印度某電廠工程鍋爐主要輔機(jī)選型探討

王 為，盧艷林

(中南電力設(shè)計(jì)院 ，湖北 武漢 430071)

印度某電廠工程鍋爐主要輔機(jī)選型探討

王 為，盧艷林

(中南電力設(shè)計(jì)院 ，湖北 武漢 430071)

簡(jiǎn)要介紹某印度電站工程鍋爐主要輔機(jī)選型方案，并結(jié)合其它印度電站項(xiàng)目，總結(jié)出在印度電站工程設(shè)計(jì)中鍋爐主要輔機(jī)選型應(yīng)注意的一些共性問(wèn)題及其解決方案，提出的結(jié)論和建議對(duì)印度電站工程設(shè)計(jì)具有一定的參考性。

磨煤機(jī)；基本風(fēng)量；裕量系數(shù)；除塵器型式。

1 工程情況

某印度電廠工程(以下簡(jiǎn)稱為“本工程”)為BTG島工程, 本工程BTG島的總包方為中國(guó)公司,規(guī)劃裝機(jī)容量為3×350 MW燃煤電廠,本期建設(shè)1臺(tái)350 MW機(jī)組。三大主機(jī)為哈爾濱鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。

業(yè)主方提供了本工程的技術(shù)招標(biāo)文件，標(biāo)書(shū)中對(duì)于鍋爐主要輔機(jī)選型的技術(shù)要求高于國(guó)內(nèi)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)習(xí)慣，在其它印度項(xiàng)目中，均出現(xiàn)類似情況。現(xiàn)對(duì)本工程的鍋爐主要輔機(jī)選型問(wèn)題進(jìn)行介紹，著重論述印方的招標(biāo)文件與國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)習(xí)慣在此問(wèn)題上的差異，并在工程技術(shù)合同簽訂前提出了相應(yīng)的解決方案，供印度工程設(shè)計(jì)參考。

2 煤質(zhì)資料及系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本工程煤質(zhì)資料見(jiàn)表1。

表1 煤質(zhì)資料

續(xù)表1

結(jié)合其它印度工程煤質(zhì)資料，印度煤的特點(diǎn)普遍為低熱值、高灰分、磨損指數(shù)較強(qiáng)。本工程熱值極低，磨損指數(shù)很強(qiáng)，HGI哈氏可磨性指數(shù)較低，灰成分中氧化鋁、氧化硅含量和比電阻極高。業(yè)主技術(shù)招標(biāo)文件要求鍋爐采用煤粉爐，每臺(tái)鍋爐配置2臺(tái)三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，磨煤機(jī)采用中速磨。在與鍋爐廠和磨煤機(jī)廠配合與確認(rèn)后，最終確定本工程采用中速磨煤機(jī)正壓直吹式冷一次風(fēng)系統(tǒng)；鍋爐型式為亞臨界參數(shù)汽包爐，自然循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)π型布置、露天布置燃煤鍋爐，鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為1165 t/h。

鍋爐主要輔機(jī)配置為：每臺(tái)爐設(shè)6臺(tái)中速磨煤機(jī)；除塵器采用2臺(tái)雙室9電場(chǎng)靜電除塵器；一次風(fēng)機(jī)采用2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)采用2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，吸風(fēng)機(jī)采用2臺(tái)靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)。

3 鍋爐主要輔機(jī)選型

3.1 磨煤機(jī)運(yùn)行方式

招標(biāo)文件要求：磨煤機(jī)備用臺(tái)數(shù)應(yīng)滿足以下要求，對(duì)于最差煤TMCR工況應(yīng)有2臺(tái)磨煤機(jī)備用，對(duì)于最差煤BMCR工況應(yīng)有1臺(tái)磨煤機(jī)備用, 對(duì)于設(shè)計(jì)煤BMCR工況應(yīng)有2臺(tái)磨煤機(jī)備用。

印度工程對(duì)于磨煤機(jī)的備用臺(tái)數(shù)的要求通常都高于國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，本工程印方要求備用2臺(tái)磨煤機(jī)，這與其它已實(shí)施的印度工程情況相似。但本工程為350 MW機(jī)組，鍋爐配有6層燃燒器，對(duì)應(yīng)6臺(tái)磨煤機(jī)。如按照標(biāo)書(shū)要求，對(duì)于設(shè)計(jì)煤BMCR工況，意味著鍋爐必需由4層燃燒器帶鍋爐至滿負(fù)荷，經(jīng)鍋爐廠計(jì)算，單只燃燒器熱功率太大，無(wú)法承受。因此，筆者提出了表2所列的三種解決方案：

