超低排放风烟系统的技术问题和对策

1、浙江浙能嘉兴发电有限公司浙江浙能嘉兴发电有限公司烟气超低排放烟气超低排放风烟系统的问题和对策风烟系统的问题和对策设备管理部 孔庆有 虞华生2014年11月一、燃煤锅炉的排放标准一、燃煤锅炉的排放标准烟尘烟尘30mg/ Nm3，二氧化硫，二氧化硫100mg/ Nm3，氮氧化物氮氧化物100mg/Nm3，汞及其化合物，汞及其化合物0.03mg/Nm3，二、天然气燃气轮机组的排放标准二、天然气燃气轮机组的排放标准烟尘烟尘5mg/Nm3，二氧化硫，二氧化硫35mg/ Nm3，氮氧化物氮氧化物50mg/ Nm3三、嘉兴电厂三、嘉兴电厂7 7、8 8号机组烟气超低排放数据号机组烟气超低排放数据烟气超低排放

2、的效果烟气超低排放的效果嘉兴电厂嘉兴电厂7 7、8 8号机组超低排放号机组超低排放风烟系统的改造风烟系统的改造1、原脱硫吸收塔设置、原脱硫吸收塔设置3层喷淋层、层喷淋层、1层托盘，配置层托盘，配置3台浆液循环泵；台浆液循环泵；增容改造为两层交互喷淋层、增容改造为两层交互喷淋层、2层托盘，配置层托盘，配置4台浆液循环泵。台浆液循环泵。2、脱硫吸收塔后增设湿式静电除尘器，和管式烟气加热器。、脱硫吸收塔后增设湿式静电除尘器，和管式烟气加热器。3、在空预器与除尘器之间增设了管式烟气冷却器。、在空预器与除尘器之间增设了管式烟气冷却器。4、在脱硝系统增设了一层催化剂。、在脱硝系统增设了一层催化剂。 （这样

3、必然造成锅炉风烟系统阻力的逐次增加。改造对增压风机进（这样必然造成锅炉风烟系统阻力的逐次增加。改造对增压风机进行了提高出力的改造，未对引风机进行提高出力的改造。）行了提高出力的改造，未对引风机进行提高出力的改造。）5、在脱硝系统优化方面，重新标定了氧量曲线，减少了送风量。、在脱硝系统优化方面，重新标定了氧量曲线，减少了送风量。6、管式烟气冷却器，控制温度由原来的、管式烟气冷却器，控制温度由原来的136,降低为降低为92，使得，使得烟气的体积流量进一步下降。烟气的体积流量进一步下降。改造后负荷/MW999.99风量t/hSCR差压/kPa 空预器差压/kPa空预器至引风机/kPa引风机静压差/P

4、a增压风机静压差/PaA侧2782.96 0.81 1.95 1.24252.57 4496.10 B侧0.95 1.86 1.56 4571.87 4426.91 改造前负荷/MW995.79风量t/hSCR差压/kPa 空预器差压/kPa空预器至引风机/kPa引风机静压差/Pa增压风机静压差/PaA侧3032.23 0.54 1.16 0.59 3337.08 1931.42 B侧0.67 1.14 0.44 3202.59 1908.84 空预器进口压力/kPa空预器进口温度空预器出口压力/kPa空预器出口温度引风机进口压力/kPa引风机出口压力/Pa增压风机出口/Pa-2.05 349

5、.19 -3.99 127.49 -5.19 -935.25 3560.85 -2.02 355.04 -3.88 127.80 -5.44 -866.06 空预器进口压力/kPa空预器进口温度空预器出口压力/kPa空预器出口温度引风机进口压力/kPa引风机出口压力/Pa增压风机出口/Pa-1.84 349.62 -3.00 132.82 -3.59 -248.82 1682.60 -1.83 360.41 -2.96 133.92 -3.43 -226.23 表表1 8号炉满负荷差压新旧对比表号炉满负荷差压新旧对比表 由于是首次改造， 表1 通过 生产实时系统（PI系统）对稳定负荷段进行取数

