火力发电厂MGGH防堵措施研究
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技术前沿214丨电力系统装备 2019.16Technology Frontier2019年第16期2019 No.16电力系统装备Electric Power System Equipment法的特性所造成的。
但总体来说,通过对转矩和快速性的协调,可以达到既大大减小转矩脉动又不明显丧失其快速性的效果。
参考文献[1] 李永东.交流电机数字控制系统[M].机械工业出版社,2012.[2] 杨家强,黄进.基于转矩预测的异步电机直接转矩控制研究[J].浙江大学学报(工学版),2005,39(9):1277-1281.[3] 万字宾,胡婵娟,万淑芸.基于电压模型的定子磁链观测器及参数设计方法[J].电气传动,2006,36(3):15-18.[4] R odriguez J ,Pontt J ,Kouro S ,et al.Direct torque control with imposed switching frequency and torque ripple minimization in an 11-level cascaded inverter[C]//IEEE Power Electronics Specialist Conference.2003.[5] 魏欣,陈大跃,赵春宇.一种基于占空比控制技术的异步电机直接转矩控制方案[J].中国电机工程学报,2005,25(14):93-97.1 前言MGGH 发生堵塞后,会对锅炉机组的安全经济运行带来一系列的不利影响,比如MGGH 压差升高,引风机出力增大,严重的甚至影响机组带负荷能力。
国家电投阜新发电有限责任公司2×200 MW 机组MGGH 净烟气侧换热器堵塞情况尤为严重,近三年来运行不到3个月就发生严重堵塞,给电厂生产运营带来一系列问题:MGGH 换热效果差,导致烟囱冒白烟;烟道阻力增大,导致引风机通风电耗增加;锅炉负荷受到限制,导致机组供热能力下降,影响当地供热效果和供热安全等。
因此研究MGGH 堵塞的原因以及采取合理的措施治理堵塞迫在眉睫。
2 MGGH 堵塞及腐蚀原因分析2.1 湿法脱硫后烟气中带有残余浆液MGGH 装置投运后,由于脱硫后烟气中带有残余的浆液,在经过MGGH 装置时,螺旋翅片管间的缝隙较小,很容易将烟气中的残余浆液截留,而浆液液滴吸附在翅片间隙内,一方面降低了MGGH 的换热效率,同时也增加了烟道阻力。
2.2 亚硫酸钙的转化与沉积MGGH 翅片管束间的残余浆液中主要成分是亚硫酸钙,由于MGGH 管束内的加热,浆液中的水分被蒸发,亚硫酸钙逐渐沉积在间隙内。
同时经过时间的积累,亚硫酸钙会逐渐转化为硫酸钙,沉积在翅片间隙内。
从而逐渐将翅片管组堵塞。
堵塞的情况如图1所示。
图1 翅片管组堵塞照片MGGH 装置发生严重堵塞后,烟道阻力大大增加,引风机出力不足,导致锅炉被迫降负荷运行,给锅炉机组的安全和经济运行带来了十分恶劣的影响。
2.3 翅片管的翅片间距小由于MGGH 管束通常采用螺旋翅片管组以加强换热效果,螺旋翅片布置较紧密,翅片之间的间距很小,一般为3-5 mm ,烟气中的浆液及亚硫酸钙和硫酸钙粘附沉积在翅片管表面极易造成堵塞。
3 现有MGGH 防堵技术分析3.1 目前解决MGGH 堵塞的措施目前解决MGGH 堵塞的措施比较如表1所示[摘 要]我国的发电机构中,火力发电厂依然占有较大比例,为响应国家政策,火力发电厂逐步开展了脱硫改造和“消白”改造,部分火力发电厂尾部烟道应用了MGGH 换热器,但MGGH 在实际使用过程中很容易发生不同程度的堵塞现象,影响机组安全、经济运行。
本文通过对MGGH 的堵塞现象进行深入研究,分析了目前常用的几种防堵措施,并提出了解决电厂MGGH 堵塞的新方法。
[关键词]MGGH ;堵塞;治理[中图分类号]TM621.2 [文献标志码]B [文章编号]1001–523X (2019)16–0214–02Study on MGGH Blockage Prevention Measures in Thermal Power PlantYu Zi-long ,Yan Bai-tao ,Wang Zhen-jun[Abstract ]Thermal power plants still account for a large proportion of generating units in China. In response to the national policy, thermal power plants have gradually carried out desulfurization and “whitening ” transformation. MGGH heat exchangers are used in tail flue of some thermal power plants, but MGGH is prone to blockage in varying degrees in the actual use process. It affects the safe and economic operation of the unit. In this paper, the blockage phenomenon of MGGH