全負荷脫硝技術的應用與分析
摘要
在(zai)鍋(guo)爐(lu)省煤(mei)器中添加(jia)熱水再(zai)循環系統，并(bing)增(zeng)加(jia)鄰(lin)機2號抽(chou)汽管(guan)路，將其應(ying)用于某600ＭＷ亞臨界(jie)機組(zu)。結(jie)果表明：在(zai)30％鍋(guo)爐(lu)最大連續出(chu)力(li)（BMCR）工況(kuang)下，泵入(ru)熱水再(zai)循環質量流量為(wei)900ｔ/ｈ，省煤(mei)器出(chu)口(kou)煙氣溫(wen)度(du)達到309.10℃，增(zeng)幅(fu)為(wei)30.80Ｋ，可達到脫(tuo)硝(xiao)要(yao)求；在(zai)啟動工況(kuang)下鄰(lin)機蒸汽可將本機給(gei)水溫(wen)度(du)從154.22℃提升到194.53℃，省煤(mei)器出(chu)口(kou)煙氣溫(wen)度(du)可達到301.77℃，同樣(yang)滿足脫(tuo)硝(xiao)要(yao)求。
關鍵詞：熱水再循環；鄰機加熱；煙氣溫度；全負荷脫硝；省煤器
隨著(zhu)經濟(ji)社會發展的(de)(de)轉(zhuan)型(xing)和新能源(yuan)行業的(de)(de)進步，電(dian)(dian)網負(fu)荷(he)峰(feng)(feng)谷差(cha)不斷(duan)增大(da)，對(dui)于電(dian)(dian)網調峰(feng)(feng)的(de)(de)需求也(ye)逐漸(jian)增加(jia)。與新能源(yuan)等電(dian)(dian)力來(lai)源(yuan)相比，煤(mei)(mei)電(dian)(dian)具(ju)有較好的(de)(de)調峰(feng)(feng)性能，火電(dian)(dian)機組尤其是(shi)燃煤(mei)(mei)機組頻繁啟(qi)停(ting)和持(chi)續(xu)低負(fu)荷(he)運行已成為(wei)常態(tai)。
目前，燃(ran)煤(mei)(mei)(mei)(mei)機(ji)組深度(du)調(diao)峰最(zui)低(di)負荷(he)約為30％，當燃(ran)煤(mei)(mei)(mei)(mei)機(ji)組在低(di)負荷(he)下(xia)運行時省(sheng)煤(mei)(mei)(mei)(mei)器出口煙(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)降(jiang)低(di)。同時，我(wo)國(guo)燃(ran)煤(mei)(mei)(mei)(mei)機(ji)組普遍采用選擇性催(cui)化還原（SCR）法(fa)進行煙(yan)氣(qi)脫硝，如果省(sheng)煤(mei)(mei)(mei)(mei)器出口煙(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)降(jiang)至300℃，即會低(di)于大部分(fen)SCR催(cui)化劑最(zui)佳(jia)反應溫(wen)度(du)范(fan)圍的(de)下(xia)限，使催(cui)化劑活性降(jiang)低(di)，造成氨逃逸率提高和(he)NOｘ排放量超(chao)標。因此，亟(ji)需尋求方(fang)案(an)來解決燃(ran)煤(mei)(mei)(mei)(mei)機(ji)組啟停和(he)持(chi)續低(di)負荷(he)運行時省(sheng)煤(mei)(mei)(mei)(mei)器出口煙(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)偏低(di)的(de)問題。
魏剛等(deng)針對國投天津北疆電廠(chang)低負(fu)荷(he)下(xia)(xia)對溫度提(ti)(ti)升要求不高(gao)(gao)、工程周期(qi)短(duan)的(de)(de)實(shi)際(ji)情況，選(xuan)用(yong)(yong)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)旁(pang)路(lu)(lu)方(fang)(fang)(fang)案(an)，以(yi)降低煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)放熱量(liang)，使SCR入口(kou)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)溫度提(ti)(ti)高(gao)(gao)15～20Ｋ。關鍵等(deng)提(ti)(ti)出(chu)采(cai)用(yong)(yong)省(sheng)煤(mei)器(qi)(qi)給(gei)水旁(pang)路(lu)(lu)方(fang)(fang)(fang)案(an)，以(yi)某300ＭＷ燃煤(mei)電站(zhan)鍋爐(lu)為對象(xiang)進行多種負(fu)荷(he)下(xia)(xia)的(de)(de)試驗研究。