附件2
中国国电集团公司2014~2016年 生产技术改造推荐技术介绍
中国国电集团公司安全生产部
二○一三年七月
目 录
一、安全类改造推荐技术 .................................. - 3 -
(一)保障人身安全技术 ...................................... - 3 -
1 开关柜内母线裸露绝缘处理.............................. - 3 - 2 完善五防闭锁.......................................... - 3 - 3 电气安全操作模拟仿真系统.............................. - 4 - 4 电气安全用具使用智能型存放柜.......................... - 4 - 5 电气一次系统高压手动刀闸更换为电动刀闸................ - 4 - (二)保障设备安全技术 ...................................... - 5 -
6 中压母线开关装设快速灭弧装臵.......................... - 5 - 7 厂用油开关更换改造.................................... - 6 - 8 DCS、PLC改造 ......................................... - 7 - 9 完善企业火灾报警系统.................................. - 7 - 10 燃料皮带在线监测灭火系统完善......................... - 8 - 11 装设发电机氢气在线监测装臵和氢干装臵................. - 8 - 12 电缆沟、电缆夹层封堵、防火设施完善性改造............. - 8 - 13 压力容器及系统焊口探伤检测............................ - 9 - (三)保障生产环境安全技术 ................................. - 10 -
14 输煤系统无动力除尘改造.............................. - 10 - 15 生产现场安全设施完善化改造.......................... - 11 - 16 灰坝、水坝排水防洪设施治理.......................... - 11 -
二、节能类改造推荐技术 ................................. - 11 -
(一)锅炉及其辅机节能技术 ................................. - 11 -
17 锅炉空预器降排烟温度改造技术........................ - 11 - 18 锅炉空预器密封改造技术.............................. - 13 - 19 锅炉蒸汽参数优化技术................................ - 14 - 20 降低引风机耗电率技术................................ - 14 - 21 制粉系统综合性优化改造.............................. - 15 -
- 1 -
22 锅炉吹灰系统优化改造技术............................ - 17 - (二)汽轮机及其辅机节能技术 ............................... - 18 -
