大型火力發電機組煙道布置格局探討

潘俊斌

(廣西電力工業勘察設計研究院，廣西 南寧 530023)

大型火力發電機組煙道布置格局探討

潘俊斌

(廣西電力工業勘察設計研究院，廣西 南寧 530023)

本文結合國內已投運和在建的300MW及以上火力發電機組的設計方案，對爐后煙道布置格局進行梳理和探討，以期為國內后續熱電聯產機組以及大型火電發電機組建設提供參考和借鑒。

大型火力發電機組；煙道；布置格局。

1 概述

大容量、高參數的大型火力發電機組是國際火電技術發展的一個趨勢，主廠房優化布置是國內各大電力設計院的一個工作重點；爐后煙道的布置格局對于大型火力發電機組的主廠房優化設計，有著舉足輕重的作用。本文結合國內已投運和在建的300MW及以上火力發電機組的設計方案，對爐后煙道布置格局進行梳理和探討，以期為國內后續大型火力發電機組建設提供參考和借鑒。

2 空預器出口至除塵器入口煙道布置

為滿足日益嚴格的環保排放要求，目前國內新建大型火電機組均同步建設或預留煙氣脫硝裝置，從而空預器有兩種布置方案：布置在鍋爐尾部煙道省煤器下方、拖出布置在脫硝裝置下方。空預器出口煙道相應處于脫硝構架范圍內或獨立的煙道構架當中。由于存在構架布局的差異，以及機組容量大小相應空預器與除塵器接口水平距離的差異，不同工程出于布置、導流等方面的考慮，空預器出口煙道垂直段有分支與合并布置兩種實例。

2.1 空預器出口煙道分支布置

每臺空預器出口即設分流三通管分流為兩股煙氣，見圖1。

圖1 空預器出口即分流煙氣(平面圖，330MW機組，已竣工投產)

該方案進入除塵器的各路煙氣分配較為均衡，有利于除塵器負荷的均衡分配。

2.2 空預器出口煙道合并布置

每臺空預器出口所接煙道僅設一路垂直段，至除塵器入口標高的水平段才分流為兩股煙氣進入除塵器，見圖2。

圖2 每臺空預器出口煙道僅設一路垂直段(平面圖)

該方案易于布置管路及設計支吊架，較為節省管材，特別適合在受脫硝構架等外部條件所限的情況；此外如果考慮設置除塵器前水平聯絡煙道也可以在本方案基礎上增設。

該方案在600MW、1000MW機組中應用較多：

圖3 空預器出口煙道(平面圖，1000MW機組，在建)

3 除塵器出口至引風機入口煙道布置

3.1 常規設計

雙室除塵器的雙室出口煙道匯合后，垂直向下進入引風機；每爐各臺除塵器的垂直段設置水平聯絡煙道，實現某臺引風機故障時其余引風機繼續運行。見圖4 。

圖4 除塵器出口至引風機煙道常規布置(平面圖)

3.2 引風機布置在水平煙道下方的緊湊布置設計

該方案是在3.1常規設計的基礎之上，考慮到引風機如果按常規的相對于主廠房橫向布置方式會占用較大場地面積，因而改為縱向布置引風機。見圖5 。

圖5 引風機縱向布置(平面圖，600MW級機組，在建)

為充分利用煙囪入口水平煙道下方的較大面積空間，進一步壓縮A排至煙囪距離以節約用地，可將引風機縱向布置在水平煙道下方，且煙氣斜45°角度接入軸流式引風機。見圖6。

圖6 除塵器出口至引風機緊湊布置圖

該方案最大優點在于保證煙囪底部煙道靜壓不變、方便運行檢修維護的前提下節約大量占地：常規設計300MW級機組方案中除塵器末排柱至煙囪中心線距離約26m，而該方案此數據為15m，每臺機組節約占地約630m2。此外一臺引風機的機殼葉輪和另一臺引風機的電機檢修起吊設施可以合并使用。該方案已應用于單機330MW規模機組中(已竣工投產)。

