水分及逃逸的NH3生成硫酸氢氨,硫酸氢氨在146-207℃之间呈液态,液态的硫酸氢铵具有很强的粘性,与烟气中的飞灰一起吸附在空预器管束上,造成空预器堵塞

管式预热器堵塞情

随着脱硝系统投入运行,空预器堵塞问题越发严重,目前一般连续运行两个月左右,空预器烟气侧阻力急剧增加,空预器堵塞不仅导致烟气系统阻力增大、排烟温度升高严重影响机组经济运行和接待负荷能力,因此必须进行技术改造

通过分析上述空预器的堵灰机理可知,烟气温度低于露点温度是形成堵灰的主因,为此,提高温度是破解空预器堵灰难题的关键,进而确定防堵改造设计思路为:将空预器内部及进风口分隔为多个独立的换热单元,在单个换热单元内只通热烟气,不通冷空气,建立局部高温区域,通过高温气化以及气流的携带作用,清除管束表面的酸性积灰。管式空预器防堵灰机理如下

本工程改造方案设计见图3,将堵灰严重的空预器中低温段进行有效分隔,形成可以独立进风的换热单元,在运行中,通过风门隔挡,使某组换热单元不进冷风,从而形成局部高温区域,通过高温气化酸液以及烟气携带作用,自动清除积灰

图3 改造方案示意

低温段空预器进风口出采用特殊设计的挡板门,挡板门如图4所

图4 改造方案示意

本成果具备以下创新点

一、结构简单,预热器轮回干烧技术创造性研发了推拉式隔板设计及激光测距与计数控制有机结合

二、安装方式创新:解决空间狭小无法布置过多设备的难题

三、运行方式创新:运行画面简洁,设备能投入自动运行,对重点区域能进行连续延时干烧。达到最佳干烧效果

经过改造预热器堵塞得到了有效的缓解

使用评价:本技术改造于2018年12月26日在大唐保定热电厂11号锅炉预热器上完成。机组启动后经过1年的跟踪检查,达到了预期效果

经济性评价

一、项目投资总额:173.82万

二、每年减少锅炉停炉检修1次,节约锅炉水冲洗费用11万元/次。启动锅炉耗油9.5万元/次增加锅炉可利用小时数168小时,增加发电量2520万kw/时,折合上网电价约32万元,停机人工成本22万元 /次。因预热器堵塞造成机组不能带高负荷而维持按照全年计算经济损失约100万元

每年增加效益11+9.5+32+22+100=174.5万

投资回收期1

社会效益

预热器轮回干烧技术(2.0版本)的应用使预热器干烧系统能投入自动运行,以及有针对性的局部进行连续干烧,能减少了监盘操作人员劳动强度至少盘前减少1名操作人员。每年至少减少非计划停运预热器水冲洗1