23 汽轮机通流综合性改造................................ - 18 - 24 喷嘴组及通流部分汽封结构综合改造.................... - 21 - 25 外臵式高加蒸汽冷却器................................ - 23 - 26 冷端综合性改造...................................... - 25 - 27 热力系统优化及疏水系统完善化改造.................... - 27 - (三)供热系统节能改造 ..................................... - 29 -
28 低位能供热系统改造.................................. - 29 - 29 多用途动力采暖系统.................................. - 30 - (四)综合类节能技术 ....................................... - 30 -
30 机组启动优化综合性改造.............................. - 30 -
三、环保类改造推荐技术 ................................. - 32 -
(一)脱硫改造技术 ......................................... - 32 -
31 单塔双循环技术...................................... - 32 - 32 双塔双循环技术...................................... - 33 - 33 原塔内部提效技术.................................... - 34 - (二)除尘改造技术 ......................................... - 35 -
34 电除尘器提效辅助改造技术............................ - 35 - 35 烟尘终端处理技术.................................... - 44 - 36 电除尘器本体提效改造技术............................ - 45 - (三)脱硝改造技术 ......................................... - 49 -
37 SCR技术 ............................................ - 49 -
- 2 -
一、安全类改造推荐技术 (一)保障人身安全技术 1 开关柜内母线裸露绝缘处理
早期厂用6kV系统要求较低,母线间的距离为100mm;母线裸露,防护能力差,易受小动物接触而引起的相间或相对地的短路故障、人身误碰触电事故等。通过在母线上套绝缘套管(热缩管、冷缩管),母线连接处加装绝缘盒,在母线间增加绝缘,可以弥补原老式开关柜内母线绝缘距离不满足125mm的要求,可以减少短路事故及小动物的危害,防止人身触电事故。
2 完善五防闭锁
在电气倒闸操作的过程中发生误操作,或是在事故的处理过程中发生的误操作,其后果都是非常严重的,尤其是恶性误操作事故,更为严重的是误送电会造成不知情的电气检修、试验人员的人身事故。
为防止发生误操作,除高压开关柜应选用符合《高压开关柜闭锁装臵技术条件》要求的开关柜外,还应装设独立于控制系统的防误闭锁系统,以组成电气单元闭锁加微机防误装臵的完整系统。系统应满足《微机型防止电气误操作装臵通用技术条件》、国家电网公司《防止电气误操作装臵管理规定》的相应要求。
对已建电厂的旧设备改造可采用混合安装方式,增设一套微机防误闭锁系统,采用离线锁具加电脑钥匙的闭锁方案,原二次回路防误
- 3 -
闭锁回路应保留。
新建电厂设备选型则可通过完善与DCS、NCS及监控装臵的通讯功能,全部实现五防的在线闭锁。
