魏新
(大唐環境產業集團股份有限公司北京100091)
合體式煙道、反應器在某1×220MW機組上的應用
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簡要介紹了合體式煙道、反應器結構形式、經濟性以及工程應用中的注意事項。
合體式煙道;反應器;結構型式;經濟性
根據《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223~ 2011)和2014年三部委聯合下發《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014~2020年)》要求,新、老火力發電機組必須在2020年前完成超低排放改造工作。對于新建電廠,已在工程建設初期,預留了加裝脫硝裝置的空間;而對于投運多年的老機組,增加脫硝裝置需要的空間、支撐結構等,都存在嚴重的困難。為了加裝脫硝裝置,實現脫硝排放達標,河北大唐國際遷安熱電有限責任公司1號機組煙氣脫硝改造工程采用了一種新型的合體式煙道、反應器[1],節省了布置空間,客服了空間場地狹小的問題。
合體式煙道、反應器是將脫硝反應器與SCR入口煙道的豎直段緊貼在一起,共用同一煙道壁板,具體布置型式見附圖1。
此種合體式煙道、反應器的結構形式,不僅解決了工程建設中,場地受限的問題,而且可以將SCR入口煙道豎直段直接懸掛在反應器上,不需要設置單獨的支撐結構。這種結構形式在一定程度上,不但減少了反應器以及SCR入口煙道的鋼材量,同時也降低了鋼結構量以及下部的基礎加固工程量,具有很好的經濟性。

圖1 合體式煙道、反應器縱剖圖
本項目在工程實施階段,將SCR入口煙道及反應器布置在J軸與K軸(軸線間距為10.0m)之間,考慮到空間的限制,以及為了減小鋼結構向外懸挑的尺寸,在方案設計階段,采用煙道與反應器合體的方案,進一步優化煙道設計,減少煙道材料量以及保溫量。針對與分體式煙道、反應器的方案比較,優化的結果如下(單臺機組量):

本項目已于2013年底投運,機組脫硝裝置一次投運成功,且能夠安全穩定運行,在設計煤種、鍋爐BMCR工況、處理100%煙氣量條件下,入口NOx含量在400mg/Nm3時,脫硝效率大于80%,脫硝性能滿足設計要求。項目的成功投運,充分驗證了合體式煙道、反應器技術的成熟。
在SCR工程設計時,CFD流場模擬為脫硝性能是否達標的關鍵因素。對于合體式煙道、反應器的結構型式,上升煙道急速轉為水平煙道,易導致反應器中前部的流場不均。因此,在進行流場設計時,須通過反復試算,在豎直煙道轉彎處加裝合適的導流裝置,確保SCR入口斷面流場、顆粒濃度場、顆粒直徑的均勻分布,確保符合給定的流動判斷準則。
合體式煙道、反應器在河北大唐國際遷安熱電有限責任公司1號機組煙氣脫硝改造工程的成功應用,確定了其技術方案的成熟性以及可實施性。筆者認為,此技術方案可以在工程改造中大規模應用。
[1]周偉,楊衛科,任振業,李鵬.一種脫硝反應器.實用新型專利.CN 202751937 U.