6、，得出稳定负荷1小时的平均值的现场数据。对比改造前和改造后的阻力压差，我们得到： 改造后系统满负荷时，在由于温度降低导致风量减小约10%的情况下，SCR差压增加275Pa，空预器增加阻力755Pa，达到近2kPa，MGGH热端增加阻力865Pa，引风机进口阻力增加共1895Pa，至5.3kPa，而现在，经过一段时间运行以后至5.5kPa，由于此时增压风机进口压力为-900Pa左右，实际上增压风机替引风机做了部分功。 风烟系统出现的问题是： 阻力增加、体积流量减少双重因素使引风机的运行点向不稳定区域移动。图图1 新旧引风机性能曲线及工况点位置对比图新旧引风机性能曲线及工况点位置对比图 由于风机不

7、稳定运行，邀请了西安热工研究院做了风机特性诊断试由于风机不稳定运行，邀请了西安热工研究院做了风机特性诊断试验，图验，图1为依据试验数据和历史数据，作出的新旧引风机性能曲线及工况为依据试验数据和历史数据，作出的新旧引风机性能曲线及工况点为点为500MW、750MW和和1000MW的位置对比图。的位置对比图。 红线为引风机红线为引风机A的性能曲线，蓝线为引风机的性能曲线，蓝线为引风机B的性能曲线。上面的两的性能曲线。上面的两条为改造后引风机性能曲线，下面两条为改造前一年同一天的引风机性条为改造后引风机性能曲线，下面两条为改造前一年同一天的引风机性能曲线。能曲线。 理论失速线下面红线为失速裕度为理论

8、失速线下面红线为失速裕度为1.3的稳定运行线。的稳定运行线。稳定运行线由稳定运行线由DL-T-468-2004-电站锅炉风机选型和使用导则电站锅炉风机选型和使用导则中中7.1.2条规定，轴流风机应有足够的失速裕度条规定，轴流风机应有足够的失速裕度k。公式如。公式如 k为失速工况点的风量和风压，设计选型时，为失速工况点的风量和风压，设计选型时，k1.3。在在电站风机改造与可靠性分析电站风机改造与可靠性分析一书中建议选取一书中建议选取k1.4。2kkpqkpq风烟系统的问题的表现风烟系统的问题的表现（1）引风机进口压力在满负荷时达）引风机进口压力在满负荷时达-5.5kPa，高负荷时在引风机电流切换

9、抢风，高负荷时在引风机电流切换抢风时，可达时，可达-6.35kPa，超出风道设计压力，超出风道设计压力6kPa，并伴随电除尘和出口风道部分振动，并伴随电除尘和出口风道部分振动。增压风机在抢风时，进口风压可达。增压风机在抢风时，进口风压可达-1.8kPa。（2）风机出口烟道的膨胀节，如吸收塔进口膨胀节，在风机切换运行时松动）风机出口烟道的膨胀节，如吸收塔进口膨胀节，在风机切换运行时松动，在满负荷运行时由于压力比较大可鼓裂，机组因环保不设置脱硫旁路而被迫停，在满负荷运行时由于压力比较大可鼓裂，机组因环保不设置脱硫旁路而被迫停炉。炉。（3）风机的可调前导叶装置，在失速运行时出现压差过大，而引起部分进

10、口）风机的可调前导叶装置，在失速运行时出现压差过大，而引起部分进口导叶旋转偏移，甚至反向，使得风机正常运行中出现部分叶片失速，这种现象同导叶旋转偏移，甚至反向，使得风机正常运行中出现部分叶片失速，这种现象同样存在于增压风机。原因为叶片和固定轴螺栓的不紧固和断裂，至有样存在于增压风机。原因为叶片和固定轴螺栓的不紧固和断裂，至有8.8级高强度级高强度螺栓也断裂。螺栓也断裂。（4）机组中负荷无法投运）机组中负荷无法投运AGC运行，高负荷运行不宜有较大的扰动，如启停运行，高负荷运行不宜有较大的扰动，如启停磨煤机和增开吸收塔再循环泵等。如果风机一台高负荷失速，另外一台易超电流磨煤机和增开吸收塔再循环泵等