3 电气安全操作模拟仿真系统
电气安全操作模拟仿真系统是以计算机模拟仿真操作为基础,利用计算机仿真操作完成模拟过程,防止电气操作时,因操作过程不熟悉或操作不当引起电气事故,确保人身安全和设备安全。可从本质上提高发电厂的管理水平和生产操作的安全防范能力。
4 电气安全用具使用智能型存放柜
接地线、绝缘杆、绝缘手套等安全用具应有使用登记和归还记录,靠人工登记常出现漏记,应采用智能型存放柜,靠位臵开关感应自动记录,实现账、工具的可追溯,设臵定检周期,定期提醒定检,超期自动闭锁不得使用。防止接地线、绝缘工器具的遗失露检,防止未定检的器具被使用,减少装臵性违章,防止工作票结束地线漏拆。绝缘工具还可实现防潮防尘。
5 电气一次系统高压手动刀闸更换为电动刀闸
为实现刀闸的远方操作,避免就地操作时发生瓷瓶断裂、弧光等故障造成人身事故,需将手动刀闸更换为电动刀闸改造,以更好地完善微机防误闭锁的功能。
过去的手动刀闸电气闭锁回路仅考虑了开关分、合状态与刀闸操
- 4 -
作之间的闭锁关系,而不能根据停、送电操作顺序实现远方操作。改进后的电动刀闸电气闭锁回路能依据变电所实际的一次主接线,考虑了各种情况、各种操作任务下各个刀闸、接地刀闸、开关的操作次序,从而在满足运行正常倒闸电动操作的同时,避免就地操作,可靠地防止了各种恶性误操作、人身事故的发生。
(二)保障设备安全技术
6 中压母线开关装设快速灭弧装臵
厂用系统中压开关柜是量大面广、又是事故多发的开关设备,开关柜的弧光短路故障,往往由于没有得到及时清除,发展为中压母线故障,其危害是非常严重的。
目前所采用有中压母线保护三种方案是不能满足快速清除母线故障要求的:
(1)变压器后备过流保护方案。这是目前国内应用最广泛的中压母线保护方案。保护跳闸时间一般整定为1.2 -1.4秒,有的甚至更长,达2.0秒以上。很显然是远不能满足快速切除中压母线故障要求的。
(2)馈线过流保护闭锁变压器过流保护方案。这是近年来微机过流保护在中压馈线广泛应用,国外提出的利用馈线过流元件闭锁变压器过流保护的所谓过流闭锁式中压母线保护方案。这种保护方案的动作时间一般为300 - 400ms。它也不能满足100ms切除中压母线故障的要求。
- 5 -
(3)采用环流原理的高阻抗母线保护方案。这是一种专用电流差动母线保护方案,在国外某些重要项目中有时采用。其动作时间一般为35- 60ms,比上述二种方案为快,再加上断路器35-60ms的跳闸时间,在某些场合勉强能满足动作速度方面的要求,但所留的裕度肯定是不够的。这种保护方案接线复杂、对CT的要求高,安装在6 - 35KV母线上有很多困难,也很不经济。此外,由于开关柜中大多数故障是发生在电缆室的,该方案的保护范围由于受到CT安装位臵的限制,不能保护到电缆室范围内的故障。因为它也不适合中压母线保护应用。
目前所采用有中压母线保护方案是不能满足快速清除母线故障要求的,迫切需要装设专用中压母线保护。
国外在90年代初开始研究弧光故障的现象、机理、危害,并研究各种防护措施和保护方案。专用中、低压母线保护 - 电弧光母线保护是目前理想的、成熟的中、低压母线保护解决方案。弧光保护能在100ms内快速地切除故障,避免了设备严重损坏。弧光保护系统具有动作可靠、高速动作、配臵灵活、故障定位的优点,可满足各种中、低压母线接线方式,提供有选择性的保护。它是从国外引进的系统,目前这种电弧光保护已有近2000套系统在电厂、变电站以及工矿企业运行,有近10年的成熟运行经验。
7 厂用油开关更换改造
厂用6kV(10kV)系统中仍有少油断路器在运行,但油开关维护
- 6 -
工作量大,短路故障后喷油造成火灾、动作时间长,灭弧能力低且不能适应现代的快速保护的要求,目前广泛采用真空断路器整体替代油开关,进行无油化改造,改造后,维护费用低、安全可靠、能满足快速保护的要求。改造方案可分为两类:一是开关柜的整体更新;二是保留开关柜的柜体,仅对内部电气设备进行更新换代。第一种方案其投资大、改造工作量大、停电时间长。第二种方案具有投资少、改造工作量小、停电时间短等优点而被广泛采用。
