對鍋爐負壓影響實例分析不設增壓風機的脫硫系統旁路門快開0 前言為克服脫硫系統帶來的阻力，傳統的石灰石-石膏濕法脫硫技術都設置了增壓風機。然而，受到有限的建設用地資源限制，且為節省設備投資，現在越來越多的擴建機組脫硫系統都不設置增壓風機，脫硫系統所有阻力都由鍋爐引風機來克服。由于脫硫系統自身阻力比較大，旁路阻力很小，所以在全關旁路門時引風機出口壓力相應較大，而當旁路門快開時，煙氣基本上全部走旁路進入煙囪，引風機出口壓力迅速降低，瞬間的壓力波動對鍋爐負壓產生了一定的影響。與入口設置增壓風機的脫硫系統相比，這種不設增壓風機的脫硫系統在旁路門快開時，對鍋爐負壓力影響相對更大。到底此類影響是否在鍋爐可調范圍之內呢？本文以茂名熱電廠6號機組脫硫系統為實例，分析快開旁路擋板門對鍋爐負壓影響的情況，確定此影響是否在鍋爐可調范圍內。1. 廣東茂名熱電廠6號機組脫硫系統主要情況簡介廣東茂名熱電廠6號機組建設規模為300MW燃煤機組，脫硫系統采用了AEE公司的石灰石-石膏濕法脫硫技術，設計脫硫效率為91%，吸收塔設3層噴淋層。脫硫系統內煙氣系統主要流程為：6號鍋爐煙氣從兩臺引風機出口煙道T接引出，匯合后進入GGH，經降溫后進入6號FGD吸收塔。煙氣在吸收塔內通過漿液洗滌去除SO2，經除霧器除去煙氣中的液滴后，再次進入GGH升溫至大于80，從GGH出來的煙氣通過出口煙道進入煙囪。脫硫系統不單獨設置增壓風機，其脫硫系統所產生的阻力由鍋爐引風機壓頭克服，引風機為成都機械設備廠生產的靜葉可調軸流風機，型號為AN25e 6（V19+40），設計風壓為7619pa，在克服鍋爐阻力情況下，出口壓頭仍可達3400pa（BMCR工況）。旁路擋板為雙百葉窗式，執行機構為氣動，快開時間為小于10秒。煙囪高210米，在旁路門全開的情況下，受到煙囪吸力作用，基本上鍋爐全部煙氣都通過旁路進入煙囪。2. 冷態情況下茂名熱電廠6號機組脫硫系統旁路擋板門快開對鍋爐負壓影響情況分析為分析不設增壓風機的脫硫系統旁路擋板門快開對鍋爐負壓力的影響，我們分別在茂名熱電廠6號機組50、70、90風量負荷情況下下做了快開旁路的試驗，看其對鍋爐負壓會產生多大的影響。考慮到機組的運行安全，我們把試驗放到了冷態情況下進行，以此作為參考來進行分析。此次冷態試驗是在機組小修完，完成風壓試驗后進行的，機組側只啟動了送、引風機，未啟動一次風機，因此本次試驗以盡量提高送風量但不超過送風機額定電流為試驗基準。本次冷態試驗對旁路擋板進行了快開40和快開100兩種情況進行了測試，對爐膛負壓為正、為負兩種情況進行了測試，對機組急開旁路和FGD自身故障跳閘兩種情況進行了測試，對爐膛負壓投自動和不投自動兩種的情況進行了測試，并觀察引風機投入自動情況下旁路快開時的自動跟蹤情況。試驗具體情況為： 2.1試驗1（1）操作介紹：機組風量負荷約70BMCR，FGD運行情況：A、B、C循環泵運行、GGH運行。機組側慢慢關閉旁路擋板后保持送風機開度不變，調整爐膛負壓為負值，然后FGD模擬跳閘，FGD側不做調整，觀察旁路快開至40對機組側爐膛負壓的影響情況。（2）試驗結果：機組風量負荷約70BMCR，機組側送風量約為870KNm3/h。旁路擋板全開時爐膛負壓為36Pa，FGD入口壓力為41.8/34.8/28.0 Pa。慢慢關閉旁路擋板后爐膛負壓變化到51Pa， FGD入口三個壓力測點讀數為938/945/944 Pa。調整鍋爐負壓為32Pa；模擬FGD側故障跳閘，旁路擋板快開至40，爐膛負壓變化至150Pa，爐膛負壓最大變化值為118Pa，對爐內工況影響較小（鍋爐MFT時的負壓值為+1960pa，一般負壓變化不大于500pa，不會對鍋爐調節產生太大的影響）。