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超低排放形勢下MGGH系統改造運行存在問題與對策

2019-10-24信息來源 :

當前我國正在推行節能減排政策,由于去除煙氣換熱器(GGH)會出現冒白煙的情況,在超低排放形勢下,多數電廠企業會改造增設一個低溫煙氣換熱器(MGGH)來進行優化。但由于技術和安裝受限,MGGH 在運行中經常出現一些問題。本文結合某能源公司的改造項目,對其測試過程中 MGGH 系統運行存在的問題進行分析,并提出改進對策以供同行參考。

為了改善大氣環境質量,國家對火電行業制定了相關的排放標準,要求采取措施進行污染治理。根據國家、地方和粵電集團相關通知精神,某能源有限公司充分考慮環保指標優者優先上網發電的國家節能減排政策,積極開展超低排放和節能綜合升級改造項目工作,改造的目標定為:1#、2#機組的煙氣NOX、SO2、煙塵的排放濃度分別控制在 50mg/Nm3、35mg/Nm3、5mg/Nm3以內,并輔以汽輪機通流改造增容、循環水泵高低速改造、熱力系統優化改造等節能改造措施,積極承擔社會責任,改變電力企業生產形象,實現可持續發展。在此改造項目中,為進行煙囪防腐和避免冒白煙的問題,將 1#和 2#機組的 GGH系統改為 MGGH 系統。本文將從其改造概況、測試及正式運行中存在的問題及其對策兩個方面進行詳細分析。

1 MGGH 系統設備改造概況

將1#、2#機組原回轉式GGH改造為無煙氣泄漏的熱媒管式MGGH,并滿足設計工況煙囪入口煙溫大于 80℃的要求。熱媒管式 MGGH 系統是一個封閉的、獨立運行的系統,其投運與否不影響電廠現有系統的運行。該系統以熱媒水為介質,通過管式換熱器將熱量在脫硫塔前的高溫煙氣和濕式除塵器出口的低溫煙氣之間進行傳遞。

一方面,可以將脫硫塔入口煙氣溫度降低,減少脫硫噴水量。另一方面,可以將濕式除塵器出口煙氣溫度提高,降低低溫煙氣對煙囪的腐蝕,及煙囪出口冒“白煙”情況。熱媒管式 MGGH 系統主要包含八個主要的分系統,分別是煙氣冷卻器(煙氣降溫器)系統、煙氣再熱器(煙氣加熱器)系統、熱媒水循環系統、輔助蒸汽系統、吹灰系統、補水系統、加藥系統、水沖洗系統。

1.1 一級換熱器(煙氣冷卻器)

一級換熱器采用管式換熱器,安裝于引風機出口煙道上,接口尺寸應與安裝位置煙道尺寸相配套。換熱器進口煙氣溫度 128℃(設計煤種,BMCR 工況),降溫段出口煙氣溫度不高于 85℃,進口熱媒水溫度:70℃,出口熱媒水溫度110.4℃。

1.2 二級換熱器(煙氣再熱器)

二級換熱器采用管式換熱器,原則上安裝位置在脫硫吸收塔后的煙道上,位于新增濕式電除塵器后方,接口尺寸應與脫硫島的煙道尺寸相配套。二級換熱器進口煙氣溫度 47℃,出口煙氣溫度不低于80℃,進口熱媒水溫度 110.4℃,出口熱媒水溫度 70℃。

300MW 工況下輔助蒸汽耗量為 5t/h,可保證凈煙氣溫度不低于 80℃。

換熱器出口煙氣溫度(煙囪入口):600MW 工況不投輔助蒸汽加熱時,煙氣再熱器出口煙氣溫度(煙囪入口)不低于 80℃;450MW 工況不投入輔助蒸汽加熱時,煙氣再熱器(升溫段)出口煙氣溫度不低于 78℃;450MW 工況投入輔助蒸汽加熱時,煙氣再熱器(升溫段)出口煙氣溫度不低于 80℃;300MW 工況不投入輔助蒸汽加熱時,煙氣再熱器(升溫段)出口煙氣溫度不低于 70℃,投入輔助蒸汽加熱時,煙氣再熱器(升溫段)出口煙氣溫度不低于 80℃。