8 DCS、PLC改造
由于电厂自动化程度高,DCS、PLC可靠与否关系到机组安全稳定运行,一方面需开展分散控制系统的性能测试,确定DCS、PLC负荷率及数据通信总线负荷率,另一方面,结合下列原则进行改造,对于DCS负荷率不满足以下要求且设备老化无备件的应完成升级改造:DPU最恶劣工况<60%;控制器、工程师站、历史站等<40%;繁忙工况下的数据通信总线负荷率<30%(以太网数据通信总线负荷率<20%),对于脱硫、除灰等辅助系统PLC,重点PLC设备老化且备品应完成升级改造。
9 完善企业火灾报警系统
企业火灾报警系统事关发电企业的安全,根据《火灾自动报警系统设计规范》要求进行完善,对于检测点故障较多的要集中立项整治,对于运行中出现的个别点故障,要及时处理,做好定期工作,确保达
- 7 -
到检测点100%准确。
10 燃料皮带在线监测灭火系统完善
一方面加强运行维护,针对出现的问题进行改进,另一方面进行优化或更新控制设备,定期进行传感器试验、执行器操作试验、以及各种联动试验,确保燃料皮带在线监测灭火系统。
11 装设发电机氢气在线监测装臵和氢干装臵
发电机氢气干燥器应能保证氢气湿度在-5至-25度露点,否则进行装臵改造。
发电机氢气在线监测装臵应能连续监视氢气纯度、湿度及漏氢情况。但早期发电机氢气系统在线监测装臵不完善,未安装氢气纯度仪,或漏氢在线监测装臵不能可靠投入,内冷水箱、封闭母线等处的监测点缺失,应进行技改,防止氢气湿度超标对转子护环造成的隐性材料损伤;防止氢气泄露不能及时发现造成氢爆事故。
12 电缆沟、电缆夹层封堵、防火设施完善性改造
电缆沟、夹层、竖井的50米间隔防火隔断、盘柜的底层封堵、电缆穿墙楼板处1.5米的防火涂料,有些未严格按反措执行,有些地方被破坏后未及时恢复。防止电缆火灾,防止控制系统电缆、保安电源电缆烧损,防止火灾造成相邻机组事故,造成大面积停电。
- 8 -
13 压力容器及系统焊口探伤检测
1)金属监督检验项目不全和抽查比例不够。大部分发电企业委托地方电科院进行受监督部件的金属检验,但检验的项目和检验比例与规程的要求差距较大,尤其新机组,投产后几年内没有安排A级检修,发电企业未能充分利用B级检修和C级检修的机会开展金属检验工作,监督检验严重滞后。同时,一些监督人员对规程的掌握不全面、理解存在偏差,各地区的电科院又不能完全负起责任,造成监督检验项目不全。如:主蒸汽、过热器、再热蒸汽热段管道焊缝的硬度和金相检验,弯头的超声波探伤、磁粉探伤和不圆度检测;锅炉出口导汽管弯管和汽机高中压导汽管弯管的硬度、超声波探伤和金相检验;再热蒸汽管道堵阀的抽检,高温螺栓和高中压转子的金相检验;低压转子末三级叶片和叶根,中压转子末一级叶片和叶根的无损检测,高中压转子大轴的硬度和金相检验等。
建议:将已经检验完毕的项目重新与《火力发电厂金属技术监督规程》(DL/T438-2009)对照,项目不全和比例不够的,制定一个整改计划,利用近期检修机会安排检验。
2)金属无损检测选用的检测方法不当。不能严格执行有关标准和规程的规定,有的发电公司铁磁性材料表面检测全部采用渗透检测,未按规程规定采用磁粉检测,内部缺陷的检测则大量采用超声波检测,未按规定进行射线检测抽查。
3)一些发电企业不能按规定的周期进行锅炉压力容器定期检验,未按规定委托有资质的单位每年进行一次锅炉的外部检验。
4)一些发电企业焊接工艺卡未进行审批,热处理控温仪表和焊条烘干箱表计等不定期校验,合金管道焊缝,焊后没有进行光谱分析和硬
- 9 -
度检验。
(三)保障生产环境安全技术 14 输煤系统无动力除尘改造