11、。如果风机一台高负荷失速，另外一台易超电流。失速时，一般的处理方法为：查失速的风机静叶开度指令是否增大，撤出自动。失速时，一般的处理方法为：查失速的风机静叶开度指令是否增大，撤出自动，把开度指令降下来，同时降低负荷，等失速风机有出力之后，再缓慢开大静叶，把开度指令降下来，同时降低负荷，等失速风机有出力之后，再缓慢开大静叶开度，同时可设低增压风机的进口压力设定点。开度，同时可设低增压风机的进口压力设定点。 风烟系统阻力大于原设计阻力原因风烟系统阻力大于原设计阻力原因（1）烟气冷却器本身的阻力。管式烟气冷却器错列布置、通流面积未核算或扩大，）烟气冷却器本身的阻力。管式烟气冷却器错列布置、通流面积未

12、核算或扩大，造成管式冷却器如阀门半关在电除尘进口。同时流速和扰流增加，使得阻力和流速造成管式冷却器如阀门半关在电除尘进口。同时流速和扰流增加，使得阻力和流速的平方成正比（范宁公式）而显著增加。的平方成正比（范宁公式）而显著增加。（2）烟气冷却器的附加阻力。管式冷却器位置设置在风道从空预器至电除尘如）烟气冷却器的附加阻力。管式冷却器位置设置在风道从空预器至电除尘如U型型管布置，流灰比烟气重，造成类似磨煤机煤粉分离器的分选效应，使得管布置，流灰比烟气重，造成类似磨煤机煤粉分离器的分选效应，使得U型管出口段型管出口段灰的含量增加而阻力增加灰的含量增加而阻力增加 ，这部分灰在停炉过程中能被风带走。，这

13、部分灰在停炉过程中能被风带走。（3）空预器阻力的增加。催化剂中）空预器阻力的增加。催化剂中V2O5等对等对SO2/SO3转化率提高至三层转化率提高至三层1.5%，由，由于脱硝效率同步由于脱硝效率同步由80%提高至提高至85%，NH4HSO4、CaSO4，灰比之改造前更易堵塞。，灰比之改造前更易堵塞。在空预器传热元件形式不太合理，在通风不利的情况下，灰和在空预器传热元件形式不太合理，在通风不利的情况下，灰和NH4HSO4一层一层粘一层一层粘结形成堵塞，目前已考虑更换空预器的传热元件的形式为直通型。结形成堵塞，目前已考虑更换空预器的传热元件的形式为直通型。（4）风道结构的不合理布置。增压风机出口至

14、吸收塔进口由于先上后下再上的空间，）风道结构的不合理布置。增压风机出口至吸收塔进口由于先上后下再上的空间，烟气阻力实测近烟气阻力实测近900Pa，此项是由于改造空间限制所引起。，此项是由于改造空间限制所引起。（5）烟气的冷却，由空预器出口的）烟气的冷却，由空预器出口的136到烟气冷却器出口控制烟温到烟气冷却器出口控制烟温92， 烟气体积流量下降烟气体积流量下降11%。体积流量的减少虽然使流动阻力略微下降，但后面是。体积流量的减少虽然使流动阻力略微下降，但后面是大空间的电除尘，属于变径扩大管道类型，由于体积流量的降低，风机向不稳定方大空间的电除尘，属于变径扩大管道类型，由于体积流量的降低，风机向