（3）相關曲線：2.2試驗2（1）操作介紹：機組風量負荷約90BMCR，FGD運行情況：A、B、C循環泵運行、GGH運行。機組側關閉旁路擋板后保持送風機開度不變，調整爐膛負壓為負值，FGD側不做調整，FGD模擬跳閘，觀察旁路快開至40對機組側爐膛負壓的影響情況。（2）試驗結果：機組風量負荷約90%BMCR，機組側送風量約為990KNm3/h。旁路擋板全開至旁路擋板全關過程中，FGD入口壓力上升約1000Pa左右，爐膛負壓變化仍約100Pa左右。鍋爐側調整爐膛負壓由32Pa至52.8Pa。模擬FGD側故障跳閘，旁路擋板快開至40，爐膛負壓變化至203.2Pa，FGD側入口壓力值此時與旁路擋板全開是接近，爐膛負壓最大變化值為150Pa，對爐內工況影響較小（鍋爐MFT時的負壓值為+1960pa，一般負壓變化不大于500pa，不會對鍋爐調節產生太大的影響）。（3）相關曲線2.3試驗3（1）操作介紹：機組風量負荷約90BMCR，FGD運行情況：A、B、C循環泵運行、GGH運行。機組側關閉旁路擋板后保持送風機開度不變，調整爐膛負壓至正值，FGD側不做調整，機組側手動硬操急開旁路擋板A和B至100，觀察此時對機組側爐膛負壓的影響情況。（2）試驗結果：機組風量負荷約90%BMCR，機組側送風量約為990KNm3/h。運行工況與前一個工況類同，旁路擋板全開至旁路擋板全關過程中，FGD入口壓力上升約1000Pa左右，爐膛負壓變化仍約100Pa左右。鍋爐側調整爐膛負壓由40Pa至229Pa。機組側手動急開控制臺處旁路動作緊急按鈕，旁路擋板快開至100，爐膛負壓變化至73.2Pa，爐膛負壓最大變化值為155.8Pa，對爐內工況影響較小（鍋爐MFT時的負壓值為+1960pa，一般負壓變化不大于500pa，不會對鍋爐調節產生太大的影響）。（3）相關曲線 2.4試驗4（1）操作介紹：機組風量負荷約50BMCR，FGD運行情況：A、B、C循環泵運行、GGH運行。機組側關閉旁路擋板后不做調整，爐膛負壓保持負值，FGD側不做調整，FGD模擬跳閘，觀察旁路快開至40對機組側爐膛負壓的影響情況。（2）試驗結果：機組風量負荷約50%BMCR，機組側送風量約為684KNm3/h。旁路擋板全關后，對爐膛負壓做了適當調整，模擬FGD側故障跳閘，旁路擋板快開至40，爐膛負壓由60 Pa變化至177Pa，爐膛負壓最大變化值為117Pa，對爐內工況影響較小（鍋爐MFT時的負壓值為+1960pa，一般負壓變化不大于500pa，不會對鍋爐調節產生太大的影響）。（3）相關曲線2.5試驗5（1）操作介紹：機組風量負荷約90BMCR，FGD運行情況：A、B、C循環泵運行、GGH運行。機組側在關閉旁路擋板后，爐膛負壓保持負值，引風機投入自動，FGD側不做調整，FGD先后停運A、B循環泵引發FGD實際跳閘，觀察旁路快開至40時引風機自動跟蹤爐膛負壓情況。（2）試驗結果：機組風量負荷約90%BMCR，機組側送風量約為990KNm3/h。運行工況與工況2和工況3類同，旁路擋板全關后機組側調整爐膛負壓至正常運行工況值，并投入爐膛負壓自動，FGD側手動停運一臺循環泵，FGD側運行正常，再次停運一臺循環泵，FGD側實際跳閘，旁路擋板聯鎖快開，快開至40，爐膛負壓由52.8 Pa變化至188Pa，爐膛負壓最大變化值為135.2Pa，爐膛負壓自動調節正常，負壓波動對爐內工況影響較小（鍋爐MFT時的負壓值為+1960pa，一般負壓變化不大于500pa，不會對鍋爐工況產生太大的影響）。（3）相關曲線 2.6相關分析（1）從上面的試驗結果，我們可以看出：第一，在冷態時各種工況下快開旁路擋板門對鍋爐負壓影響是非常小的。