余熱利用工藝在火電廠電除塵器改造中的應用
電除塵器是火電廠煙塵污染治理的主流設備,但它對燃用煤種的粉塵比電阻較敏感,在我國煤種多變的情況下,特別對于高比電阻粉塵工況時,電除塵易出現反電暈,使除塵效率下降,這是傳統(tǒng)電除塵器的一大弊病。
粉塵排放標準(≤30mg/Nm3),新的排放標準成為電除塵技術發(fā)展的巨大動力。電除塵行業(yè)為滿足新排放標準迅速推出了幾項可供大機組工程應用的新技術,余熱利用技術就是其中一種。電除塵器是火電廠煙塵污染治理的主流設備,但它對燃用煤種的粉塵比電阻較敏感,在我國煤種多變的情況下,特別對于高比電阻粉塵工況時,電除塵易出現反電暈,使除塵效率下降,這是傳統(tǒng)電除塵器的一大弊病。近幾年,工程技術人員從整個鍋爐尾部工藝系統(tǒng)考慮把鍋爐排煙溫度進一步降低(從12 0~170℃降到9 0~110℃),使得大多數煤種的粉塵比電阻都能降低到電除塵器的最佳工作范圍,從而從根本上解決了電除塵器在高比電阻粉塵工況時,易出現反電暈使除塵效率下降的問題。
圖1是比較典型的煤種的粉塵比電阻與溫度曲線,當溫度在150℃左右時粉塵的比電阻最大,隨著溫度的上升和下降,粉塵的比電阻均會降低。煙氣溫度調高會影響鍋爐的熱效率顯然是不現實的,溫度降低則有利于粉塵的比電阻降低,從調節(jié)電除塵入口煙氣溫度入手來降低粉塵比電阻。采取余熱利用技術,實現煙氣調溫,使之降低粉塵比電阻,適應電除塵高效工作,實現粉塵減排,同時也可實現節(jié)煤、節(jié)電的多重效果。
1余熱利用工藝
燃煤電廠常用的余熱利用工藝一般是利用余熱來加熱低加系統(tǒng)的冷凝水,從而達到煙氣降溫和冷凝水升溫的目的。加熱低加系統(tǒng)的余熱利用的工藝系統(tǒng)一般可分為兩種模式。其中圖2為并聯布置模式,采取單路取水單路回水工藝,配合增壓泵及管路閥門系統(tǒng),通過P I D自動調節(jié),實現余熱利用系統(tǒng)的自動控制。并聯布置的優(yōu)勢是,該模式可單獨解列,不影響發(fā)電系統(tǒng)正常運行。
圖3為余熱利用串聯布置模式,在低加回路上適當位置設置截止閥,并在截止閥的前后取水和回水,設置熱水再循環(huán)系統(tǒng)和旁路系統(tǒng),通過PID自動調節(jié),實現系統(tǒng)的自動控制。與并聯模式相比較,該模式降溫效果更加明顯。
2余熱利用在某火電廠的應用
2.1余熱利用工藝說明
江西某電廠采用余熱利用并聯布置工藝(圖4),從軸封加熱器出口取一路凝結水,通過增壓泵提高管路系統(tǒng)中的壓力,將凝結水送至電除塵器前端換熱器進行氣-水換熱,換熱后的凝結水回到7號低加出口,由于軸封加熱器出口處水溫較低(4 5℃左右),通過設置再循環(huán)管道與增壓泵,將換熱后的高溫水引回進水口,提高進入換熱器的水溫,保證換熱器內的管道水溫高于管壁腐蝕溫度;在電除塵器4個入口煙道各布置一個換熱器,用于系統(tǒng)中的氣-水換熱。
2.2余熱利用控制系統(tǒng)
余熱利用的控制系統(tǒng)主要包括煙溫自適應控制、水溫自適應控制和吹灰控制。煙溫自適應控制:每個換熱器出口各設兩個溫度測點,通過調節(jié)閥門的開度或泵的轉速,控制凝結水進入換熱器的水量與煙氣的熱交換,來實現煙溫的保持在恒定的范圍內。煙溫自適應控制邏輯圖見圖5。
水溫自適應控制:換熱器入口水溫(三取二)為反饋參數,通過調節(jié)閥門開度和泵的轉速,控制循環(huán)水進入換熱器的水量,來實現換熱器入口的水溫保持在恒定的區(qū)間范圍,避免換熱器金屬管壁的低溫腐蝕。水溫自適應控制邏輯圖見圖6。
吹灰控制:余熱利用系統(tǒng)采用聲波吹灰器,控制方式分為手動噴吹和自動順控噴吹,同時具備解列的操作功能。吹灰控制系統(tǒng)的作用在于清除換熱模塊的積灰,使換熱器保持良好的換熱性能。
2.3運行狀況
從實際運行來看,在鍋爐負荷變大的情況下,增大回水管電動調節(jié)閥開度和增壓泵的頻率,供水管道流量增大,余熱利用換熱器出口煙氣溫度和增壓泵出口管道水溫均降低;在鍋爐負荷變小的情況下,減小回水管電動調節(jié)閥開度和增壓泵的頻率,供水管道流量減小,余熱利用換熱器出口煙氣溫度和增壓泵出口管道水溫均上升。由此通過煙溫調節(jié)和水溫調節(jié),使換熱器出口煙氣溫度和換熱器入口溫度保持在恒定的溫度范圍。表1是在機組不同負荷下,余熱利用系統(tǒng)運行參數。
3結語
經過江西省電力科學研究院的測試,在余熱利用工藝投運情況下,江西某電廠1號機組粉塵排放濃度為16mg/m 3,除塵效率達到9 9.91%,機組熱耗平均降低54.69kJ/kWh,廠用電率降低0.15%,供電煤耗平均降低2.57g/kWh,綜合考慮環(huán)境等因素影響,年平均節(jié)煤2.18g/kWh,達到了良好的減排節(jié)能效果。余熱利用技術在電除塵器上的成功應用,說明該技術具有很好的降低排放、循環(huán)節(jié)能的效益,值得進一步推廣應用。
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