1000MW二次再热机组炉底热风密封改造降低锅炉排烟温度技术改造.pdf

78场景1000MW 二次再热机组炉底热风密封改造降低锅炉排烟温度技术改造李冬 赵诗泉 国家能源集团泰州发电有限公司Study on the Technical Retrofit for Reducing Boiler Exhaust Gas Temperature of 1000 MW Double Reheat Coal-fired Unit by Retrofitting the Hot Air Seal at Furnace BottomL I D o n g Z HA O S H i-q u a nSCR下方各布置1台17286mm的三分仓容克式空气预热器。锅炉制粉系统采用中速磨冷一次风机直吹式制粉系统，每台锅炉配置 6 台中速磨煤机，BMCR 工况时，5 台投运，1台备用。对于设计煤种煤粉细度R90为15.00%。对于设计煤种燃烧器入口一次风温为78、均匀性指数n=1.0 1.1。1 锅炉运行空预器排烟温度现状某电厂锅炉投运后，实际运行中掺烧了部分印尼煤和低热值烟煤，夏季排烟温度在 128左右，和设计值相比要高 68。空预器排烟温度高的原因，经对锅炉烟风系统分析，原因有以下几个方面：炉膛实际漏风系数高于性能计算预计值，干排渣条件下，炉底漏风高于设计值。在总风量一定的条件下，导致实际通过空预器的二次风量少于设计值。目前炉底漏风系数估计在 3%4%（经数值模拟分析得出），要高于设计计算使用的 1%。导致通过空预器的风量少于设计预计值，预热器冷却介质少，导致空气带走烟气的热量低于设计要求。掺烧印尼褐煤后，烟气中水蒸气含量增加，导致烟气比热容升高，烟气蓄热量大于设计状态。上述二因素偏差反应在空预器的X比偏差上，目前空预器X比 X比=（空气比热空气流量）/烟气摘要：某电厂1000MW二次再热燃煤机组在投产运行后，干排渣系统漏风量大于设计值，掺烧部分印尼煤和低热值烟煤，导致空预器排烟温度偏高。本文分析 了 原因，提出可行的技术方案，并具有良好的经济性。关键词：1000MW；二次再热机组；炉底热风密封；锅炉排烟温度A b s t r a c t：After a 1000 MW secondary reheat coal-fired unit in a power plant was put into operation,the air leakage rate of the dry slag removal system was greater than the design value,and some Indonesian coal and low calorific value bituminous coal were blended,resulting in higher exhaust gas temperature of the air preheater.This paper analyzes the reasons and puts forward a feasible technical scheme,which has good economy.K e y w o r d s：1000 MW；double reheat unit；bottom hot air seal；boiler exhaust gas temperature某电厂21000MW 超超临界压力二次再热锅炉为 2710t/h 超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，该锅炉采用单炉膛塔式布置、四角切向燃烧、摆动调温、平衡通风、干排渣机械输送。锅炉燃用神华煤。炉后尾部烟道出口有两台 SCR 脱硝反应装置，每台79场景比热烟气流量）=烟气侧修正前温降/空气侧加权平均温升，此式由空预器热平衡式变形来，和空预器换热面积无关 比设计值要低 0.02 0.03，对应的排烟温度要高 6 8。2 改造技术路线结合目前锅炉实际运行情况，在总风量不变的前提下，可以采用减少炉底漏入的冷风量，增加空预器二次风通风量，提高换热量，从而降低排烟温度的方法。