4 引風機出口至煙囪入口煙道布置

常規設計

引風機出口煙道接入煙囪進口水平煙道。該段煙道基本為常規布置，見圖7。

圖7 引風機出口煙道常規布置(側剖立面)

此外如采用離心式引風機，可有45°風機出口接入煙囪進口煙道、采用圓形煙道、煙囪進口采用非水平煙道等方案變化。其中煙囪進口采用非水平煙道方案相對有利于煙氣的抬升，見圖8。

圖8 煙囪進口采用非水平煙道(正剖立面，300MW已投產)

5 脫硫系統進出口煙道布置

脫硫系統進出口煙道的布置主要有常規的煙囪后布置和近年出現的煙囪前布置兩種方案。

5.1 脫硫煙囪后布置

脫硫系統布置在煙囪后，主要源于早期火電機組不設脫硫系統，隨著污染物排放限制要求嚴格，火電機組要求增設脫硫系統，將脫硫系統布置在煙囪后對已建工程影響最小；新建電廠沿用此布置，與主廠房功能、區域劃分清晰，設備布置集中，有利于EPC建設模式。

5.2 脫硫煙囪前布置

脫硫煙囪前布置主要是吸收塔出口煙氣中心線與煙囪中心線在同一直線上。經調研國內目前已投運的機組中，脫硫煙囪前布置基本應用在取消GGH的方案中， 其實設置GGH時也可以采用煙囪前布置，見圖9。

圖9 設置GGH的脫硫煙囪前布置(正剖立面，330MW，在建)

該方案主要是在設置GGH的情況下，優化關于GGH的煙道布置，實現GGH、吸收塔與煙囪均在同一直線上，使煙氣系統簡潔流暢，脫硫系統正常運行時煙氣通過吸收塔出來后直接排入煙囪，滿足日益嚴格的環保趨勢；并縮短了水平煙道長度。

6 關于袋式除塵器

隨著國家對于火電廠大氣污染物排放標準的環保要求提高，國內較多大型火電機組項目逐步采用袋式或電-袋組合式除塵器。除塵器的袋側由于不設置靜電除塵器的喇叭口，其所占用空間更小，此處更有布置上的優化余地，可以減少4m以上的長度空間。

7 關于圓形煙道

DL／T 5121－2000《火力發電廠煙風煤粉管道設計技術規程》推薦“管道截面宜采用圓形。當布置上有困難或由此而增加較多異形件時，可采用矩形……對容量1000t／h級及以上的鍋爐機組的煙風道，不受圓形限制。” 采用圓形煙道，金屬及保溫材料消耗量相對較少，利于放灰、排放酸液，較為美觀。在此增加說明的一點是圓形煙道由于其彎頭有別于矩形彎頭的特殊性，在布置上如恰當運用也有其優勢，見圖10。

圖10 圓形煙道易于實現轉向(平面圖，330MW，在建)

8 結語

大型火力發電機組的爐后煙道布置格局，對于主廠房的優化有較大的發揮空間。根據不同工程項目的建設條件、業主要求、相關專業協作等因素，因地制宜采用適當的方案，能夠最大程度實現布置惠及系統、安裝、運行、檢修的優化。

[1]范永春，霍沛強．1000MW超超臨界機組主廠房布置格局探討[J]．電力勘測設計，2009，(5)．

Discussion on Layout of Flue Duct Behind Boiler in Large Thermal Power Generation Units

PAN Jun-bin
(Guangxi Electric Power Industry Investigation Design And Research Institute, Nanning 530023, China)

Speci fi c to the over 300MW power generation units that are in operation or under construction, the layout of behind boiler is collated and discussed in this paper.It is hoped that the discussion will provide reference for construction of future cogeneration units and large thermal power generation units.

large thermal power generation units; fl ue duct; layout.

TM621

B

1671-9913(2011)02-0047-03

2011-01-01

潘俊斌(1979- )，男，廣西柳州人，工程師，主要從事大型火力發電廠熱機設計工作。