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热电厂宽负荷脱硝改造的
技术路线选择和实施效果
大唐陕西发电有限公司灞桥热电厂,秦刚
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灞桥 2×300MW 机组锅炉的省煤器出口烟气温度
(即 SCR 入口烟气温度)
长期低于设计值,
100%BMCR
工况条件下该温度仅 325-330℃,65%BMCR 工况条件
下该温度低至 295℃。脱硝装置只能在 65-100%BMCR
工况条件运行,但是机组却必须在 50-100%BMCR 工
况条件下调峰运行,
因此为保证 99%以上的脱硝装置
投入率,必须实施宽负荷脱硝改造,提高低负荷工况
条件下的 SCR 装置入口烟气温度,使脱硝装置在
40-100%BMCR 工况条件下能够正常投入。
鉴于脱硝 SCR 催化剂设计正常工作温度范围以
及催化剂允许使用上下限温度范围,即下限温度为
310℃,上限温度为 420℃,温度差为 110℃。因此
我厂提出 40-100%BMCR 工况条件下,
SCR 反应器入口
烟气温度≥310℃,使脱硝装置在 40-100%BMCR 工况
条件下能够正常投入,满足机组调峰运行的要求。
不论哪种技术路线都必须将低负荷工况条件下
的 SCR 反应器入口烟气温度提升 35℃。在确保烟气
SCR 入口温度达标的情况下,
尽量降低热力系统的复
杂程度、投资及运行成本。
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当前适用于提高脱硝投运率的技术路线有:省
煤器烟气旁路、省煤器水旁路、省煤器分隔、给水
加热、省煤器分级等,需要按照设备的实际情况并
通过技术经济比较后选取。
2.1 省煤器烟气旁路
从锅炉省煤器前或低温过热器(低温再热器)前
引出高温烟气,通过旁路烟道、调节挡板与进入 SCR
反应器的烟气混合来调节 SCR 入口烟温,高负荷时
关闭挡板门,低负荷时调节挡板门开度,以达到机
组低负荷运行时脱硝设施投运的温度条件。计算表
明 40%MBCR 工况条件下能将 SCR 入口烟温提高约
15℃(20%的烟气量走旁路)。
该技术的优点是系统简单、投资成本低,但是
低负荷运行时会使省煤器吸热量减少,造成排烟温
度上升,降低锅炉效率。此外,烟气旁路技术对旁
路烟道挡板门的性能要求较高,若调节挡板变形造
成关闭不严,则将使高温烟气被大量无谓旁路,影
响锅炉效率;若调节挡板发生卡涩,则其会失去调
节的作用。极端情况下,满负荷工况条件下若挡板
门内漏量大,
可能会使省煤器出口烟温达到 400℃以
上,从而导致催化剂烧结损坏。因此烟气旁路存在
一定的技术风险。
2.2 省煤器给水旁路
省煤器给水旁路的方法是从省煤器进口集箱以
前直接将部分给水短路,给水旁路在低负荷时通过
调节阀调节旁路给水流量,使省煤器进口水量减少
来降低省煤器的吸热,从而提高省煤器的出口烟温。
该技术的优点是改造设备少,投资费用低。但
由于水侧换热系数要比烟气侧的换热系数高出近两
个数量级,给水流量变化虽然影响水侧换热系数,
但对省煤器总的传热系数影响很小,省煤器的吸热
量减少有限,该方案对烟气温度的调节范围有限。
同时也会导致低负荷排烟温度的上升,影响锅炉效
率。此外,对于亚临界锅炉,还存在给水在省煤器
管内汽化的风险,一般不建议应用于亚临界锅炉。
2.3 省煤器分隔档板
省煤器分隔技术是将原有省煤器烟道用隔板分
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