烟气旁路实现百万等级超超临界锅炉宽负荷脱硝的应用

为了满足低负荷下脱硝入口烟气温度满足催化剂投运的要求，各种提高脱硝入口烟气温度的措施应运而生，目前主要有分级省煤器方案、省煤器水侧旁路方案、烟气侧旁路方案、提高给水温度方案等。为了选择一种适合国投天津北疆电厂的宽负荷脱硝解决方案，分别对不同的方案进行了比选，具体如表4所示。

表4通过改造提高脱硝入口烟气温度的方案比

由于国投天津北疆电厂一期属于在运行的项目，对于实施方案周期、空间等都需要重点考虑，同时国投天津北疆电厂在低负荷下对于温度的提升要求不高。通过对不同实施方案的比选、调研，结合国投天津北疆电厂一期锅炉空间情况、烟气温度略有提升及改造周期要求，选择烟气旁路的宽负荷脱硝方案。

虽然烟气旁路方案存在低负荷锅炉效率略有降低和高负荷挡板可能泄漏烟气导致锅炉效率降低的情况，但考虑国投天津北疆电厂在空气预热器出口加装了低温省煤器，可以回收锅炉排烟余热提高发电机组整体效率。

至于在高负荷情况下挡板的漏风可能会导致脱硝进口烟温超温的问题，我们也做了校核计算，由于旁路烟道和尾部烟道阻力的差别，即便满负荷下高温漏风在省煤器后与低温烟气混合后也不会超过脱硝所要求的温度，最终选择采用烟气旁路的方案解决脱硝入口烟气温度。

2方案实施

2.1烟气旁路工作原理

采用旁路烟道将一部分烟气在低负荷下越过部分受热面，直接引至脱硝系统，在脱硝系统入口处混合，从而提高进入脱硝系统的烟气的温度，以满足脱硝系统正常工作的温度要求。旁路烟道入口处设置关闭挡板，在省煤器出口烟道处设置调节挡板，用于控制主烟道的阻力，调节旁路烟气量。省煤器烟气旁路方案示意图见图1。

图1省煤器烟气旁路方案示意图

2.2烟气旁路改造范围

抽烟口设置在尾部后烟井省煤器进口以获得高温的烟气，在后烟井后墙包覆管上开孔将烟气引出，并连接至省煤器出口烟道上，以满足将高温烟气与低温烟气混合的目的。在旁路烟道上设置挡板门以达到高负荷运行时关闭的需要。

设计同时考虑烟道的合理布置、膨胀、支吊等问题。对相应的钢架进行受力计算及补强，增加相应的检修平台。对控制系统进行相应改造。

2.3方案实施过程

2015年4月该方案完成技改设计和施工招标，6月完成设计，9月完成设备制造和采购，利用北疆电厂2号机组大修，在10月开始在2号锅炉上进行改造实施，2015年11月中旬安装完毕。

3改造效果

2015年11月23日，国投天津北疆电厂一期2号锅炉烟气旁路改造项目正式投入运行，2015年12月3日委托华北电力科学研究院对该项目的改造进行了性能验收试验，具体试验数据见表5。

表5:2号机组烟气旁路投运时各负荷阶段相关参数

从性能测试数据来看，在外部环境温度接近0℃的条件下，通过实施烟气旁路改造，机组在450MW至600MW负荷情况下，烟气温度高于310℃，达到脱硝投运的温度要求，在400MW负荷时也基本接近305℃。

4结语

对于在役机组实施宽负荷脱硝改造是新的环保政策的要求，也是火力发电厂为环保工作添砖加瓦的实事工程。目前可以采用的宽负荷脱硝改造方案较多，改造要求、改造效果、工程造价各不相同，需要基于改造电厂的实际情况考虑选择适用的解决方案。

国投天津北疆电厂一期2号锅炉选择烟气旁路作为宽负荷脱硝解决方案是充分考虑了其自身特点及运行要求而确定的。

从国投天津北疆电厂一期2号锅炉烟气旁路方案实施来看，烟气旁路方案在安装周期上具有较大的优势，前期可以不停炉安装，因此对机组运行的时间影响较小。

国投天津北疆电厂一期2号锅炉烟气旁路解决方案是国内烟气旁路解决宽负荷脱硝投运首次在1000MW容量等级的锅炉上进行的尝试，本次改造的成功可以为其他同类电厂解决宽负荷脱硝系统投运问题提供可以借鉴的解决方案。

参考文献略

延伸阅读：

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1000MW机组脱硝宽负荷运行的要点及问题分析

宽负荷脱硝烟气旁路的选择与应用

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