曹建文提(ti)(ti)出(chu)給(gei)水旁(pang)路(lu)(lu)＋省(sheng)煤(mei)器(qi)(qi)再循環方(fang)(fang)(fang)案(an)，與給(gei)水旁(pang)路(lu)(lu)方(fang)(fang)(fang)案(an)相比，該方(fang)(fang)(fang)案(an)疊(die)加效果顯(xian)著。李(li)沙(sha)提(ti)(ti)出(chu)通過省(sheng)煤(mei)器(qi)(qi)分級方(fang)(fang)(fang)案(an)改造某電廠(chang)600ＭＷ機組，將省(sheng)煤(mei)器(qi)(qi)受(shou)熱面(mian)切除33％，發現在(zai)210ＭＷ負(fu)荷(he)下(xia)(xia)SCR入口(kou)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)溫度提(ti)(ti)高(gao)(gao)30Ｋ。廖永進等(deng)分析了在(zai)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)旁(pang)路(lu)(lu)方(fang)(fang)(fang)案(an)下(xia)(xia)不同旁(pang)路(lu)(lu)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)比例(li)對于(yu)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)溫度的(de)(de)調(diao)節能力(li)。
綜合上述研(yan)究發現，以(yi)上技術(shu)方案提(ti)升煙氣溫(wen)度幅度有限(xian)，在(zai)極低負(fu)(fu)荷(he)區間和(he)啟動過程中(zhong)仍無法滿足SCR煙氣溫(wen)度要求，還(huan)會帶來鍋爐效(xiao)率降低、漏風、積灰(hui)、催化劑失效(xiao)和(he)流場(chang)不均勻(yun)等不利影響。基(ji)于此，筆者提(ti)出(chu)一種(zhong)熱(re)水再(zai)循環(huan)結合鄰機加(jia)熱(re)技術(shu)的全負(fu)(fu)荷(he)脫硝技術(shu)方案。
1技術方案
Team Introduction
全負(fu)(fu)荷脫硝要求滿足機組啟動過程和超低負(fu)(fu)荷工況(kuang)下省(sheng)(sheng)煤(mei)(mei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)出口煙氣(qi)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)要求。為此，提出一種熱(re)(re)水再循(xun)環＋鄰機加熱(re)(re)技術方(fang)(fang)案，方(fang)(fang)案系統見圖1。其(qi)中，熱(re)(re)水再循(xun)環將下降管(guan)中工質通(tong)過循(xun)環泵引至(zhi)省(sheng)(sheng)煤(mei)(mei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)入(ru)口。考慮系統安全性和匯合(he)集(ji)箱(xiang)(xiang)位置(zhi)，熱(re)(re)水再循(xun)環取水點選取在匯合(he)集(ji)箱(xiang)(xiang)前，循(xun)環工質通(tong)過汽包后(hou)進入(ru)下降管(guan)，在混合(he)集(ji)箱(xiang)(xiang)混合(he)后(hou)由循(xun)環泵泵入(ru)省(sheng)(sheng)煤(mei)(mei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)入(ru)口集(ji)箱(xiang)(xiang)，以(yi)提高省(sheng)(sheng)煤(mei)(mei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)入(ru)口水溫(wen)(wen)，降低省(sheng)(sheng)煤(mei)(mei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的吸熱(re)(re)量，從(cong)而(er)提高省(sheng)(sheng)煤(mei)(mei)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)出口煙氣(qi)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)。通(tong)過熱(re)(re)水再循(xun)環可較大幅(fu)度(du)(du)(du)地提升煙氣(qi)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，且系統簡單，改造投(tou)資少，對其(qi)他工況(kuang)的影(ying)響也(ye)較小(xiao)。