15、不稳定方向发展向发展。22112 7 39 20 .8 92 7 31 3 6vTvT解决问题的临时措施解决问题的临时措施 当时出现的情况为：负荷当时出现的情况为：负荷500MW，增压风机投自动，引风机两侧电流相差，增压风机投自动，引风机两侧电流相差140A以上，引风机以上，引风机A和和B“抢风抢风”切换运行，无法投入自动运行。切换运行，无法投入自动运行。 分析分析临时临时采取的方法：采取的方法：1、风机改型，不可行。、风机改型，不可行。2、风道扩大，不可行。、风道扩大，不可行。3、不、不断降低增压风机进口压力设定值，采用此方法。断降低增压风机进口压力设定值，采用此方法。 查风机特性图纵坐标为

16、进出口差压（比压能查风机特性图纵坐标为进出口差压（比压能Y），横坐标为气体体积流量），横坐标为气体体积流量v。再查历史运行数据，改造以前，增压风机进口压力值在再查历史运行数据，改造以前，增压风机进口压力值在-250Pa到到-300Pa之间。之间。 然后对比历史数据，发现在然后对比历史数据，发现在500MW工况，在空预器进口压力相差不大的情况工况，在空预器进口压力相差不大的情况下，引风机的进口压力降低了下，引风机的进口压力降低了660Pa。参考引风机历史运行情况，可得：在流量相。参考引风机历史运行情况，可得：在流量相差不大的情况下，增压风机进口压力在差不大的情况下，增压风机进口压力在500MW的

17、设定值为：的设定值为：250660910Pa 之后随着负荷（风量）的上升，这个设定值增大，在之后随着负荷（风量）的上升，这个设定值增大，在700MW工况，按照上述工况，按照上述方法，可得设定值为方法，可得设定值为-1200Pa，之后可以投入引风机并联自动运行。，之后可以投入引风机并联自动运行。增压风机则通过微开原有的增压风机旁路增加流量，一直投入自动运行。增压风机则通过微开原有的增压风机旁路增加流量，一直投入自动运行。解决问题解决问题的方法的方法 （1）增加风机的流量）增加风机的流量1、引风机、引风机AB进口开口，加装可调流量挡板，增加风机进口压力和流量。由于无故进口开口，加装可调流量挡板，增

18、加风机进口压力和流量。由于无故增加了一股风量，风机能耗将增加，此方法不可取。增加了一股风量，风机能耗将增加，此方法不可取。2、引风机设置外部回流旁路，此方法不可取。、引风机设置外部回流旁路，此方法不可取。（2）降低风机运行的阻力）降低风机运行的阻力1、扩大电除尘进口及烟气冷却器的烟道，扩大引风机进口烟道、出口烟道等。、扩大电除尘进口及烟气冷却器的烟道，扩大引风机进口烟道、出口烟道等。2、MGGH烟气冷却器移位至引风机出口，这将降低烟气冷却器移位至引风机出口，这将降低SO3吸收，没有了低低温电除尘吸收，没有了低低温电除尘器的设置，变成了低温省煤器的形式。器的设置，变成了低温省煤器的形式。（3）改

19、变风机的形式）改变风机的形式1、加装防失速环、加装防失速环(耗能模块耗能模块)，而稍微降低了风机效率，可有效提高低负荷工况的理，而稍微降低了风机效率，可有效提高低负荷工况的理论失速线。论失速线。2、更改风机叶片形式或改为动叶调节风机。、更改风机叶片形式或改为动叶调节风机。 风烟系统的新发展风烟系统的新发展 今年十一期间，更换引风机叶轮为今年十一期间，更换引风机叶轮为YA18448-2F型叶轮。在未提高引风机出力型叶轮。在未提高引风机出力的情况下，通过改变叶片安装角使得风机的失速裕度获得提高。目前引风机不容易的情况下，通过改变叶片安装角使得风机的失速裕度获得提高。目前引风机不容易失速，已经通过负荷摆动试验，可以投运失速，已经通过负荷摆动试验，可以投运AGC。但是增压风机出现原有固定叶片高。但是增压风机出现原有固定叶片高强度螺栓断裂的情况，正在逐步调整中。强度螺栓断裂的情况，正在逐步调整中。范宁公式：范宁公式：22flupd 可以对范宁公式进行全微分，可以得到各