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锅炉空气预热器防堵改造可行性研究

  (2)SCR氨喷射系统改造。将现有涡流型AIG改造为格栅型AIG,增加喷氨分区数量,并使其具备沿反应器宽度及深度方向上精细化喷氨调节功能。通过氨喷射系统改造和优化调整,提高催化剂入口NH3/NOx分布的均匀性,降低局部氨逃逸浓度。

  (3)新增空预器热风清洗防堵系统。在空预器冷端二次风靠近一次风侧新增一个清洗分仓,利用一二次风差压将空预器出口的部分热一次风引入清洗分仓内,提高清洗分仓内的温度使液态硫酸氢氨受热蒸发,达到清洁冷端换热元件防堵的目的。如图1所示为空预器热风清洗防堵系统示意图。

  (1)通过形成一个较小的独立清洗分仓,集中处理发生堵灰的换热元件,可以避免对空预器整体运行造成太大的影响;

  (2)通过扇形板的合理切割构成小分仓,只需要新增加一段热风管路,系统比较简单;

  (3)热风清洗防堵系统投运方式灵活,通过增加冷二次风旁路能够自由切换到改造前的运行方式,不造成受热面的闲置。新增空预器热风清洗防堵系统后,因清洗分仓内换热元件温度提高,空预器总体的换热量略有减少,空预器出口排烟温度约升高3℃左右。

  在冬季中低负荷运行工况下,排烟温度升高的3℃ 可以被 MGGH 系统利用来再热烟气,这样凝结水加热器可以回收部分热量,有利于降低汽机热耗。仅仅从新增空预器热风清洗防堵系统的运行效果来说,不考虑防堵改造后风机电耗减少,它对机组的运行经济性影响整体较小。

  改造方案较好地结合了锅炉空气预热器的实际运行条件和设备状况,通过燃烧系统优化能够从源头减少脱硝系统运行压力;将涡流型 AIG 改造为格栅型 AIG 能够实现反应器宽度及深度方向上精细化喷氨调节功能,避免局部氨逃逸超标;采用热风清洗防堵系统能够较好地适应回转式空预器冷端温度周向分布存在低温区域的特征,通过循环系统的热一次风流量可以控制在较低的比例,避免了采用其他升温方式下空预器出口烟温整体大幅上升。

  路线对应的方案对原系统的设备改动相对较小,新增的系统组成也比较简单,基本没有日常运行费用,但是由于存在清洗分仓用于加热冷端换热元件,空预器出口烟温有小幅度(3℃左右)的上升。

  改造后空预器在冬季中低负荷运行工况下,空预器换热元件进入清洗分仓后温度上升硫酸氢铵被加热分解,同时上游脱硝装置各个位置氨逃逸量控制在合理范围内,将大大减缓硫酸氢铵灰垢在空冷端换热元件表面的粘附速率,吹灰系统正常投入使用即可保证空预器长期稳定运行。优化后的格栅式SCR氨喷射系统示意图如图2所示,新增的空预器热风清洗防堵系统简化布置图如图3所示。

  (1)原燃烧系统二次风喷口改造,一次风喷口和喷筒更换,进行燃烧系统优化调整;

  (3)从热一次风出口到热二次风入口布置热风循环风管,对冷热风道过渡段进行相应的改造,安装膨胀节、支吊架、弯头等;

  (4)在空预器冷端二次风侧进行隔离桁架改造、隔离扇形板改造、隔离弧形板改造,形成独立的清洗分仓;

  (5)循环风回路安装热风插板门和调节挡板,循环风管入口和出口布置温度、压力测点;

  (6)新增冷端热风喷口,同时新增一路二次风进口到热风喷口的直通管道,用于在停用系统时切换回正常通冷风状态;

  鉴于现阶段锅炉空预器在现有运行条件下,因氨逃逸量较高和冷端温度偏低导致了硫酸氢铵堵灰,烟气侧阻力随运行时间延长持续升高问题,严重影响到了机组的运行安全经济性,并且该问题通过停炉检修空预器无法解决。

  按照确保防堵效果和避免机组运行经济性降低的原则综合考虑,推荐本次锅炉空气预热器防堵改造采用改造方案为“燃烧系统优化改造+SCR氨喷射系统改造+新增空预器热风清洗防堵系统”实施。

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