原機組(zu)運(yun)行(xing)并(bing)網時省煤器出口煙(yan)氣(qi)溫度(du)(du)約為250℃，遠遠無法(fa)達到催化劑活性溫度(du)(du)要求。因此，考慮(lv)利用鄰機蒸汽加熱(re)(re)(re)(re)給(gei)水(shui)，鄰機蒸汽熱(re)(re)(re)(re)源通過(guo)母管進入本機2號(hao)高壓加熱(re)(re)(re)(re)器，可(ke)將主給(gei)水(shui)溫度(du)(du)提高至190℃以上，疏水(shui)進入熱(re)(re)(re)(re)水(shui)再循環系(xi)統(tong)(tong)可(ke)進一步加熱(re)(re)(re)(re)省煤器入口給(gei)水(shui)。鄰機加熱(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)與熱(re)(re)(re)(re)水(shui)再循環系(xi)統(tong)(tong)結合使用可(ke)滿(man)足(zu)提溫需(xu)要。
圖1熱水再循環＋鄰機加(jia)熱技(ji)術(shu)方案
綜合熱(re)水再循環和鄰機加(jia)熱(re)，該全(quan)負(fu)荷脫硝(xiao)(xiao)方案可滿足全(quan)負(fu)荷過程中省煤器出(chu)口煙氣(qi)溫度要(yao)求，保證脫硝(xiao)(xiao)催化(hua)(hua)劑的(de)安(an)全(quan)運行和較(jiao)高(gao)的(de)催化(hua)(hua)效率。
2熱力計算過程
Team Introduction
省煤器是(shi)典型(xing)的(de)對(dui)流(liu)受熱面，其(qi)換熱方(fang)程如下：
省煤器(qi)是利(li)用鍋(guo)爐尾部煙(yan)氣熱(re)(re)量加熱(re)(re)鍋(guo)爐給(gei)水的設備，為簡便起見，計(ji)算煙(yan)氣放(fang)熱(re)(re)量時引入保熱(re)(re)系數φ，即(ji)認(ren)為煙(yan)氣放(fang)熱(re)(re)量Ｑｓ等于受熱(re)(re)介(jie)質(zhi)水的吸熱(re)(re)量Ｑｗ。
煙氣放熱量為：
受熱介質水的吸熱量(liang)為：
Δｔ可(ke)按(an)對數平均溫(wen)差(cha)來計算：
將省煤器管子(zi)的傳(chuan)熱(re)系(xi)數看成是多層壁的傳(chuan)熱(re)系(xi)數ｋ。
由(you)式（2）～式（4）和式（6）聯立可得省煤器各項換熱參數。
3工程應用分析
Team Introduction
3.1邊界條件
以(yi)(yi)某600ＭＷ亞(ya)臨界機(ji)組作(zuo)為分析案例(li)。如圖2所示，在300ＭＷ負(fu)荷(he)(he)(he)下(xia)，SCR入(ru)(ru)口(kou)煙(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度(du)達到(dao)296.87℃；在250ＭＷ負(fu)荷(he)(he)(he)下(xia)，SCR入(ru)(ru)口(kou)煙(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度(du)為280.31℃；在低(di)(di)負(fu)荷(he)(he)(he)下(xia)難以(yi)(yi)達到(dao)維持(chi)脫硝系(xi)統煙(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度(du)的要求。在500ＭＷ負(fu)荷(he)(he)(he)下(xia)，SCR入(ru)(ru)口(kou)煙(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度(du)為328.65℃；滿負(fu)荷(he)(he)(he)600ＭＷ時，SCR入(ru)(ru)口(kou)煙(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度(du)為336.11℃，可以(yi)(yi)看出，目前SCR入(ru)(ru)口(kou)煙(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度(du)整體偏低(di)(di)，機(ji)組存在低(di)(di)負(fu)荷(he)(he)(he)下(xia)SCR入(ru)(ru)口(kou)煙(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)度(du)不能滿足SCR脫硝設備安全(quan)投運(yun)的問(wen)題。