表2 磨煤機(jī)運(yùn)行方式推薦方案

本工程最終采用了第三種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。需要說(shuō)明的是，上表中方案二的磨煤機(jī)運(yùn)行方式為國(guó)內(nèi)常規(guī)配置方案，由于印度煤煤質(zhì)普遍較差，印方特別強(qiáng)調(diào)最差煤需要有備用磨煤機(jī)，因此印方一般無(wú)法接受校核煤沒(méi)有備用的方案，這在其它印度工程設(shè)計(jì)中也均有體現(xiàn)；上表中方案三的磨煤機(jī)運(yùn)行方式是一種較為適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，既滿足了印方要求最差煤需要備用1臺(tái)磨煤機(jī)的要求，同時(shí)也降低了單只燃燒器的熱功率滿足了鍋爐廠的要求；但對(duì)于方案三需要注意的是，本工程由于設(shè)計(jì)煤和校核煤煤質(zhì)差別較大，校核煤的發(fā)熱值和HGI指數(shù)都比設(shè)計(jì)煤低較多，造成按校核煤選型(磨煤機(jī)5運(yùn)1備)的磨煤機(jī)型號(hào)較大，而此型磨煤機(jī)的通風(fēng)量對(duì)于設(shè)計(jì)煤采用5運(yùn)1備運(yùn)行方式則制粉一次風(fēng)率過(guò)高，可能超出鍋爐廠所能承受值而無(wú)法滿足鍋爐保證效率和NOX排放指標(biāo)。最終，設(shè)計(jì)院將鍋爐廠所能接受的一次風(fēng)率提給磨煤機(jī)廠，磨煤機(jī)廠采取一些調(diào)整手段降低了制粉條件下的一次風(fēng)率。

3.2 風(fēng)機(jī)容量選擇

本工程印方的招標(biāo)書(shū)對(duì)風(fēng)機(jī)容量從裕量系數(shù)到基本風(fēng)量的定義均做出了非常詳細(xì)的規(guī)定，其要求無(wú)論在裕量系數(shù)還是在基本風(fēng)量的確定上都超出了國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。這在其它印度工程設(shè)計(jì)中也都遇到相似的問(wèn)題。表3通過(guò)對(duì)比總結(jié)出印方招標(biāo)書(shū)要求與國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)設(shè)計(jì)方法之間的差異。

表3 風(fēng)量和壓頭裕量系數(shù)對(duì)比

通過(guò)上表對(duì)比，不難發(fā)現(xiàn)印方標(biāo)書(shū)無(wú)論是在風(fēng)機(jī)的裕量系數(shù)還是基本風(fēng)量的定義上均要求較高，各項(xiàng)因素累計(jì)后，最終結(jié)果是造成風(fēng)機(jī)TB點(diǎn)的風(fēng)量和壓頭均高出根據(jù)大火規(guī)計(jì)算出的風(fēng)機(jī)參數(shù)不少。

本工程最終結(jié)合國(guó)標(biāo)的計(jì)算方法和裕量系數(shù)的規(guī)定，同時(shí)也考慮了印度當(dāng)?shù)丨h(huán)境氣溫高、煤質(zhì)差、單臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行可帶鍋爐至60%BMCR負(fù)荷等印方要求，在滿足工程實(shí)際需要的情況下，對(duì)風(fēng)機(jī)容量選擇進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，避免容量選擇過(guò)大。最終的風(fēng)機(jī)選型方案見(jiàn)表4。

表4 風(fēng)機(jī)造型方案匯總

3.3 除塵器型式和粉塵排放指標(biāo)

招標(biāo)文件要求：當(dāng)所有電場(chǎng)投入運(yùn)行時(shí)，除塵器出口粉塵排放≤50 mg/Nm3(O2=6%, 1atm，0℃，干煙氣)；當(dāng)一個(gè)電場(chǎng)不運(yùn)行時(shí)，除塵器出口粉塵排放≤100 mg/Nm3(O2=6%，1atm，0℃，干煙氣)；除塵器出口粉塵排放超出50 mg/Nm3為合同拒收條款。

本工程煤質(zhì)特點(diǎn)為低硫分、高灰分且灰成分中氧化鋁、氧化硅含量和比電阻極高。從其煤和灰成分的特點(diǎn)來(lái)看，都不利于電除塵器的除塵。

實(shí)踐證明，當(dāng)灰的比電阻值在104～1011 Ω·cm的范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)電除塵器的除塵效率影響極小，而當(dāng)比電阻值過(guò)高超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)，由于粉塵的絕緣性，粉塵吸附到極板上后仍保持原荷電狀態(tài)，待粉塵集到一定厚度會(huì)產(chǎn)生反電暈，導(dǎo)致除塵效率急劇下降。本工程灰的比電阻值已達(dá)到1012 Ω·cm，對(duì)除塵極為不利。

另外，煤和灰成分也顯示該煤種不利于收塵。本工程硫含量只有0.4%，而鍋爐飛灰的比電阻值與煤的含硫量有關(guān)，受含硫量影響較大，低硫煤(硫含量在1.0%以下)燃燒后的粉塵比較難收集，含硫量小于0.5%的煤燃燒后的灰是非常難于捕集的；本工程煤灰中SiO2、Al2O3的含量極高，兩項(xiàng)之和達(dá)90%以上，也非常不利于除塵。

