大庆石化公司热电厂5锅炉排烟温度高问题的解决

第27卷第2期电站系统工程Vol.27No.22011年3月PowerSystemEngineering36文章编号：1005-006X(2011)02-0036-02大庆石化公司热电厂#5锅炉排烟温度高问题的解决SolutionsofHighFlueGasTemperatureforNo.5BoilerinDaqingPetrochemicalCo.大庆石化公司热电厂印大伟大庆石化公司热电厂1996年投产运行的5#锅炉，是哈尔滨锅炉厂生产的HG-410/9.8-MQ14型中间储仓式高压煤粉锅炉，配有两套制粉系统，该锅炉投产以来排烟温度一直远远大于135℃的设计值，最高达到170℃以上。排烟温度过高使锅炉的热损失巨大，经技术分析和热力计算确定该炉二级过热器换热面积设计偏小，从而增加二级过热器换热面积来增加过热器的吸热量而降低排烟温度是解决该炉排烟温度高的最直接办法。1热电厂#5锅炉概况大庆石化热电厂#5锅炉是按照煤气混烧设计，采用单汽包，单段蒸发，集中下降管，Π型布置的固态排渣，中储式煤粉锅炉，设计煤种为鹤岗12级原烟煤，锅炉主要设计参数见表1。表1名称数值过热蒸汽流量/t·h-1410过热蒸汽压力/MPa9.8过热蒸汽温度/℃540给水温度/℃215锅炉效率/％91.22汽包工作压力/MPa11.3冷风温度/℃20排烟温度/℃135燃煤消耗量/kg61862该锅炉于1996年投产以后，排烟温度一直居高不下，虽经运行对燃烧多次调整但效果甚微，锅炉运行平均排烟温度在160～170℃左右，而过热蒸汽温度却偏低，一二级减温水无法投入，蒸汽温度很难调整，尤其在点炉时，很难达到并汽条件，生产很被动。为保持汽温稳定，运行人员只能用调整给粉机运行方式来调整汽温，操作量很大，技术要求高，对安全生产不利，效果也不好。2原因分析及整改方案2.1原因分析从原始条件看，设计允许变化的电厂常用煤质发热量在2100kJ/kg，炉膛出口温度基本正常，各换热器温度基本符合设计参数的变化范围，换热设备内部检查情况基本正常，无堵灰、漏风等现象。锅炉主要热力计算原始数据见表2。从表上分析来看，各级过热器的工质温升都正常，只有二级过热器工质温升仅有27℃，远远低于其他各级换热设备的收稿日期：2010-10-13印大伟，男，锅炉车间运行主任。大庆，163714工质温升，为此进行全面吸热量计算，重点对二级过热器增加吸热量的核算。经多次核算并结合实际施工条件，确定增加二级过热器吸热量为最佳方案。核算各部换热面积，二级过热器面积仅有634m2，偏小，与其它同容量锅炉相比，二级过热器的面积也要小许多，各级换热器没有增加换热面积的空间，二级过热器仅有增加二圈的位置，所增加的换热面积仅为582m2。表2受热面烟气出口温度/℃工质进口温度/℃工质出口温度/℃吸热量/kJ·kg-1炉膛1159屏式过热器10063444302014一级对流过热器冷段7764304951073一级对流过热器热段7764795401199二级对流过热器670338365821省煤器上级4432513061803省煤器下级257215247929空气预热器上级350207349922空气预热器下级上段18194207769空气预热器下级下段1322091487计算公式采用低温对流无辐射换热公式计算：Qd=K△tH/Bj式中，Qd——对流受热面换热量，kJ/kg；K——对流传热系数，kJ/m2·h·℃，取值223kJ/m2·h·℃；△t——烟气和工质间平均传热温差取328℃；H——对流换热面积1216m2；Bj——燃料消耗量，取值61862kg；二级过热器的吸热量仅为821kJ/kg。为增加二级过热器的吸热量重新进行了热力核算，即在现场允许增加的二级过热器换热面积582m2（总二级过热器换热面积达1216m2）的条件下二级过热器的吸热量为1431kJ/kg，比改造前增加了610kJ/kg。送风机入口冷风温度控制在30℃时，排烟温度可降至139℃。根据现场实际情况把二级过热器蒸汽温度从原设计的365℃提高到391℃（此温度易调整，也在控制范围内）来计算此级过热器可增加的最大吸热量，此时二级过热器出口温度由原设计的670℃下降至610℃。2.2实施根据现场的实际情况和图纸，增加二级过热器换热面积，由于是在旧炉上进行换热面积扩容改造，施工改造难度较大，主要的施工改造步骤如下：(1)增加二级过热器换热面积，使换热面积从原来的634.3m2增加到1216m2。