第二，隨著風量負荷的增加，快開旁路門對鍋爐負壓影響越大，但影響幅度仍很小（風量從684KNm3/h 到990KNm3/h ，對鍋爐負壓影響最大差值為155.8-117=38.8pa）。第三，設置快開旁路至40%，鍋爐負壓變化小于快開至100%。第四，投入引風機自動控制后，鍋爐負壓變化明顯小于引風機不投自動控制的情況。（2）考慮到送風機的出力有限（未開一次風機），我們并沒有做100%BMCR風量負荷情況下快開旁路門試驗，不過從50%BMCR到90%BMCR的試驗結果分析（影響鍋爐負壓范圍為117pa到155.8pa），我們可以推斷100%BMCR情況下快開旁路門對鍋爐造成負壓影響應該在鍋爐可調范圍內（鍋爐MFT時的負壓值為+1960pa，一般負壓變化不大于500pa，不會對鍋爐工況產生太大的影響）。若引風機投入自動，并將旁路門設置為快開40%，效果會更好。3. 熱態情況下茂名熱電廠6號機組脫硫系統快開旁路擋板門對鍋爐負壓影響理論分析3.1考慮到機組的安全，我們并沒有做熱態情況下快開旁路擋板門對鍋爐負壓的影響試驗，相對冷態情況而言，熱態情況下快開旁路擋板門對鍋爐負壓影響比冷態要大，主要原因有：第一，由于熱態時煙氣熱膨脹導致煙氣量比冷態風量要大，從前面的分析我們可知快開旁路對鍋爐負壓影響會根據風量負荷增加而增加，所以熱態時快開旁路門對鍋爐負壓影響比冷態時要大。第二，熱態時投入脫硫系統，煙囪中煙氣平均溫度約為80度，當旁路門快開時煙氣基本上全部走旁路，煙囪中煙氣平均溫度約為135度，煙氣溫度升高后密度減小，忽略煙氣經過脫硫裝置后帶水導致密度增加的影響，熱態情況下旁路門快開會造成煙囪的自拔力增大，對鍋爐負壓影響更大。3.2為分析熱態情況下，不設增壓風機的脫硫系統快開旁路擋板門對鍋爐負壓的影響，我們根據冷態試驗時所形成的數據，針對熱態情況下的煙量和煙囪自拔力的不同來做進一步分析。第一，煙量增加問題。茂名熱電廠6號機組脫硫系統設計BMCR工況FGD入口煙氣量設計值為1317.326KNm3/h（標態、濕基，含氧量為5.08%），比冷態試驗時990 KNm3/h的風量要大327.326 KNm3/h。上面的冷態試驗分析可知，隨著風量負荷的增加，快開旁路門對鍋爐負壓影響越大，但影響幅度仍很小，風量從684KNm3/h 到990KNm3/h ，對鍋爐負壓影響最大差值只為38.8pa。雖然熱態情況下煙氣量比冷態試驗時的最大風量多327.326 KNm3/h，旁路門快開時對鍋爐負壓力影響會更大，但考慮到風量為990KNm3/h時快開旁路門鍋爐負壓變化只有155.8pa，而鍋爐負壓變化范圍允許在500pa內，我們可以推斷熱態情況下快開旁路擋板門引起的鍋爐負壓變化仍在可調范圍。第二，煙囪自拔力增加問題。煙囪自拔力計算公式為h=Hycgk*273/（273+tk）-y*273/（273+tyc）其中：h為煙囪自拔力，Hyc為煙囪高度（210m），k標態下空氣密度（1.293kg/m3），y為標態煙氣密度（1.34kg/m3），tk為外界空氣溫度（約為20），tyc為煙囪內煙氣平均溫度從上面公式可以算出來煙氣溫度為80時煙囪自拔力約為325pa，煙氣溫度為135時煙囪自拔力約為594pa，自拔力增加值為269pa，相對于冷態試驗3時旁路門快開時引風機出口壓力（相當于FGD入口壓力）變化幅度為800pa，卻只影響鍋爐負壓155.8pa的情況來說，熱態時快開旁路門引起煙囪自拔力變化269pa是相當小的，其對鍋爐負壓影響也是非常小的。所以，熱態情況下，快開旁路擋板門對鍋爐負壓影響還是在鍋爐可調節范圍內的。4. 總結從上面的冷態