圖2SCR入口(kou)煙氣溫度分布(bu)
在機(ji)組啟(qi)動過程中，并網(wang)時省煤(mei)器(qi)入口(kou)(kou)給水溫(wen)度(du)為(wei)154.22℃，省煤(mei)器(qi)出口(kou)(kou)煙氣溫(wen)度(du)為(wei)249.93℃，與SCR反應(ying)(ying)器(qi)要(yao)求的催(cui)化劑最佳反應(ying)(ying)溫(wen)度(du)范(fan)圍下限（300℃）有較大差距，因此需(xu)提高省煤(mei)器(qi)入口(kou)(kou)給水溫(wen)度(du)。
3.2改造內容
熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)再(zai)(zai)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)系統(tong)主要(yao)由(you)熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)再(zai)(zai)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)泵(beng)、氣動閘(zha)閥(fa)、電動調節閥(fa)、流量(liang)測(ce)量(liang)裝置、截(jie)止(zhi)(zhi)止(zhi)(zhi)回(hui)閥(fa)、三通(tong)(tong)(tong)和(he)管(guan)道(dao)(dao)(dao)等組成。如圖3所示，熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)再(zai)(zai)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)泵(beng)電機的(de)(de)冷卻系統(tong)由(you)高壓水(shui)(shui)管(guan)道(dao)(dao)(dao)和(he)低壓水(shui)(shui)管(guan)道(dao)(dao)(dao)組成。熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)再(zai)(zai)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)管(guan)道(dao)(dao)(dao)一端(duan)連接(jie)汽包下降(jiang)(jiang)(jiang)管(guan)道(dao)(dao)(dao)，另一端(duan)連接(jie)鍋爐(lu)(lu)主給(gei)水(shui)(shui)管(guan)道(dao)(dao)(dao)。再(zai)(zai)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)管(guan)道(dao)(dao)(dao)以三通(tong)(tong)(tong)的(de)(de)方式連接(jie)下降(jiang)(jiang)(jiang)管(guan)，將部(bu)分(fen)爐(lu)(lu)水(shui)(shui)從下降(jiang)(jiang)(jiang)管(guan)引(yin)入再(zai)(zai)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)管(guan)道(dao)(dao)(dao)中的(de)(de)混合(he)集箱(xiang)。熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)再(zai)(zai)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)泵(beng)將來自爐(lu)(lu)水(shui)(shui)再(zai)(zai)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)管(guan)道(dao)(dao)(dao)上(shang)的(de)(de)混合(he)集箱(xiang)的(de)(de)水(shui)(shui)加壓后泵(beng)出(chu)，經過出(chu)口(kou)(kou)閥(fa)、出(chu)口(kou)(kou)管(guan)道(dao)(dao)(dao)和(he)出(chu)口(kou)(kou)管(guan)道(dao)(dao)(dao)上(shang)的(de)(de)氣動閘(zha)閥(fa)、氣動調節閥(fa)和(he)截(jie)止(zhi)(zhi)止(zhi)(zhi)回(hui)閥(fa)，以三通(tong)(tong)(tong)的(de)(de)方式進(jin)入主給(gei)水(shui)(shui)管(guan)道(dao)(dao)(dao)。該系統(tong)為泵(beng)設置小流量(liang)管(guan)道(dao)(dao)(dao)，在主給(gei)水(shui)(shui)管(guan)道(dao)(dao)(dao)接(jie)入點的(de)(de)上(shang)游設置新的(de)(de)截(jie)止(zhi)(zhi)止(zhi)(zhi)回(hui)閥(fa)。