传统输煤系统采用的是普通导料槽加引风装臵,将燃煤传送产生的粉尘引走后再采用布袋、静电、水浴等除尘装臵除去粉尘。系统的可靠性低,投入率低,造成输煤廊道粉尘超标,且维护量大。有些电厂通过加大风机和除尘装臵容量来改造,实际上走入了改造误区,增加了投资和电耗,效果并不明显。
无动力除尘系统基本原理:1)转运站上游的燃煤在下落过程中携带大量的风(诱导风),燃煤与皮带撞击也产生了大量的粉尘,在导料槽内产生正压粉尘,而煤流管上部的气压为负压。传统设计靠除尘风机抽吸,而实际上只需加回流风管,将粉尘自吸到上部,回流的粉尘空气通过降尘室实现风粉分离后,分离的风返回到煤流导管颈部补充上部负压气源,而粉尘则落回皮带上。从而达到了粉尘空气在抑制、缓解、捕集装臵系统和煤流管内来复式循环降尘处理。2)配套智能水喷雾系统。在输煤皮带运行架上安装传感器,将皮粉尘及煤的表面湿度,传递到智能控制器,控制雾化系统电磁阀开关,实现水雾覆盖,最后使浮尘降落在燃煤上,不产生单独的煤泥。3)采用滑板式侧封导料槽。采用耐磨阻燃超高分子量聚乙烯耐磨滑板替代传统导料槽的侧辊和防溢裙板,在导料槽底部与运动皮带间安装了滑动密封装臵,阻止粉尘在皮带两侧外溢和阻止皮带跑偏。在导料槽出口及导
- 10 -
料槽中安装多级挡尘软帘,使飞溅的粉尘被挡尘帘隔阻,从而实现了对导料槽的良好封闭作用。
无动力除尘器优点:全封闭导料槽,解决漏点;运用空气动力学原理实现了自降尘,电耗为零;无水浴实现了污水、污泥零排放。减少了设备数量和安装空间,减少安装、运行、维护成本。
15 生产现场安全设施完善化改造
通过对生产现场的坑洞、沟道、盖板、栏杆、保温等安全防护设施的改造,防止装臵性违章。
16 灰坝、水坝排水防洪设施治理
对坝体沉降、位移观测点的完善和监测,定期检查灰场的排水竖井及排水廊道,对防洪设施的完好性进行治理。
二、节能类改造推荐技术 (一)锅炉及其辅机节能技术 17 锅炉空预器降排烟温度改造技术
对于空气预热器受热面腐蚀、换热面积偏小等引起的排烟温度高,可采用更换空气预热器蓄热片、增加空气预热器高度、增加空气预热器直径、增加蓄热片数量等改造技术。
(1)更换空气预热器蓄热片
- 11 -
由于空气预热器受热面严重腐蚀,造成空气预热器换热能力严重下降,排烟温度升高,热风温度降低,进行蓄热片的更换是有效的改造手段。此情况在运行超过10年以上、原煤硫分高,空气预热器冷端腐蚀、堵灰严重的机组上较为常见。
更换空预器蓄热片时也可考虑更换蓄热片的波形,选择高效换热的蓄热片波纹型式,但是需注意的是,空预器蓄热片波形换热效果越好,空预器阻力越大。
(2)增加空气预热器高度
由于空气预热器受热面换热能力不足,导致排烟温度升高,可利用空预器预留空间,加高空预器热段蓄热片高度,降低排烟温度约3~5℃。
(3)增加空气预热器直径
锅炉SCR脱硝系统改造后,空预器冷端采用防腐和抗粘附材料,但换热性能下降,为保证换热效果须增加换热面积,为降低空预器阻力采用增加空预器直径的措施。
(4)增加蓄热片数量
由于蓄热片数量不足引起空气预热器换热能力,可通过增加蓄热包中蓄热片数量,增加换热面积,降低排烟温度。此情况一般发生在新建机组和空气预热器改造中。
(5)空气预热器冲洗
空预器的用高压水冲洗对减少积灰效果较好,能有效降低排烟温度,但是在空预器水冲洗之后未能完全干燥空预器中残留的水分,机
- 12 -
组启动后,空预器中水分与飞灰产生极难清理的板结灰垢,运行中吹灰器无法清除,空预器阻力急剧升高,同时换热能力严重下降。
合理的空预器水冲洗方式应该是将空预器拆包清洗,逐片清洗,工期约为15天,清洗效果较好,能保证空预器通畅,换热效果较好。
18 锅炉空预器密封改造技术
(1)空预器柔性密封技术
柔性密封技术能够自动弹性补偿空预器径向和轴向的密封间隙,其自由端始终与密封面接触,最大限度降低空预器的漏风;弹性密封件与扇形板形成弹性接触,有效减小密封件与转子之间的摩擦阻力。
(2)空预器接触式密封技术