(2)利用水平烟道的空间，二级过热器沿烟气方向向前延伸增加一组管束（在原来的基础上增加2(下转第38页)38电站系统工程2011年第27卷出料；(2)对球磨机内部物料和钢球的混合物水平进行测量；(3)除去钢球体积计算出物料体积，并将该体积换算成原始物料比重相应的体积；(4)计算出球磨机内部空间容积，用上述原始物料比重相应的体积除以球磨机内部空间容积，计算出料位；(5)启动球磨机，修改参数01即满罐标定系数，使料位等于上述计算出的料位。3.3.2.3经验法根据历史标定数据或根据同样结构、工艺流程、声学条件球磨机的经验数据，按照空罐和满罐标定系数的差值不变的原则，根据实测的空罐标定系数，推算出满罐标定系数。4自动控制通过微处理器软件实现自动控制功能。在PID调节、控制输出保护基础上，根据不同的给定值确定方法，有4种自动控制方式：“定值”即定值方式；“跟踪”即跟踪方式；“最大”即最大出力寻优方式和“经济”即最经济寻优方式。4.1自动控制方式的选择球磨机正常运行过程中，通常应选择“定值”控制方式。该方式的方式代码为03，料位定值通过参数07输入装置，并保持不变，使球磨机保持在恒定工况。“跟踪”控制方式仅用于定值需要随时改变的情况，如调试过程或直吹式的煤磨。该方式的方式代码为00，料位定值为投自动时的实际料位值，解除自动后自动消失。“最大”自寻优控制方式，用于寻找最大出力的料位定值，该方式的方式代码为01，料位定值初始值通过参数08输入装置。投自动后，装置自动改变定值，使给料机开度逐渐增大，经过1～3h运行将达到最大出力的料位定值，该结果保留在参数08内。“经济”自寻优控制方式，用于寻找最经济出力的料位定值，该方式的方式代码为02，料位定值初始值通过参数09输入装置，磨功率信号须接入J、K端子。投自动后，装置自动改变定值，使给料机开度与磨功率的比值逐渐增大，经过1～3h运行将达到最经济出力的料位定值，该结果保留在参数09内。4.2PID调节选择PID方式的目的是实现自动控制的性能稳定和准确。为了最终选择较好的方式，可以先将PID方式设为比例方式（P），选择Kp；再将PID方式设为比例积分方式（PI），选择Ti；再将PID方式设为PID方式（PID），选择Td、Kd。Kp为放大倍数，与比例带δ成倒数关系。4.3控制输出保护在自动方式下，装置的控制输出保护处于工作状态，当料位及料位相关量超出装置面板给定的上下限时，装置控制输出保护将动作，将给料速度减速至下限，以保证磨机不至堵罐：同时装置将发出越限报警信号，包括前面板异常指示（面板上Fail指示灯点亮）和外部声光报警：关给料机将使报警停止。5结束语通过两年多自动运行，达到了制粉系统的优化调整目的，即降低磨煤机单耗，提高磨煤机出力，保证磨煤机高料位运行不发生漏粉现象，杜绝了现场环境的煤尘污染现象，实现了节能降耗，简化操作，改善环境、文明生产等多方面综合效益。□编辑：巨川（上接第36页）圈），见图。炉顶密封炉前炉后管卡过热器联箱说明：实线部分为改造加装过热器管部分，虚线为原有过热器管表3受热面烟气出口温度/℃工质进口温度/℃工质出口温度/℃吸热量/kJ·kg-1炉膛1159屏式过热器9963444411948一级对流过热器冷段7734805401061一级对流过热器热段77344150511156二级对流过热器6103363911431省煤器上级4152462981599省煤器下级258215213817空气预热器上级335213337922空气预热器下级上段18194207795空气预热器下级下段139302131187注：排烟温度升高比原设计值高7℃，因为下级预热器的入口风取值不同，原设计取20℃，现计算取30℃。(3)在锅炉的乙侧水冷壁上开一个2m×8m的施工通道。施工时困难比较大，施工空间狭小，施工时从甲侧到乙侧施工焊口尽量安排在炉外进行。(4)经过上述施工改造后，达到了预期效果。改造后的主要热力参数如表3。3结论改造结束后测定排烟温度从原来运行参数160～170℃，下降到140℃，下降了近30℃，降低了排烟损失，减温水流量从原来的2～3t/h增加到6～9t/h，过热蒸汽调节范围增加方便运行调整，实测主要参数都符合热力计算书规定范围，此次改造达到了预期的目的。□参考文献[1]杨世铭.传热学[M].西安交通大学,1980.[2]西安电力学校.锅炉设备及运行[M].1983[3]哈尔滨锅炉厂.热力计算数据汇总表[Z].1994.编辑：巨川