is studied in depth, several commonly used blockage prevention measures are analyzed, and a new method to solve the blockage of MGGH in power plants is put forward. [Keywords ]MGGH; blockage; governance 火力发电厂MGGH防堵措施研究于子龙,闫百涛,王振军(国家电投阜新发电有限责任公司,辽宁阜新 123000)技术前沿2019.16 电力系统装备丨215Technology Frontier2019年第16期2019 No.16电力系统装备Electric Power System Equipment 表3-1 现有MGGH 防堵措施比较堵塞应对方法技术路线效果与问题加装乙炔爆燃清堵利用乙炔爆燃对MGGH 管组进行定期吹扫因垢的成因和结构,冲击波只能清除爆燃器附近结垢物,覆盖性差,控制不当还容易将管组炸坏等不利影响。
加超在线冲洗系统利用超压水对管组进行定期冲洗能清除表层硬垢,覆盖性差,且控制不当容易将管组吹坏;并对烟道防腐构成一定影响,冲洗废水难以处理等。
停机冲洗堵塞发生后,停机进行冲洗清堵为事后措施,虽然清堵效果不错,但是停机造成经济损失大,供热期影响居民供热,带来民生问题。
3.2 常用防堵措施小结从表1三种MGGH 防堵清堵技术分析来看,均不是从源头上彻底解决MGGH 堵塞问题。
采用前两种技术针对MGGH 堵塞不严重的情况下,可以减缓MGGH 堵塞的程度,有一定的效果,但是弊端也很明显,控制不当时都容易造成MGGH 管束的破坏。
采用第三种停机冲洗的方法,清堵效果虽然比较直观和明显,但不能起到防堵作用,是一种事后被动处理措施,每次停机都会造成很大的经济损失。
4 高能声波+水喷淋防治MGGH 堵塞技术鉴于目前MGGH 堵塞严重问题,应从源头上来预防MGGH 堵塞。
一直针对性地研究锅炉尾部受热器和MGGH 结垢问题,并对各设备的结垢机理进行调研分析,提出了采用高能声波通过共振方法清除管束的积垢层同时辅以水喷淋技术来防治MGGH 堵塞的新技术。
高能声波发生器采用高能宽频共振波,频率范围为500-6000 Hz ,声压级可达160dB 以上,传声功率可达5000声瓦,该种声波定向性好,清堵效果好。
目前该技术已在多家电除尘器和袋式收尘器上应用,并取得了良好效果,已申请了国家专利(专利号ZL.2017 2 0667641.1)。
4.1 防堵技术方案针对国家电投阜新发电有限责任公司2×200 MW 机组MGGH 净烟气侧换热器运行不到3个月就发生堵塞,换热效果差,机组带不上负荷,引风机通风电耗增加等实际情况,通过对MGGH 净烟气侧换热器结垢部位、结垢机理进行分析,提出了:采用高强共振波清堵覆盖范围大,在保证高声强的情况下利用共振原理可以清除MGGH 上的垢层。
技术路线为:(1)采用高能宽频声波通过共振原理清除MGGH 上灰垢;(2)通过采用高压水及时冲洗清除已振松的灰垢,避免造成二次结垢。
技术方案示意图如图2所示:喷淋装置高能共振波发生器高能共振波发生器高能共振波发生器气动角控阀气动角控阀压缩空气来冲洗水来图2 MGGH 防堵系统示意4.2 防堵方案实施2018年10月#1、#2机组MGGH系统实施了防堵方案。
高能声波发生器安装喷淋系统安装 控制阀门安装图3 MGGH 防堵方案示意4.3 MGGH 防堵系统运行后实际效果MGGH 防堵系统实施后,与2018年10月开始运行至今,MGGH 前后压差一直保持良好,未发生MGGH 堵塞现象,两台机组未发生因MGGH 堵塞负荷受限问题,圆满地完成了2018-2019采暖期的供热任务,且引风机单耗较同期大幅下降。
为检验最终效果,于2019年4月进行停机检查,发现原本堵塞严重的翅片管组,经过6个多月的运行后,翅片管组上基本没有积垢,充分验证了该系统对MGGH 清堵防堵优良效果。
通过对2017年10月至2018年5月(改造前)以及2018年10月~2019年5月(改造后)MGGH 前后压差的统计,更能直观地反应问题。
如图4所示,可以明显看出,防堵改造前,MGGH 压差会迅速升高,达到900 Pa 左右之后,机组被迫降负荷运行。
而改造后MGGH 压差能够稳定维持在原水平。
1000900800700600500400300200100010月11月12月2017年~2018年2018年~2019年1月2月3月4月5月图4 改造前后MGGH 压差变化情况5 结语火力发电厂MGGH 堵塞的问题日益突出。
经详细研究及实际实施MGGH 防堵系统后,在国家电投阜新发电有限责任公司安装的MGGH 防堵系统性能优良,能够达到换热元件表面清洁,换热效率提高的作用,可以完全解决北方火力发电厂冬季MGGH 易堵塞的问题。
因此给MGGH 增设防堵系统意义重大,同时经过实际实施也证明此项改造也是技术领先、经济可行的,为燃煤电厂锅炉MGGH 的长期正常稳定运行提供切实保障并具有积极意义。
参考文献[1] 周强泰.锅炉原理(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2009.[2] 朱全利.锅炉设备系统及运行[M].北京:中国电力出版社,2010.[3] 李学忠,孙伟鹏.锅炉运行[M].北京:中国电力出版社,2014.。