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Summary:低温省煤器可与静电、湿式静电分尘器改造,满足超低烟排放要求,回收机组烟气余热。在环保方面具有一定的经济优势,广泛应用于火力发电厂的超低排放改造。其旁路系统通常是大规模的集中改造。由于设计不完善,初始运行经验不足,低温静电除尘的效率和机组的烟尘浓度受到影响,除尘器、引风机等锅炉尾部的安全运行。分析了其优化改造的关键技术。
Keys:低温省煤器;优化改造
随着电力需求的增加,电厂继续改善发电设施以满足电力需求。其中,增容发电机组是最常用的方法,但它提高了原机组锅炉排烟温度,偏离了原设计值,不仅影响了锅炉效率,而且增加了煤耗和后期设备腐蚀的可能性。火力发电厂通常配备除尘和脱硫装置。除尘器的除尘效率受废气温度的强烈影响。废气温度升高,大大降低了除尘效率。同时,为防止除尘系统的露点腐蚀,除尘系统出口烟气温度高于120℃,脱硫塔入口烟气温度较高,增加了脱硫工艺的运行成本。废气温度低会增加烟囱低温腐蚀的可能性。为保证脱硫系统的脱硫效率和安全,进入脱硫系统的烟气温度一般为80℃、90℃。为了解决由于烟气
温度变化引起的许多问题,最初的冷却方法是采用烟气换热器(GGH)和喷水来冷却烟气,但这两种方法效率不高,浪费了大量的热能。烟气余热回收法降低烟气温度的目的是按照国家节能减排政策调整烟气温度。
一、存在问题及原因分析
、泄漏和腐蚀。低温省煤器位置的烟尘积聚和受热面堵塞,导致烟气流场混乱,局部烟气流速高,飞灰浓度高,造成磨损、泄漏和结渣。腐蚀的主要原因如下。进口流场不均匀,导流板设计不合理,烟囱内烟气局部低速范围导致飞灰沉积;受热面进口直径的调整不当、扩口角度过大或烟气截面突然变化导致烟气流速降低和飞灰沉积。如果煤灰含量过高,低温省煤器设计为低负荷、低烟气流量,飞灰沉积在受热面模块底部和模块之间的维护通道;如果煤中硫含量过高,进口设计水温过低,或出口设计烟气温度过低,烟气中SOS的冷凝和沉淀会增加飞灰的粘度,导致飞灰在受热面上堵塞。在低温省煤器受热面烟气冷却过程中,硫酸铵沉淀结晶,飞灰粘度增大,导致飞灰堵塞受热面。吹灰器布置不合理,参数偏低,吹灰效果差。
、灰尘沉积、腐蚀导致磨损。低温省煤器受热面磨损会导致管壁变薄和换热器管道泄漏。大量冷凝液流入管道,导致加热区域的烟气和灰烬堵塞。同时,烟气中的S02溶于水,换热器管腐蚀速率增大,受热面磨损的主要原因如下。其布置空间太小,无法优化烟气流场;由于导流板设计不合理,流场不正确
烟气廊道区域、局部涡流区域和局部高飞灰区域的受热面磨损严重。电厂部分低温节能装置提前改造,受热面高温段进口未安装错管和耐磨垫;低温省煤器管板及左右密封套密封不严,造成局部涡流,换热器管持续磨损。
、磨损、腐蚀导致泄漏。换热器管泄漏,大量冷凝水泄漏,导致烟道和受热面堵塞,导致换热器管磨损和腐蚀。原因之一是缺乏实用灵活的泄漏检测、泄漏检测和绝缘措施。换热器管泄漏后,泄漏模块无法及时定位和绝缘,导致更严重的泄漏。其次,没有有效的措施来快速排放和清除换热器管中的积水。
、磨损和腐蚀导致腐蚀。受热面腐蚀导致管壁收缩,换热器管泄漏,加热区烟气和灰烬结合,换热器管磨损和泄漏。腐蚀的主要原因是:出口设计为入口烟气温度过低或设计水温过低,导致换热器管壁温度降低,烟气中大量冷凝,换热器管道低温腐蚀速率增大,粉尘粘度增大。造成换热器管腐蚀、堵灰、蒸汽吹扫装置或运行、漏水或漏汽;不合理受热面材质选择取;受热面烟道或人孔门的高强度漏风将导致局部烟气温度低。
二、优化改进方法
。在对其进行优化之前,对低温省煤器进口进行了测试流场。根据流场试验结果,进行了数值模拟和物理模拟,并与现场实际进行了比较。合理选择低受热面配置,使低温省煤器进口管路具有足够长的线性场,以保证受热面输入电流的均匀性。正确确定低温省煤器的设计排气和进口温度,以最小化换热器尺寸和中间维护通道的数量。优化进出气火炬结构经验表明,扩散角应不小于300且不大于450,以避免快速扩散造成挥发分积灰。为了提高低温省煤器在低负荷下的设计烟气流速,有必要合理选择除灰位置和方式。如果灰量过高,则在受热面上安装除灰和在线输灰装置。如果含硫量过高,应先对旧烟囱进行改造,抽出足够的直段空间,并尽量采用上下烟囱加热回路。脱硝装置氨逃逸时,应提高空气和烟气温度,设计氨脱水装置,并根据所用煤的位
置和用途,合理选择受热面材质。低温省煤器各模块均设有压力监测装置和在线压缩空气吹扫系统,可灵活检测泄漏,及时检测泄漏和隔热。
。适当调整受热面结构参数,适当增加管束的横向和纵向,采用单和小翅片,避免因横向和纵向积灰在管束和纵向“搭桥”之间形成“灰墙”。除尘器前设在受热面高温段入口处至少设置三排假软管和耐磨垫。受热面管道采用密封圈或其他密封方式密封,左右壳体通过管道。对于受热面本身存在的质量问题,加强对设备制造的监控,确保在现场安装时损坏换热器管。在启炉前,受热面必须完全打压。换热器管的弯头是通过拉伸和弯曲厚壁管来加厚和形成的。密封受热面检修人孔,防止飞灰结块、烟气流动不良、局部烟气温度低造成积灰腐蚀。
三、优化设计原则
在分析和优化低温省煤器积灰磨损原因的基础上,针对不同机组煤质和运行工况的差异,提出了低温省煤器的优化原则。
。根据表1中的因素,低温省煤器的设计条件分为优、中、差。图1显示了加热表面的水平和垂直布置。
表1低温省煤器系统设计条件
图1低温省煤器水平布置示意
,,,负荷的75%。平均烟气流速不得小于8m/s。
,必须预热器出口至除尘器入口中的整个烟道进行模拟流场和设计导流板,以确保进气流量均匀。
%的机器上,则应在进口处安装整流格栅和输灰单元。如果在实际维护过程中发现排气系统或维修通道灰比吸烟发展高出10%,则应将其安装在线输灰中。通常,般采用绞笼、空气斜槽或仓泵等输灰。
,建议下层模块堵塞严重且经常漏失最低流体水平的情况下,切断三排换热管,保持吹扫区域,并将加装防磨瓦最下层2排换热管上,并调整烟灰斗和落灰管以手动清除灰。
采用这种低温省煤器新技术,可以降低机组能耗,延长燃煤电厂的使用寿命,提高换热效率效率。具有较高的应用价值和社会经济效益。
Reference:
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