省煤器分级布置在CFB机组SCR脱硝中的应用

3改造后对设备产生的影响

3.1省煤器改造后省煤器区域温度分布

通过省煤器温度计算模型，结合现场布置空间，确定新增管组为2套3个回程方式，横向排数156排，横向节距96．7mm，管子规格48×5，材质SA－210C。经过计算新增换热面积2100m2。不同负荷下烟气侧、工质侧的温度变化情况见图3。

从图2可知，低负荷下省煤器出口烟气温度较改造前降低18．3℃，满负荷下降低16．6℃;低负荷下给水温度较改造前提高5．9℃，满负荷下提高4．8℃。同时比较模型输出与实际运行值，从图中可以看出，值域范围趋势一致，验证了改造前通过模型计算换热面积的正确性。

3.2省煤器改造后省煤器区域阻力分布情况

结合新增省煤器管路布置情况及省煤器处温度分布计算，阻力计算式见(1)～(3):

式中:ν为烟气流速，m/s;ρ为烟气密度，kg/m3;z为管排数;d为管路当量直径，m;μ为烟气动力粘度，m2/s。低负荷到满负荷下的新增管路阻力为220．1～509Pa，结合SCＲ催化剂层阻力为200Pa左右，系统改造后阻力增加420～710Pa左右。

3.3省煤器改造对给水温度的影响

为满足SCR脱硝的要求，通过省煤器扩容改造后，50%负荷下省煤器出口给水温度由255℃升高到260．9℃，100%负荷下由278℃升高到282．8℃。省煤器出口水温升高，将造成水冷壁的产气量增加，在烟气量、换热量不变而蒸汽流量增加的情况下，过热器出口汽温将下降，从而导致减温喷水量减少以维持额定汽温。

通过对本次改造后省煤器出口给水温度升高对过热气温的影响分析发现，炉膛出口烟气温度升高了15．24℃，造成炉膛对炉膛下部受热面的辐射热量及对流换热量均增大，从而造成炉膛上部的屏式过热器吸热量增大而出现管壁金属超温。

因此，不得不降低炉膛的燃烧率以避免屏式过热器金属超温，但是也同时造成屏后以对流为主的过热器受热面吸热量减少，使过热器出口蒸汽温度达不到额定值，为维持过热器出口气温不降低，从而导致减温喷水量减少，减少量为水冷壁的产气量的增加量，从运行情况发现，减温水量降低7～10t/h。

3.4省煤器改造对锅炉效率的影响

依据《循环流化床锅炉性能试验规程》(DL/T964－2005)进行性能计算，新增2100m2的换热面积导致排烟温度由改造前的117℃～144℃降低到改造后的104℃～136℃，各个负荷下的锅炉效率见图3，炉效全负荷平均增加0．525%。

4结语

循环流化床机组为了满足超低排放脱硝要求，在原有SNCR脱硝系统的基础上在尾部烟道新增SCR脱硝系统。经过技术论证，最终确定在一级省煤器第三组和第四组之间装设2层催化剂层的方案是可行的。

(1)2层催化剂层的空间需求是1600mm，通过割去第四组省煤器一个换热回程及原有检修空间，最终为催化剂层腾出1667mm的安装空间;

(2)为满足节能要求，通过省煤器温度计算模型，结合现场布置空间，确定新增管组为2管3回程形式，新增换热面积2100m2。

(3)通过比对模型数据与实际运行结果，省煤器温度分布模型及阻力计算模型符合改造要求。

(4)改造后省煤器出口烟气温度低负荷降低18．3℃，满负荷降低16．6℃;低负荷下给水温度提高5．9℃，满负荷提高4．8℃;低负荷下改造部分阻力增加420Pa，满负荷下阻力增加710Pa。

(5)改造造成给水温度变大，导致减温水量降低7～10t/h。改造后排烟温度平均降低10．5℃，经过比对改造前后锅炉性能试验，锅炉效率平均提高0．525%。

文献信息

景博.省煤器分级布置在CFB机组SCR脱硝中的应用[J].电力科技与环保,2016,32(05):29-31.

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