圖3現場(chang)改造(zao)示例
鄰(lin)機(ji)(ji)加(jia)熱(re)改(gai)造(zao)需(xu)在(zai)(zai)機(ji)(ji)組(zu)之間增加(jia)抽(chou)汽(qi)(qi)供(gong)熱(re)母(mu)(mu)管，供(gong)熱(re)母(mu)(mu)管上(shang)(shang)需(xu)設置1個(ge)壓(ya)(ya)力(li)測點和(he)1個(ge)溫(wen)度(du)測點接入(ru)(ru)機(ji)(ji)組(zu)集散控(kong)制(zhi)系統（DCS），以調節供(gong)熱(re)母(mu)(mu)管壓(ya)(ya)力(li)和(he)溫(wen)度(du)。另外，需(xu)分別(bie)(bie)從兩機(ji)(ji)組(zu)再熱(re)器(qi)冷段(duan)至輔汽(qi)(qi)聯箱的(de)(de)管路上(shang)(shang)引出(chu)蒸汽(qi)(qi)管道至母(mu)(mu)管，為保(bao)證機(ji)(ji)組(zu)安(an)全運行，在(zai)(zai)蒸汽(qi)(qi)管道上(shang)(shang)分別(bie)(bie)安(an)裝帶(dai)氣動(dong)執行機(ji)(ji)構的(de)(de)截止止回閥(fa)(fa)(fa)和(he)氣動(dong)閘閥(fa)(fa)(fa)。在(zai)(zai)母(mu)(mu)管上(shang)(shang)分別(bie)(bie)引出(chu)蒸汽(qi)(qi)管道接至原機(ji)(ji)組(zu)的(de)(de)2號(hao)高壓(ya)(ya)加(jia)熱(re)器(qi)抽(chou)汽(qi)(qi)管道，在(zai)(zai)引出(chu)的(de)(de)蒸汽(qi)(qi)管道上(shang)(shang)分別(bie)(bie)安(an)裝電動(dong)調節閥(fa)(fa)(fa)和(he)手動(dong)閘閥(fa)(fa)(fa)，用于調節進入(ru)(ru)2號(hao)高壓(ya)(ya)加(jia)熱(re)器(qi)的(de)(de)蒸汽(qi)(qi)量，從而(er)控(kong)制(zhi)省煤器(qi)入(ru)(ru)口給(gei)水溫(wen)度(du)。
3.3改造效果分析
從表1可(ke)以(yi)(yi)看出(chu)，當機組(zu)負(fu)荷處于50％熱耗率驗收工況(kuang)(kuang)（THA工況(kuang)(kuang)）時(shi)，如果熱水再循環(huan)(huan)質(zhi)量(liang)流量(liang)ｑｍ，ｈ為(wei)320ｔ/ｈ，省(sheng)(sheng)煤(mei)器(qi)(qi)懸(xuan)(xuan)吊(diao)管(guan)出(chu)口溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)為(wei)296℃，距離(li)懸(xuan)(xuan)吊(diao)管(guan)汽化溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)仍(reng)有28Ｋ的溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)差，省(sheng)(sheng)煤(mei)器(qi)(qi)出(chu)口煙(yan)氣溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)可(ke)達(da)到310.82℃，省(sheng)(sheng)煤(mei)器(qi)(qi)煙(yan)氣溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)提(ti)升13.95Ｋ，排煙(yan)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)增(zeng)幅為(wei)5.34Ｋ。在50％THA工況(kuang)(kuang)下(xia)懸(xuan)(xuan)吊(diao)管(guan)的安(an)全性可(ke)以(yi)(yi)得到保證。