摻爐煙系統(tǒng)應(yīng)用研究

孫金龍

摘? ?要：為保障330 MW機(jī)組鍋爐制粉系統(tǒng)的安全運(yùn)行，通過(guò)制粉系統(tǒng)摻入爐煙，將煤粉磨制和輸送過(guò)程中干燥劑的氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在安全范圍內(nèi)，根除爆燃隱患，保證磨煤機(jī)和制粉系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)可通過(guò)降低一次風(fēng)氧濃度來(lái)降低鍋爐燃燒氮氧化合物生成，減少噴氨量，緩解預(yù)熱器堵塞和SCR負(fù)荷過(guò)重。增加爐膛煙氣流量，提高爐膛出口及各段煙氣溫度，提高預(yù)熱器入口煙溫下移結(jié)晶區(qū)，有利于吹灰疏堵，提高低負(fù)荷下主、再熱溫度，增加機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：摻爐煙;煙氣余熱回收;排煙溫度;制粉系統(tǒng);換熱

華電國(guó)際電力股份有限公司十里泉發(fā)電廠 6號(hào)鍋爐是由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的HG-1021/18.2-TM9型鍋爐，為亞臨界壓力一次中間再熱自然循環(huán)汽包爐，采用平衡通風(fēng)及四角切圓燃燒技術(shù)。最大連續(xù)蒸發(fā)量為1 021 t/h，過(guò)熱器、再熱器出口氣溫為540 ℃，給水溫度為278.4 ℃。鍋爐制粉系統(tǒng)采用4臺(tái)350/600鋼球磨，負(fù)壓運(yùn)行、中儲(chǔ)式、乏氣送粉。滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，投運(yùn)6層煤粉噴嘴。鍋爐最大瞬間壓力為（±8 917）Pa。

除塵器原由蘭州電力修造廠生產(chǎn)制造，每臺(tái)爐配兩臺(tái)雙室三電場(chǎng)電除塵器，2011年改為由福建龍凈環(huán)保股份有限公司一電二袋式電袋復(fù)合除塵器，2016年由中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司進(jìn)行增加5 m濾袋空間的超低排放改造，電袋復(fù)合除塵器入口為4個(gè)3.6 m×3 m的矩形煙道，總長(zhǎng)度約15 m。

2016年進(jìn)行了鍋爐熱一次風(fēng)自適應(yīng)裝置改造，利用汽輪機(jī)的部分凝結(jié)水作為冷卻介質(zhì)，把去制粉系統(tǒng)的熱一次風(fēng)溫度從預(yù)熱器出口溫度降低到磨煤機(jī)進(jìn)口混合風(fēng)的溫度，從而避免向制粉系統(tǒng)摻入冷風(fēng)以及減小排粉機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的冷風(fēng)量，結(jié)果使預(yù)熱器增加風(fēng)量、排煙溫度降低。在煤質(zhì)、負(fù)荷變化（如煤中水分降低）時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)熱一次風(fēng)冷卻裝置的傳熱功率，改變熱一次風(fēng)溫的降低幅度，保證磨煤機(jī)出口溫度在設(shè)定范圍。通過(guò)改造，降低鍋爐排煙溫度5 ℃，緩解了部分鍋爐排煙溫度高的難題。

摻爐煙改造是通過(guò)制粉系統(tǒng)摻入爐煙，將煤粉磨制和輸送過(guò)程中干燥劑的氧濃度控制在安全范圍內(nèi)，根除爆燃隱患，保證磨煤機(jī)和制粉系統(tǒng)的安全運(yùn)行;同時(shí)，可通過(guò)降低一次風(fēng)氧濃度來(lái)降低鍋爐燃燒氮氧化合物生成，減少噴氨量，緩解預(yù)熱器堵塞和SCR負(fù)荷過(guò)重;降低一次風(fēng)氧濃度基礎(chǔ)上提高二次風(fēng)量，提高二次風(fēng)剛性不足，緩解水冷壁結(jié)焦、高溫腐蝕和蠕脹;增加爐膛煙氣流量，提高爐膛出口及各段煙氣溫度，提高預(yù)熱器入口煙溫下移結(jié)晶區(qū)，利于吹灰疏堵，提高低負(fù)荷下主、再熱溫度[1-4]。

1? ? 系統(tǒng)原理

摻爐煙系統(tǒng)如圖1所示，將B引風(fēng)機(jī)出口的爐煙抽取，經(jīng)過(guò)爐煙風(fēng)機(jī)、管道送到每個(gè)磨煤機(jī)入口，以降低磨煤機(jī)入口混合氣體的含氧量，起到防爆的作用。

