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烟道流场三维集成优化在超净改造中的应用

北极星环保网来源:《电力科学与工程》作者:白玉峰等2017/7/27 9:33:30我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:超低排放 低低温电除尘 除尘器

北极星环保网讯:华能海门电厂#2机组超净改造前引风机出口烟气呈对冲汇流状,该布置形式的烟道流场比较差,阻力较大,煤质差时甚至会影响机组额定负荷出力,尤其超低排放改造采用低低温电除尘技术路线,烟气汇冲之后经过急转弯进入二级烟冷器,除尘器出口至吸收塔入口系统阻力较大。

超低排放

为确保超净改造后除尘器出口至吸收塔入口烟道,引风机、二级烟冷器、吸收塔等设备进出口烟气流场更加顺畅,将引风机移动至脱硫吸收塔入口对侧,利用原增压风机基础及支架,并对除尘器后至引风机出口烟道进行重新设计和深度优化,将两侧除尘器6个烟气出口汇合至总烟道,并分别进入移过来的两台引风机入口,与原系统比较,烟风系统阻力大幅下降;并消除了原布置引风机出口90°急转弯处导流板在烟气反复应力的作用下造成撕裂堵塞流道的引起停机的隐患,且两台风机烟道独立,提高了机组运行的安全性。

关键词:烟道流场;优化;降低阻力;超净改造;引风机

华能海门电厂#2机组额定容量1036MW,锅炉型式为高效超超临界参数变压直流炉、对冲燃烧方式、固态排渣,采用单炉膛、一次中间再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊结构Ⅱ型锅炉。

原引风机出口烟气呈对冲汇流状,该布置形式烟道流场非常差,阻力比较大,尤其超低排放改造后,烟气汇冲之后经过急转弯进入二级烟冷器,除尘器出口至吸收塔入口系统阻力会增加[1]。

且超净改造拆除原有回转式GGH,采用WGGH替代其功能,共有三级烟气换热器,分别布置在电除尘器前、引风机出口、烟囱入口前,三级换热器的烟气侧阻力为1.85kPa,回转式GGH总阻力则为1.45kPa,燃用非设计煤种时,实际烟气量偏大,烟气阻力也会有一定程度增加,基于超低排放改造采用的低低温技术路线,可采用动叶可调风机增容改造。

但在烟气温度90℃情况下,引风机采用动叶可调风机相比静叶可调风机可靠性低[2]。综上所述,#2机组引风机移位及烟道优化升级改造具有必要性,确保超净改造后除尘器出口至吸收塔入口烟道阻力大大减少,流场更加顺畅,引风机、二级烟冷器、吸收塔等设备进出口烟气流场也更加顺畅[3],从而提高设备的性能指标,也能使运行机组设备运行稳定、可靠和经济[4]。

1技术方案

1.1引风机不移位前除尘器出口烟气系统及特点

引风机不移位前除尘器出口烟气系统如图1所示。从平面布置图可以看出,风机出口烟气呈对冲汇流状,对冲汇流完之后经过急转弯进入二级烟冷器,该布置形式烟道流场相对较差,汇合段、弯头段阻力会比较大[5]。

超低排放

根据大型锅炉设计手册估算:两侧风机进行一次对冲式汇合阻力约300Pa,一个矩形急转弯头阻力约100Pa[6],故按风机不移位方案估算从引风机出口至二级烟冷器入口烟道经过了一次对冲式汇流和一个90°的急转弯头,其阻力约400Pa[7]。

引风机不移位前除尘器出口烟气系统布置存在如下问题:(1)整个除尘器出口至吸收塔入口系统阻力较大。(2)烟冷器进口的流场较为不均匀,弯头的导流板在引风机出口烟气的反复应力作用下容易撕裂,堵塞烟道,甚至可能将烟冷器管束切断[8]。(3)无法满足机组在低负荷时单侧风机运行的需要[9]。

1.2引风机移位后除尘器出口烟气系统概况及特点

综合考虑超低排放改造后脱硫及WGGH设备的阻力情况,对烟道进行优化并降低阻力,原引风机不做增容改造。

因原引风机位置无法满足汽动驱动布置[10],故对原超低排放改造引风机增容改造方案进行调整,即将引风机移动至吸收塔入口对侧,利用原增压风机基础及支架[11],并对除尘器后至引风机出口烟道进行重新设计和深度优化,使机组烟道阻力大幅降低[12]。

另一方面,两侧除尘器6个烟气出口汇合至总烟道,并分别进入移过来的两台引风机入口,在静调风机变频调节改造前,实现机组在低负荷时单侧风机运行[13]。引风机移位后烟气系统概况如图2所示。

超低排放

延伸阅读:

电除尘专栏第11期 除尘电源技术之三相电源技术

下进风袋式除尘器内部流场的数值模拟

CFD技术在电除尘器烟道流场优化中的应用

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