在30％鍋(guo)爐最(zui)大連續出(chu)力工況(kuang)(kuang)（BMCR工況(kuang)(kuang)）下(xia)，如果熱水再循環(huan)(huan)質(zhi)量(liang)流量(liang)為(wei)900ｔ/ｈ，省(sheng)(sheng)煤(mei)器(qi)(qi)出(chu)口煙(yan)氣溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)可(ke)達(da)309.10℃，省(sheng)(sheng)煤(mei)器(qi)(qi)出(chu)口煙(yan)氣溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)增(zeng)。
表1在低負(fu)荷下改(gai)造前后參數(shu)變(bian)化
幅(fu)為30.8Ｋ，在保證懸吊管(guan)安(an)全溫度的(de)條(tiao)件下(xia)，排煙溫度最(zui)大增幅(fu)為10.6Ｋ，說明提溫效果較好(hao)。
在啟(qi)動過(guo)程中加熱(re)熱(re)源的(de)選(xuan)取原則是保證加熱(re)器換熱(re)性(xing)能的(de)同時兼(jian)顧(gu)蒸汽的(de)經濟性(xing)。對(dui)比機組(zu)的(de)各(ge)級抽汽參數，選(xuan)取鄰機2號高壓加熱(re)器抽汽作(zuo)為鄰機加熱(re)啟(qi)動方案的(de)加熱(re)熱(re)源，進行計(ji)算分析。
從表2可(ke)以看出，在啟(qi)動過程中(zhong)采用(yong)鄰(lin)機2號抽汽進行加熱給(gei)水，抽汽質量流量約為22ｔ/ｈ。采用(yong)鄰(lin)機2號抽汽作為加熱熱源，當(dang)鄰(lin)機負荷發生變化時，由于(yu)抽汽質量流量較小(xiao)，不會(hui)引起汽輪機推(tui)力超限，保(bao)證了鄰(lin)機的安全運行。
利用(yong)鄰(lin)機蒸汽將給水溫(wen)度從(cong)154.22℃提高至194.53℃，如表3所示。結(jie)合熱水再循環技術可將省煤器出口(kou)煙氣溫(wen)度從(cong)249.93℃提高至301.77℃，滿足了SCR脫硝煙氣溫(wen)度要求(qiu)。
3.4改造效果對比
選取熱水再循環(huan)、煙氣(qi)(qi)旁(pang)路(lu)和省煤(mei)(mei)器(qi)分級3種(zhong)方案，比較(jiao)了50％THA和30％BMCR2個(ge)典型工況(kuang)(kuang)下的改(gai)(gai)造效(xiao)果。如圖4所示，在50％THA工況(kuang)(kuang)下，改(gai)(gai)造前省煤(mei)(mei)器(qi)出(chu)口(kou)煙氣(qi)(qi)溫度(du)為296.87℃，陰影部分表示省煤(mei)(mei)器(qi)出(chu)口(kou)煙氣(qi)(qi)溫度(du)增幅。通過(guo)不同改(gai)(gai)造方案均能將煙氣(qi)(qi)溫度(du)提升至300℃以上，其(qi)中采用(yong)熱水再循環(huan)質量流(liu)量為320ｔ/ｈ、旁(pang)路(lu)煙氣(qi)(qi)比例η為12.5％和省煤(mei)(mei)器(qi)分級方案時效(xiao)果較(jiao)好。
表(biao)2鄰(lin)機2號抽汽參數
表3在全負荷和啟動工況(kuang)下改(gai)造前后參數變化(hua)
圖4在50％THA工況下省煤(mei)器(qi)出口煙(yan)氣溫(wen)度對比
如(ru)圖5所示，在30％BMCR工況下，改造前(qian)省(sheng)煤器(qi)出口煙氣(qi)溫(wen)度(du)為278.3℃，需(xu)(xu)將熱(re)水再循環(huan)質量(liang)流量(liang)增大至450ｔ/ｈ才能較好(hao)維持省(sheng)煤器(qi)出口水溫(wen)，如(ru)果(guo)采用煙氣(qi)旁(pang)路方案需(xu)(xu)將旁(pang)路煙氣(qi)比(bi)例增大至17％以上才維持較好(hao)的提溫(wen)效果(guo)。
圖5在30％BMCR工況下省煤器出口煙氣(qi)溫(wen)度對比
提(ti)高省(sheng)煤(mei)器出(chu)口煙氣(qi)溫度會不同程度導致排煙溫度提(ti)升，影(ying)響(xiang)鍋(guo)(guo)爐效(xiao)率。如圖6所示，在30％BMCR工(gong)況(kuang)下，為滿足省(sheng)煤(mei)器出(chu)口煙氣(qi)溫度要求(qiu)，需將旁(pang)(pang)路(lu)煙氣(qi)比例增大至17％，此時鍋(guo)(guo)爐效(xiao)率降低0.599％，如果旁(pang)(pang)路(lu)煙氣(qi)比例為22％，則鍋(guo)(guo)爐效(xiao)率降低0.768％，對機(ji)組(zu)效(xiao)率影(ying)響(xiang)較大，且(qie)煙氣(qi)旁(pang)(pang)路(lu)改造(zao)工(gong)程復雜，高負荷下易漏風，低負荷下會造(zao)成流場不均勻，因此不推薦(jian)煙氣(qi)旁(pang)(pang)路(lu)方案。