煙氣取煙口在B引風(fēng)機(jī)出口位置，并設(shè)有導(dǎo)流板。靠近取風(fēng)口位置安裝一個(gè)截止門，截止門與取風(fēng)口之間的管道要有5°的斜度，截止門高于取風(fēng)口。抽取的爐煙進(jìn)入爐煙風(fēng)機(jī)，爐煙風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)全壓3 kPa，設(shè)計(jì)風(fēng)量5萬(wàn)m3/h，爐煙風(fēng)機(jī)出口管道穿過(guò)電除塵區(qū)域，進(jìn)入磨煤機(jī)廠房，分成4路摻入磨煤機(jī)入口熱風(fēng)管道。保證在不同的工況下都能摻入不同比例的爐煙，磨煤機(jī)內(nèi)部氧氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)可控制在15%以下。

把爐煙分成4路分別摻入4臺(tái)磨煤機(jī)的入口，可以兼顧4臺(tái)磨煤機(jī)處于不同運(yùn)行狀態(tài)下的爐煙摻入量靈活可調(diào)，例如兩臺(tái)運(yùn)行磨煤機(jī)的爐煙摻入量較少，保持相對(duì)高的氧濃度利于燃燒，一臺(tái)磨煤機(jī)處于啟停狀態(tài)，可以在啟停磨的不同階段靈活增減摻煙量，使磨煤機(jī)出口氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著冷風(fēng)摻入量的變化保持在一定的范圍內(nèi)。為提高磨煤機(jī)出口溫度和靈活配煤提供安全條件[5-6]。

2? ? 系統(tǒng)保護(hù)設(shè)計(jì)

2.1? 系統(tǒng)設(shè)備安裝

爐煙風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口安裝電動(dòng)隔絕門，4路支管安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)門，可獨(dú)立調(diào)節(jié)每臺(tái)磨煤機(jī)的爐煙摻入量，每臺(tái)磨煤機(jī)入口母管安裝一套氧化鋯氧量計(jì)，可監(jiān)測(cè)每臺(tái)磨煤機(jī)入口容量風(fēng)氧量的變化。在爐煙風(fēng)機(jī)出口管道位置安裝一臺(tái)壓力變送器，在爐煙風(fēng)機(jī)出口DN600直管段安裝一臺(tái)爐煙流量差壓變送器，用靠背管插入DN600爐煙管道內(nèi)測(cè)量動(dòng)壓，DCS計(jì)算煙氣流速和流量[7-8]。

爐煙風(fēng)機(jī)采用變頻啟動(dòng)、工頻運(yùn)行。爐煙風(fēng)機(jī)安裝在B引風(fēng)機(jī)東側(cè)，變頻器控制器安裝在爐煙風(fēng)機(jī)旁邊。風(fēng)機(jī)采用工頻運(yùn)行，運(yùn)行人員通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)磨煤機(jī)入口爐煙調(diào)門開度，調(diào)節(jié)進(jìn)入磨煤機(jī)的煙氣流量和磨煤機(jī)入口氧量。

2.2? 系統(tǒng)保護(hù)設(shè)計(jì)

（1）爐煙風(fēng)機(jī)跳閘條件是爐煙風(fēng)機(jī)運(yùn)行且發(fā)生鍋爐MFT。

（2）當(dāng)爐煙風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，連鎖（連鎖信號(hào)保持60 s即可）全關(guān)爐煙風(fēng)機(jī)入口電動(dòng)門、爐煙風(fēng)機(jī)出口電動(dòng)門、4臺(tái)爐煙調(diào)節(jié)門。連鎖關(guān)閉先后順序?yàn)椋籂t煙風(fēng)機(jī)入口電動(dòng)門、煙風(fēng)機(jī)出口電動(dòng)門、4臺(tái)爐煙調(diào)節(jié)門。

（3）爐煙風(fēng)機(jī)啟動(dòng)允許條件是鍋爐無(wú)MFT、爐煙風(fēng)機(jī)入口電動(dòng)門全關(guān)和煙風(fēng)機(jī)出口電動(dòng)門全開，爐煙風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，連鎖打開其入口電動(dòng)門。

（4）當(dāng)發(fā)生MFT時(shí)，停止煙氣余熱循環(huán)水管道泵，關(guān)閉煙氣余熱換熱器凝結(jié)水側(cè)來(lái)水電動(dòng)門，關(guān)閉煙氣余熱換熱器凝結(jié)水側(cè)回水電動(dòng)門。

目前摻爐煙系統(tǒng)經(jīng)過(guò)相關(guān)調(diào)試，已經(jīng)投入運(yùn)行，并且系統(tǒng)運(yùn)行良好，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，有力地保障了制粉系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

為降低鍋爐排煙溫度，減少鍋爐煙氣熱損失，提高鍋爐效率，同時(shí)保障鍋爐制粉系統(tǒng)的安全運(yùn)行，采用摻爐煙系統(tǒng)，通過(guò)在B吸風(fēng)機(jī)出口引出爐煙，摻入制粉系統(tǒng)的磨煤機(jī)入口，不僅保證制粉系統(tǒng)空氣的氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)在安全控制范圍，還提高了制粉系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

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