2 MGGH 系統改造運行中存在的問題及對策

2.1 MGGH 系統改造測試運行中存在的問題及對策

MGGH 系統在安裝完畢并完成單體、分系統試運后,應先進行測試運行,確保能安全順利地完成整套啟動并移交生產,發現并及時解決系統可能存在的問題,使改造后 1 號機組脫硫系統及設備能夠長期安全可靠地運行。測試運行包括以下9 項內容:

(1)MGGH 水壓試驗;

(2)1 號機 MGGH 分系統調試;

(3)MGGH 系統上水;

(4)MGGH 蒸汽吹灰器調試;

(5)MGGH 熱媒循環水泵試轉;

(6)濕電循環水系統調試;

(7)MGGH 加藥裝置加藥試轉;

(8)MGGH 聲波吹灰器調試;

(9)MGGH 聯鎖試驗。

在測試過程中,發現 MGGH 系統存在如下問題:

(1)MGGH 補水泵振動偏大,前驅動端 18mm/s;后驅動端 24.3 mm/s;

(2)MGGH 熱媒水泵 A 遠方啟動電流 281.23A 相對 2#機組電流偏大;母管出口壓力 0.50MPa 相對 2#機組母管出口壓力偏小;

(3)MGGH 輔助蒸汽加熱器入口熱媒水溫度測點和煙氣加熱器出口熱媒水母管溫度測點不準確。上述 3 點問題主要是在測試中系統設置出錯導致的,經過火電人員處理,即可恢復正常。

2.2 MGGH 系統改造正式運行中可能存在的問題及對策

在通過測試后,MGGH 系統在正式運行中還可能存在磨損、泄漏、腐蝕等問題。

(1)MGGH 系統的腐蝕問題及對策。由于整個 1#機系統排放的煙氣為 SO3,即使經過了超潔凈改造,其煙氣中仍不可避免存在一定量的 SO3,在與空氣中的水化學反應后就會形成硫酸。由于 MGGH 為低溫 GGH 系統,當硫酸煙氣接觸到的金屬表面溫度小于煙氣的凝聚點時,就會產生低溫腐蝕。

這種腐蝕不可避免,其解決對策只能是通過采取控制措施來減緩腐蝕的速率,提高系統的使用壽命。具體來講,在設計集箱出的穿墻管、煙道等部位時,盡量采用密封滿焊的方法,并在外側部位設置密封盒子,確保煙道的密封性,避免煙氣與水蒸氣混合發生化學反應,降低低溫腐蝕的速率。

(2)MGGH 系統的磨損問題及對策。由于 MGGH 為低溫GGH 系統,其煙道內的溫度通常低于 150℃,在這種溫度下的煙氣灰粒要比高溫時的硬度更高,其磨損性也更強。且由于 MGGH 系統的換熱管內媒介為水,一旦磨損到管道穿孔或破裂,則會讓管道內的水流入煙道中,加速煙道的腐蝕效果與積灰問題,甚至影響到整個系統的正常運行。

為避免由于低溫 GGH 系統的特性導致的磨損問題,可以通過控制煙氣速度、優化煙道結構來減緩這種磨損。具體來講,在 MGGH 系統除塵器前面的受熱面,應將煙氣速度控制在 9m/s 以內,對于之后的受熱面則要控制在 14m/s 以內。

(3)MGGH 系統的泄漏問題及對策。結合前面兩個問題的分析可知,其泄漏問題多是由于腐蝕及磨損導致的,其原因也主要是材質及結構設計的問題。具體來講,材質選擇主要應挑選高品質的,具有優秀防腐蝕性能和耐磨性能的奧氏體或鐵素體不銹鋼。結構設計主要是通過使用防磨性能較好的 H 形片管鋪設煙管,并將焊縫設置在煙道外側,保持煙道內的光滑度,提高防腐、防磨損的效果,減少泄漏問題出現的可能性。

3 結語

總的來說,在超低排放形勢下,越來越多的火電廠在進行改造時選擇使用 MGGH 系統。MGGH 系統改造運行中需要注意其測試過程和運行過程中存在的問題。對于其在正式運行中經常出現的泄漏、腐蝕、磨損問題,可以通過選擇合適的不銹鋼管材、設置合理的煙氣速度、優化煙道結構來減緩腐蝕速率,有效控制 MGGH 系統的運行問題,從而提高其使用的普遍性。

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