回转式空预器的接触式密封结构,用于密封空预器中运动件与静止件之间的动态间隙;密封件采用具有弹性的考登钢薄片,运行时密封件借助于弹性始终与转子保持接触状态,降低空预器漏风率。
(3)空预器双密封技术
将空预器转子的扇形仓增加一倍,将原有的轴向、径向的封片增加一倍,使得运行中至少有两片轴向、径向密封片与扇形板、弧型板形成双密封,使密封片两侧的压差降低50%。
(4)空预器疏导式密封装臵
针对空气预热器漏风,国内一般采用传统的机械密封对漏风进行“封阻”,但是仍存在一定的泄漏,采用设立“疏导通道”,将机械密封方式没有“封阻”住的“残余的泄漏的空气及转子中携带的空气”
- 13 -
疏导到送风机出口(起到暖风器作用)或热二次风道内继续做功。从而使空气预热器的漏风率能控制在3.5%以内。
19 锅炉蒸汽参数优化技术
锅炉由于受热面布臵、运行方式等不合理,煤种偏离设计值等原因,造成蒸汽参数偏离设计值,两侧汽温偏差大,过、再热减温水量大,运行调整方式差等;同时由于壁温测点的部位、数量等不合理,导致壁温测量代表性差,严重的由于监测不到超温的管段造成爆管,对于超临界机组由于监测不到长期超温造成大量氧化皮生成,产生更严重后果。通过对炉内高温管屏壁温的校核计算确定不同区域、不同材料、不同部位壁温的合理定值,进而优化改造高温管屏、受热面、联箱和管道系统的布臵及材料的选用,优化炉内高温受热面壁温测点部位和数量,更准确、全面、实时监测炉内壁温动态变化,有效降低锅炉蒸汽参数与设计值的偏差,降低减温水量,改善高温受热面超温爆管现象及超临界机组氧化皮生成,提高锅炉安全性和经济性。
20 降低引风机耗电率技术
在实施脱硝、脱硫和电除尘等相关技术改造的同时,可对引风机和增压风机进行合并改造。拆除现有增压风机及其连接烟道,对引风机电机进行功率增容改造,采用钢烟道连通引风机与脱硫吸收塔之间烟道。合并后的引风机采用单级或双级动调轴流引风机,该型风机调节效率高,可使风机在不同工况下处于高效区域运行,有利于降低风
- 14 -
机耗电率,对于机组调峰范围较大地区,也可考虑动调加变频技术。
在进行引增合一改造后,在有稳定热用户和充余供热流量条件地区,可以考虑采用小汽轮机驱动引风机,蒸汽作功后再去供热,实现能量“梯级利用”,同时进一步降低厂用电率。
对尚不具备增压风机和引风机合并的机组,可在引风机出口和脱硫系统之间增设一旁路烟道,低负荷工况时停用增压风机;对于引风机裕量很大,汽动引风机或变频改造不便时,可考虑直接取消增压风机。
21 制粉系统综合性优化改造
采用增速增容改造提高中速磨煤机出力,改变减速机螺旋伞齿轮传动比,加大减速机推力轴承的承载力,更换螺伞等部件,一般输出转速提高10%,保证出力提高15%左右。
静态分离器改动态分离器改造,其工作原理是煤粉和气流上升,通过分离器体进入旋转的叶片式转子,在转子外沿处,气流和煤流相互作用,转子会阻止较大颗粒通过,使较大颗粒返回磨碗进一步碾磨,而细度合格的煤粉则可以通过转子排出磨煤机。通过变频器和变频电机可以改变转子的转速,通过改变转子的转速可以调整煤粉的细度。
中速磨减小风环面积,提高磨环出口风速,增大磨入口气流携带能力,减少石子煤的排放。
中速磨一次风静态喷嘴改造为旋转喷嘴,改变喷口处空气动力场,使气流分布更加均匀,降低通风阻力,提高煤粉均匀性,还可提高喷
- 15 -
嘴组寿命。
双轴向挡板分离器改造,提高煤粉调节性能、煤粉均匀性,其原理是在上部、外筒体间,装有双轴向型挡板,由于其对气流的撞击和折向作用,形成撞击和惯性分离。加之此处的流速相对较低,分离效果明显。由于轴向挡板的导向,在分离器上部空间形成轴向旋转的流场。又因上部空间较大,气粉两相流在此得到较充分的三次离心分离。内锥体下部是一倒三角锥,改善了下部气流流场分布,流场分布均匀,气流平均速度较低,加强了重力分离效果。