圖(tu)6不同工況下鍋爐效率降幅對比
熱水再循(xun)環方案(an)通過(guo)設置(zhi)熱水再循(xun)環質量流量為450ｔ/ｈ，省煤(mei)(mei)器(qi)(qi)出口(kou)煙氣(qi)(qi)溫度可達(da)到(dao)300℃，滿足低負荷脫硝(xiao)的要求，此(ci)時鍋爐(lu)效率降(jiang)幅為0.141％，對(dui)鍋爐(lu)經(jing)濟性的影響較小，且方案(an)成熟(shu)，投資(zi)價格適(shi)中，性能(neng)和壽命均有保(bao)證(zheng)。省煤(mei)(mei)器(qi)(qi)分級(ji)方案(an)不會對(dui)鍋爐(lu)經(jing)濟性產(chan)生影響，在低負荷以及并網時刻均能(neng)保(bao)證(zheng)省煤(mei)(mei)器(qi)(qi)出口(kou)煙氣(qi)(qi)溫度達(da)到(dao)300℃，但其改(gai)造費用過(guo)高，施工周期較長，在不對(dui)機組進行綜合(he)升級(ji)改(gai)造的情況下(xia)，不推薦省煤(mei)(mei)器(qi)(qi)分級(ji)方案(an)。
3.5改造經濟性分析
3.5.1改造(zao)投資
如(ru)表(biao)4所(suo)示，熱(re)水(shui)再循環(huan)改(gai)造投資(zi)費(fei)用(yong)為1100萬(wan)元(yuan)。鄰機(ji)加熱(re)改(gai)造費(fei)用(yong)為165萬(wan)元(yuan)，總投資(zi)為1265萬(wan)元(yuan)。
表4熱(re)水再循環(huan)投(tou)資費用 萬元
3.5.2效(xiao)益(yi)分析
熱(re)水再循環和(he)鄰(lin)機(ji)加熱(re)系統(tong)改(gai)造(zao)收益包括脫(tuo)(tuo)硝(xiao)電(dian)(dian)(dian)價(jia)補貼、NOx排(pai)污(wu)費(fei)(fei)減(jian)少部分(fen)、NOx超標排(pai)放罰款(kuan)規(gui)避(bi)和(he)啟(qi)動時(shi)間減(jian)少的收益4部分(fen)。其中，脫(tuo)(tuo)硝(xiao)電(dian)(dian)(dian)價(jia)補貼按(an)機(ji)組(zu)50％THA計，根據邊(bian)界條(tiao)件可(ke)(ke)(ke)(ke)知，在(zai)該(gai)負(fu)荷段運行時(shi)間為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)1510.8ｈ，脫(tuo)(tuo)硝(xiao)電(dian)(dian)(dian)價(jia)補貼按(an)凈利潤0.5分(fen)/（kW·ｈ）（脫(tuo)(tuo)硝(xiao)補貼電(dian)(dian)(dian)價(jia)1分(fen)/（kW·ｈ），扣(kou)除液氨、控制等成(cheng)本0.5分(fen)/（kW·ｈ）計，則每(mei)年(nian)可(ke)(ke)(ke)(ke)獲(huo)得的脫(tuo)(tuo)硝(xiao)電(dian)(dian)(dian)價(jia)補貼為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)226.6萬元(yuan)(yuan)。按(an)照改(gai)造(zao)前脫(tuo)(tuo)硝(xiao)投(tou)(tou)入(ru)(ru)(ru)率為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)90％、脫(tuo)(tuo)硝(xiao)效率為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)78％核算，24億kW·ｈ發(fa)電(dian)(dian)(dian)量約(yue)排(pai)放NOｘ質(zhi)量為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)960ｔ，改(gai)造(zao)后(hou)脫(tuo)(tuo)硝(xiao)投(tou)(tou)入(ru)(ru)(ru)率可(ke)(ke)(ke)(ke)提高(gao)5％左右，上海NOx排(pai)放費(fei)(fei)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)1.26元(yuan)(yuan)/ｋｇ，則排(pai)污(wu)費(fei)(fei)可(ke)(ke)(ke)(ke)減(jian)少6.72萬元(yuan)(yuan)。