具体方案为在炉膛底部冷灰斗出渣口处布置热风风帘，阻隔、减小炉底干渣机冷漏风，热风取自热二次风道。采用数值模拟等方法，对改造后锅炉的燃烧及汽温等进行了对比。工况 1：炉底漏入冷风；工况 2：炉底喷入 320热风。见图 1、图 2。图1 炉膛纵截面烟气速度分布示意图 图2炉膛纵截面烟气温度分布示意图AA 层托底风截面平均温度：工况1的为 1241，工况 2 为 1248，两者偏差为 0.56%。屏底烟温：工况 1 的为 1152，工况 2 为 1158，屏底烟温偏差为0.52%。炉膛出口 NOX浓度：工况 1为 280 mg/Nm3；工况 2 为 281mg/Nm3。通过以上数据可以看出，改造实施后，锅炉主要参数几无变化，对炉内燃烧工况无不利影响。3 对炉内燃烧及空气动力场的影响采用数值模拟等方法，对改造后锅炉的燃烧及汽温等进行了对比。工况 1：炉底漏入冷风；工况 2：炉底喷入 320热风。见图 3、图 4。图3 炉膛纵截面烟气速度分布示意图 图4炉膛纵截面烟气温度分布示意图AA 层托底风截面平均温度：工况1的为 1241，工况 2 为 1248，两者偏差为 0.56%。屏底烟温：工况 1 的为 1152，工况 2 为 1158，屏底烟温偏差为0.52%。炉膛出口 NOX浓度：工况 1为 280 mg/Nm3；80场景工况 2 为 281 mg/Nm3。通过以上数据可以看出，改造实施后，锅炉主要参数几无变化，对炉内燃烧工况无不利影响。4 对排渣设备的影响改造实施后冷渣温度预计会上升 100左右，但不会高于 600，钢带材料采用 304 不锈钢，完全可以承受此温度。目前锅炉底渣渣量较少，实际所需冷渣风量较少，可以保证底渣的冷却效果。冷灰斗出渣口处保持一定的负压即可满足所需冷风量的要求。5 改造具体实施方案根据锅炉设备情况，改造方案为：从锅炉两侧墙热二次风道靠近炉膛中心线处各引一路热二次风，向下从两端汇入后墙炉底二次风母管。从此二次风母管引出数个扁平状喷口，炉底密封板相应开槽，与上述喷口对接，将热二次风送入炉底出渣口下方一定距离，起到隔绝炉底冷漏风的作用。6 改造后对空预器的影响经过计算，可以得出热二次风量和出口排烟温度的关联曲线图，见图 5。图5 热二次风量和空预器出 口温度函数关系从图 5 中可以看出，二次风量变化与排烟温度几乎呈线性关系，提高二次风量将降低空预器出口排烟温度。根据热风置换炉底冷漏风的风量数据，进行空预器的核算，结果显示排烟温度可以降低 8以上。实际运行预计可降低排烟温度 5 6，折算到锅炉效率可提高 0.25%0.3%。7 收益分析估算制作成本费用约为 97 万元（不含工程设计、差旅等费用）。考虑实施偏差，改造后空预器出口排烟温度按照降低 5考虑，相应锅炉效率可以提高不低于 0.25%。按照煤耗 265g/kWh，每年锅炉运行小时数 5000h，标煤价按 700 元/t 进行计算：发电成本价为 0.185 元/kWh；年节约标准煤量3312.5t/a。每年可以节省费用 231.88万元（单台炉/a）。空预器总二次风量增加后，风机电耗将增加，新增二次风量为 35kg/s，按照送风机出口全压 6.5kPa 计算，每年增加的费用为：风机功耗变化=（6.5kPa35kg/s）/（0.851.21kg/m3）=22.12 kW，风机运行费用增加=22.12kW5000h0.185元/kWh=20.46万元（单台炉）；单台锅炉实际每年可节约费用：231.88-20.46=211.42万元/a。8 结语通过对炉底密封的改造，采用热二次风隔绝干渣机冷漏风的技术方案是可行的，具有良好的经济性。即使考虑电厂配套投入费用（安装费等），投资回收期也不到一年。改造实施后，可以有效提升锅炉效率，获得明显的节能减排效果和经济收益。参考文献1吕建平.超临界机组锅炉排烟温度的影响因素分析J.冶金能源，2021（40）：61-64.2 范从振.锅炉原理 M.北京：水利电力出版社，1986.作者简介李冬(1982.01-），男，江苏吴县人，工程师，主要从事火电机组锅炉调试、运行优化等方面的研究。