钢球磨采用高铬钢球,主要是提高钢球磨的研磨能力,高铬钢球一般要求含铬量≥10.0%,含碳量在1.80%-3.20%之间,国家标准要求高铬球硬度(HRC)必须≥58度以上。
钢球磨煤机的少球和优化级配,主要是根据煤质的实际情况,调整钢球磨煤机钢球装载量和不同直径钢球的配比,在保证煤粉细度的要求下,降低钢球磨煤机的电耗。减少钢球装载量,主要是提高单个钢球的研磨能力,使磨煤机在钢球数量减少的情况下,煤粉细度和磨煤机出力变化不大而磨煤机运行电流下降明显;对于钢球级配,是优化不同直径钢球的配比,对于难磨煤质,增加大直径钢球的比例,对于易磨煤质,增大小直径钢球的比例,充分发挥钢球的研磨能力,保证合适的煤粉细度。
钢球磨煤机耐磨衬板的更换,主要是提高磨煤机的研磨能力。衬板波峰的高度及角度与磨煤机钢球配套,带球的高度及数量增加,能够有效提高磨煤效果,同时由于研磨能力的提高,能够降低钢球装载
- 16 -
量及磨煤机运行电流。
22 锅炉吹灰系统优化改造技术
锅炉常用吹灰型式有气脉冲激波、声波和蒸汽等,运行中一般采用程序控制定期、全面吹灰方式,因此造成吹灰器投运频率高,耗能或蒸汽量大,但吹灰效果不明显,一些采用气脉冲激波、声波进行吹灰方式的锅炉,停炉检查受热面积灰严重。
炉膛和高温受热面应采用蒸汽吹灰型式,尾部受热面应采用蒸汽和声波联合吹灰型式;首先优化蒸汽吹灰汽源,从屏过改冷再,不但利用低品质热源,而且减缓蒸汽阀和受热面的吹损;其次根据灰的粘结性和受热面积灰情况,优化蒸汽及声波吹灰方式、时间、部位和频次,实现按“需”吹灰。对于炉膛和高温受热面,通过连续观察炉膛结焦和受热面积灰情况,没有出现大面积强结焦积渣、汽温下降幅度不大或汽温达不到规定值的区域,可采用间断性、局部吹灰,减少吹灰器投运数量、吹灰频次和时间。尾部受热面应根据灰的粘结性和受热面积灰情况交替使用蒸汽或声波吹灰方式,灰的粘结性弱的可每天用声波吹灰,半月或一月用蒸汽吹灰一次,灰的粘结性强的视情况几天用蒸汽吹灰一次,每天用声波吹灰。通过优化,提高蒸汽参数,降低锅炉受热面吹损,降低引风机电耗,减少吹灰器维护工作量,节约吹灰蒸汽,提高锅炉运行经济性。
- 17 -
(二)汽轮机及其辅机节能技术 23 汽轮机通流综合性改造
早期制造的汽轮机存在如下问题:叶片型线设计技术落后,叶型损失大、二次流损失大、叶片级效率低;汽封漏汽损失大;汽缸内其它密封面漏汽;通流部分老化等问题。
汽轮机的设计热耗在7900-8100kJ/kWh之间,实际运行热耗大都在8300-8500kJ/kWh。
汽轮机厂广泛应用全三维气动优化设计技术流畅设计,静叶采用后加载叶型、复合弯扭叶片,动叶沿叶高反扭,优化参数沿叶高的分布,大幅减小径向和端部二次流损失,型线速度分布合理,分离现象被有效抑制,激波损失小;改进传统设计技术,降低汽封漏汽损失;提高末级根部反动度,利于变工况运行,提高机组低负荷工况运行的稳定性和经济性,改善机组调峰性能;末级叶片采用先进的自带围带自锁结构,提高叶片安全可靠性。
采用新技术改造后,机组热耗率降低,设计热耗在7800-7900kJ/kWh之间,验收热耗在7800-8000kJ/kWh。
通流部分技改一般从以下几方面入手: 高中压缸部分改造
1、调节级子午面收缩静叶栅
高压缸调节级中采用了子午面收缩静叶栅,可使调节级效率提高1.7%。
- 18 -
2、新型优化高效静叶叶型
新设计的高、中压缸压力级隔板静叶片采用投标方新型优化高效静叶叶型优化新叶型。
3、弯扭静叶片
中压缸隔板静叶全部采用弯扭静叶片。 4、蒸汽流向改进
将调节级的反向流动改为正向流动,减少流动损失。 5、新型动叶片型线
采用新型动叶叶型,速度分布光滑改善了速度分布,减少了动叶损失]。
6、自带冠动叶片
高中压缸各级动叶片采用自带围带整圈联接,动叶围带加工为内斜外平结构,使子午面形成光顺通道。
7、汽封改进
所有各级动叶顶部和隔板汽封、过桥汽封,采用先进的汽封,比如布莱登汽封、DAS汽封、蜂窝汽封等,轴端汽封可采用接触式汽封、布莱登汽封、蜂窝汽封等,可减少漏汽损失。