本改(gai)造(zao)方(fang)案實施(shi)后(hou)每(mei)年(nian)可(ke)(ke)(ke)(ke)規(gui)避(bi)NOx超標排(pai)放罰款(kuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)50萬元(yuan)(yuan)。據調研，將機(ji)組(zu)投(tou)(tou)入(ru)(ru)(ru)商業(ye)運營(ying)后(hou)，2臺機(ji)組(zu)每(mei)年(nian)冷態啟(qi)動8次(ci)。如表5所示，采用(yong)鍋爐(lu)鄰(lin)機(ji)加熱(re)啟(qi)動技術后(hou)，省油質(zhi)量為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)24ｔ，省標準煤質(zhi)量為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)194ｔ，節(jie)約(yue)費(fei)(fei)用(yong)總和(he)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)327800元(yuan)(yuan)。冷態啟(qi)動以蒸汽暖爐(lu)替(ti)代油槍和(he)燃煤暖爐(lu)，延遲風(feng)機(ji)啟(qi)動3ｈ以上，每(mei)次(ci)啟(qi)動節(jie)約(yue)廠用(yong)電(dian)(dian)(dian)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)35664kW·ｈ，費(fei)(fei)用(yong)約(yue)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)1.07萬元(yuan)(yuan)，總減(jian)少成(cheng)本為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)33.85萬元(yuan)(yuan)。
熱水再循(xun)環(huan)和鄰機加熱系統改造(zao)損失(shi)包括鍋爐效率降(jiang)低和汽(qi)機抽(chou)汽(qi)帶來的經濟性影響2部分(fen)。其中，鍋爐效率降(jiang)低0.29％，發電煤耗提高0.56ｇ/（kW·ｈ），本機組(zu)24億kW·ｈ發電量(liang)需多消耗標準煤1344ｔ，折合成本為94.08萬元。汽(qi)機抽(chou)汽(qi)質量(liang)流量(liang)為22ｔ/ｈ，增(zeng)加煤耗為17.7ｔ/ｈ，需增(zeng)加成本為29.74萬元。
3.5.3投資回報
熱(re)水再循環和鄰機加(jia)熱(re)系統改造(zao)總(zong)成(cheng)本為1265萬元(yuan)，年(nian)收益為193.35萬元(yuan)，靜(jing)態投資回(hui)收期為6.54ａ。
表(biao)5鄰機加熱(re)改造前(qian)后參數對比
4結論
Team Introduction
（1）采用(yong)熱(re)(re)水再循環系統和鄰機加熱(re)(re)系統均(jun)可(ke)提高給水溫(wen)度(du)，從而降低省(sheng)煤器吸熱(re)(re)量，提高省(sheng)煤器出口煙氣溫(wen)度(du)，可(ke)滿足(zu)SCR反(fan)應(ying)器催化劑溫(wen)度(du)要求。
（2）采(cai)用(yong)熱(re)水再循環結合鄰機(ji)加(jia)熱(re)方(fang)(fang)案有利(li)于(yu)機(ji)組快速啟(qi)動(dong)，省(sheng)煤(mei)(mei)器(qi)出(chu)口(kou)煙氣溫度增幅較大(da)，且在低負(fu)荷下能顯(xian)著提高省(sheng)煤(mei)(mei)器(qi)出(chu)口(kou)煙氣溫度，鍋爐效率降幅僅為0.58％，對鍋爐經濟性影響較小(xiao)，此(ci)方(fang)(fang)案投資改造簡單(dan)，應用(yong)成(cheng)熟(shu)，性能和(he)壽(shou)命均(jun)有保(bao)證(zheng)。
（3）將熱(re)水(shui)再循環(huan)結合(he)鄰(lin)機(ji)加熱(re)方案應(ying)用到(dao)某600ＭＷ亞臨界機(ji)組，改造總成本(ben)為1265萬元，年收(shou)益為193.35萬元，靜態投資回收(shou)期為6.54ａ。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