本工程煤質(zhì)非常不利于收塵，而除塵器出口粉塵排放超出50 mg/Nm3為合同拒收條款，如使用電除塵器不能滿足排放，將給總包方帶來(lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)。故筆者對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了調(diào)研并與電除塵器制造廠進(jìn)行了配合。同時(shí)筆者也收集了其它幾個(gè)印度工程的除塵器數(shù)據(jù)和資料作為與本工程進(jìn)行對(duì)比，詳見(jiàn)表5。

表5 除塵器數(shù)據(jù)對(duì)比

從上表情況看，印度煤灰分大,比電阻高，粉塵排放指標(biāo)非常嚴(yán)格，故印度工程的除塵器比積塵面積大，電場(chǎng)數(shù)多，達(dá)到7至9個(gè)電場(chǎng)。除塵器制造廠均承諾滿足印方要求的粉塵排放指標(biāo)，但上表中所列項(xiàng)目均未投入商業(yè)運(yùn)行，而且通過(guò)了解，目前印度也還沒(méi)有實(shí)際已投入運(yùn)行的300MW及以上等級(jí)機(jī)組的國(guó)產(chǎn)電除塵器(排放指標(biāo)小于50mg/Nm3)，多數(shù)項(xiàng)目均還在安裝和執(zhí)行階段，因此實(shí)際使用情況能否滿足50mg/Nm3的排放指標(biāo)還需要觀察。在國(guó)內(nèi)工程中，內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾煤也具有高比電阻(正常排煙溫度時(shí)為1012～13)、高灰分、收塵困難的特點(diǎn)，在使用靜電除塵器的電廠中，其實(shí)際除塵效果并不理想。

因此，考慮到本工程除塵器出口粉塵排放指標(biāo)為拒收條款，風(fēng)險(xiǎn)較大，可采用如下方案解決：方案一為采用靜電除塵器，除塵器出口粉塵排放指標(biāo)不能作為合同拒收條款；方案二為采用靜電除塵器，但除塵器不在總包方供貨范圍內(nèi)，總包方僅提供技術(shù)配合數(shù)據(jù)，電除塵器由印方自行采購(gòu)和承擔(dān)責(zé)任；方案三為采用布袋或電袋結(jié)合的除塵器則除塵器出口粉塵排放指標(biāo)可作為合同拒收條款。由于印方不能接受布袋或電袋方案，最終的設(shè)計(jì)方案為方案二。

4 結(jié)論及建議

印度目前的電力需求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有得到滿足，其電力市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿κ志薮螅嘈乓院筮€會(huì)有更多的印度火電站總包項(xiàng)目。

根據(jù)本工程鍋爐主要輔機(jī)選型方案并結(jié)合其它印度電站項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，筆者對(duì)印度電站工程鍋爐主要輔機(jī)選型提出以下建議,供參考：

⑴針對(duì)印度煤種發(fā)熱值低、HGI指數(shù)低、磨煤機(jī)備用臺(tái)數(shù)較多等特點(diǎn)，磨煤機(jī)運(yùn)行方式需要特別注意，此問(wèn)題與鍋爐廠燃燒器功率、一次風(fēng)率、磨煤機(jī)選型、鍋爐保證效率、NOx排放值等都有密切關(guān)聯(lián)，在工程合同談判階段，必須與鍋爐廠和磨煤機(jī)廠進(jìn)行深入的配合和計(jì)算來(lái)確定磨煤機(jī)運(yùn)行方式的可行性。

⑵印方標(biāo)書(shū)一般會(huì)在風(fēng)機(jī)的裕量系數(shù)選取和基本風(fēng)量的定義上更為保守，筆者認(rèn)為并無(wú)必要，而且也不經(jīng)濟(jì)，建議在合同談判階段從上述兩個(gè)方面對(duì)風(fēng)機(jī)的選型進(jìn)行優(yōu)化。

⑶由于印度煤種難收塵而且粉塵排放指標(biāo)又較為嚴(yán)格，印度業(yè)主對(duì)布袋除塵器技術(shù)也較為排斥，如采用靜電除塵器，建議國(guó)內(nèi)總包方應(yīng)根據(jù)灰成分、比電阻值、粉塵排放指標(biāo)值和合同責(zé)任條款來(lái)判斷并控制風(fēng)險(xiǎn)。

[1] DL5000-2000，火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].

Research on Boiler Main Auxiliary Equipment Selection for Indian Power Plant Project

WANG Wei, LU Yan-lin
(Central Southern Electrical Power Design Institute, Wuhan 430071, China)

It summarizes the common questions and the solutions about the boiler main auxiliary equipment selection in Indian power plant projects, introducing the boiler main auxiliary equipment selection for Indian Power Project and combining other projects in Indian. The conclusion and the advice can be referred for Indian power plant design.

operation method of mill; basic air volume; margin coeff cient; dust eff uent; type of esp.

TM621

B

1671-9913(2010)06-0043-05

2010-08-17

王為(1978-)，男，湖北武漢人，工程師，現(xiàn)從事電廠熱機(jī)專業(yè)設(shè)計(jì)工作。