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摘要
为了满足新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)要求,萨拉齐电厂在不增设炉外脱硫脱硝设备的情况下,对CFB锅炉实施了炉内综合技术改造,并深入开展了炉内的脱硫脱硝优化运行调整,实现了SO2、NOx的达标排放。
关键词炉内脱硫脱硝 优化运行 研究 实践
1锅炉的概述萨拉齐电厂2×300MWCFB锅炉是由哈尔滨锅炉厂引用ALSTOM技术自主研发生产的第一代产品,采用单炉膛、裤衩腿形双布风板结构,其特点是取消了ALSTOM技术路线的外置床,将两级中温过热器及高温再热器以吊屏的形式分别悬挂于炉膛前墙、后墙;锅炉共采用4个内径约8m的旋风分离器,每个分离器下分别布置了一个非机械型回料阀,其回料方式为自平衡式;锅炉燃烧采用风分级送入燃烧室,促使锅炉分级燃烧以有效降低NOx的生成量,除从布风板送入的一次风外,还从燃烧室下部锥段分二层不同高度引入二次风;锅炉的脱硫方式采用炉内脱硫,其脱硫剂为石灰石粉,以气力输送方式分四点送入回料阀斜腿进入炉膛,见图1。
2锅炉SO2和NOx满足新环保标准存在的主要问题(1)炉内脱硫、脱硝效率低。机组满负荷时平均床温达到了980℃,最高点超过990℃,脱离了最佳脱硫脱硝的运行床温区间(850℃~890℃)。(2)石灰石输送系统出力不能满足需求。实际燃用煤种的平均硫分为0.91%,远高于设计煤种硫分的0.32%,导致系统出力不足。
(3)未充分实现空气分级燃烧和低过量空气燃烧。
3炉内脱硫脱硝优化调整萨拉齐电厂针对锅炉存在的问题,深入挖潜CFB锅炉的环保特性,对锅炉实施了炉内的综合技术改造,并深入开展了炉内脱硫脱硝优化运行调整工作,文章重点阐述锅炉优化运行调整。3.1 风量的调整在对锅炉实施炉内综合技术改造后,运行床温较改造前有明显的下降,床温能够控制在900℃以内,风量优化调整的核心是重构炉膛内的氧化还原气氛。(1)一次风的调整。锅炉正常运行中,在床温≤890℃的情况下尽量减小一次风,以有效的控制NOx的排放;为了避免调整中锅炉出现翻床,导致一次风量波动小于临界流化风量,在运行调整中一次风量不能低于250Nm3/h。
(2)二次风调整原则。保证炉内截面的氧量基本均匀,减少炉内燃烧还原区的二次风量,上层二次风开度大于下层的开度,同层二次风开度遵循“中间大、两侧小”,给煤侧二次风小于对侧;运行调整中尽量开启内侧二次风门,负荷250MW以上时应全开内侧二次风门,负荷250MW以下锅炉外侧二次风与内侧二次风比例为1:2。
(3)大胆的尝试了将主一次风调整门全部打开,只用变频器来调节一次风量及翻床,提出并实现了单炉膛双布风板锅炉一、二次风的自动。
(4)氧量调整。风量的调整能有效地改善风、煤的混合程度,以达到分级燃烧控制NOx的排放;锅炉氧量的降低能够有效的减少NOx的排放,但是氧量的降低会促使SO2排放的升高,同时石灰石的用量也会明显增加,考虑到NOx和SO2排放的控制,运行中根据不同负荷氧量应控制在1.8%~2.8%左右。
3.2 锅炉床压的调整床压是流化床锅炉运行中反应床料高低的参数。床压过高,密相区颗粒浓度大,炉膛受热面磨损量大,在同样的一次风量下,床压高则一次风压相应增大,风机电耗也增加;在保证锅炉循环灰量的情况下尽量维持低床压运行,根据锅炉双布风板的特点以及锅炉床压测点的位置,试验出了不同负荷下的锅炉床压,不同负荷下控制水冷风室压力在11~13.5kPa范围内,根据负荷的不同,#1锅炉床压控制在4~7kPa,#2锅炉床压控制在3.5~6kPa(#1、#2床压测点安装位置不同,#2炉床压测点偏高),见图2。
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