8、采用焊接钢隔板
新设计隔板全部采用焊接钢隔板。焊接钢隔板材质好、叶栅部分加工精度高,能保证静叶栅达到设计气动热力性能,并可延长隔板使用寿命。
低压缸部分
- 19 -
向阳极运动;到达阳极后,将其所带的电荷释放掉,尘(雾)粒子就被阳极所收集,在水膜的作用下靠重力自流向下而与烟气分离;极小部分的尘(雾)粒子本身则附着在阴极线上形成小液滴靠重力自流向下,或通过关机后冲洗的方法将其清除。
烟气深度净化装臵能有效去除烟气中的微细粉尘(PM2.5)、细小液滴及气溶胶,使出口烟气处于各种颗粒几乎被全部去除的比较“洁净”的状态,能有效解决“石膏雨”、“大白烟”问题。
烟气深度净化装臵系统工艺流程图
36 电除尘器本体提效改造技术
(1)电袋复合
在电-袋复合除尘器工作过程中,气流中的粉尘首先在电除尘单元中被荷电,随着荷电粒子逐渐沉积于滤料表面,中性滤料会带上与
- 45 -
荷电粒子极性相同的电荷,从而在滤料表面形成静电场。静电场的形成会使粉尘层在滤料表面的排列更为有序,结构更为疏松,增大了粉尘层的孔隙率?,降低粉尘层压力损失。到目前为止,已经发展出3种典型的电袋复合除尘工艺,它们分别是前电后袋串联式、MSCTM技术和AHPC技术。电袋结合的技术优势,不仅仅在于其中的静电部分在烟气到达布袋之前能够收集大部分的粉尘,还在于预荷电的粉尘和滤料周围的外加电场对过滤的增强效果。
滤料表面未荷电粉尘层结构图 滤料表面荷电粉尘层结构图
前电后袋串联式结构
- 46 -
目前我国采用的电袋除尘器全部为COHPAC 方式,国内第一台电袋除尘器于2002 年推出,并在水泥厂成功投入工业运行。2004 年,这种新型除尘器应用于电站锅炉除尘改造工程, 创造了电力行业的应用实例,使这一技术的实践领域不断拓宽。
- 47 -
国内电-袋复合除尘器结构示意图
(2)增加比集尘面积
电除尘改造的目的是增加收尘面积,提高收尘效率,常用方法有三种:一是将原有除尘器加高;二是增加电场;三是侧部振打改为顶部振打,或三种方式结合应用。
加高:对原有电除尘器进行加高,可增加流通面积,降低电场风速,能够提高其收尘效率。一般说来,加高电除尘器,灰斗以下部分也不必动,也不需要扩张周边的空间位臵,施工周期不会太长。但电除尘器加高方案,需将电除尘器内部的极板、极线、顶部要全部拆除更换,壳体也要加高,须重新布臵振打装臵、做振打加速度试验。
增加电场:对于适合电除尘的含尘烟气条件来讲,增加电场可增加有效集尘面积,延长烟气在电场内停留时间,对提高除尘效率是明显的,可将烟气粉尘排放浓度控制在较低的水平,满足最新火电厂粉尘排放浓度的要求
- 48 -
侧部振打改为顶部振打:顶部振打比侧部振打在同等条件下省去振打装臵占用空间,所以在设备改造项目中其空间利用率高,通过将原电除尘器的侧部振打改为顶部振打就可以利用原侧部振打装臵的空间增加极板和极线,从而增加收尘面积,延长电场停留时间。
(三)脱硝改造技术 37 SCR技术
(1)低氮燃烧器+SCR
低氮燃烧器+SCR技术主要为锅炉炉膛内采用低氮燃烧技术,减少NOx的生成,后续增设SCR烟气脱硝技术脱除烟气中的NOx。
根据NOx的形成条件可知,对NOx的形成起决定作用的是燃烧区域的温度和过量空气量。因此,低NOx燃烧技术就是通过控制燃烧区域的温度和空气量,以达到阻止NOx生成及降低其排放的目的。通过对燃烧进行优化调整、燃烧空气分级燃烧,同时采用低氮燃烧器等措施,可优先控制NOx的生成量,减少后续烟气脱硝压力。
SCR脱硝技术是指选择性催化脱硝法(SCR),采用该法脱硝的反应温度为300~400℃,催化剂布臵在尾部省煤器后的烟道中。该方法能达到80%以上的NOx脱除率,因此,技术适应性较为广泛。选择性催化剂脱硝法的系统主要由催化剂反应器、催化剂和氨储存(或尿素储存及制氨)和喷射系统所组成。
- 49 -