2×1 000 MW机组除灰系统节能改造

赵小强，李绍刚，韩丽娜

(华电莱州发电有限公司，山东 莱州 261400)

1 机组概况

华电莱州发电有限公司一期#1锅炉电除尘装置为2台三室四电场静电除尘器。A，B两侧电除尘器沿南北方向布置，总宽度为104.69 m，电场有效长度为18.50 m。电除尘器采用气力输灰装置，共设置48台灰斗。每台灰斗有两只气化风管道，由单侧两台电除尘器灰斗气化风机进行细灰气化。两台灰斗气化风机1运1备用，采用美国德莱赛生产的DRS-EA100-RAMX155-37型气化风机，风机入口体积流量为1 080 m3/h(标态)，气压为75 kPa，出口经电加热器加热至100 ℃输送至灰斗。

#1脱硫系统配备3台氧化风机，通过氧化风机将空气鼓入吸收塔浆液内，将吸收塔浆液中的亚硫酸钙强制氧化为硫酸钙。吸收塔内的浆液液位在正常运行时基本稳定在12±0.5 m，氧化风机的压力为克服吸收塔内的浆液液位高度和管路的阻力损失。风机入口体积流量为17 533 m3/h(标态)，气压为100 kPa，排气温度为105 ℃[1]。

2 改造原因

2.1 存在的问题

(1)气化风量不足。#1锅炉电除尘器灰斗气化风机支管进入灰斗气化风管道处频繁发生堵塞，造成电除尘器灰斗高料位，灰斗出现落灰不畅、蓬灰、堵灰情况，不但增加了检修维护工作量，而且严重影响了除尘系统安全运行和环保指标。据不完全统计，2017年4月，#1电除尘器二、三、四电场气化风管堵塞尤为明显，最严重时A，B侧二电场全部堵塞，三电场堵塞80%，四电场堵塞70%[2]。

(2)风机故障率高，更换、维修费用昂贵。#1锅炉灰斗气化风机经常发生故障，气化风机为进口产品，每台气化风机每次外委维修费用为8 000～11 000元，仅2016年就外委维修4次。采购新气化风机机头费用为60 000～70 000元，采购周期为4个月，不但费用高，而且影响了机组的安全运行。

(3)风机耗电量高。单台灰斗气化风机功率为37 kW，按年平均利用小时数为6 000计，每年耗电222 MW·h。灰斗气化风机出口温度为35 ℃，加热器加热温度约100 ℃，加热器功率为80 kW，每年耗电480 MW·h。每台机组单台灰斗气化风机运行平均年耗电量为702 MW·h。

2.2 改造的必要性和可行性

为了回收锅炉烟道尾部热量，提高机组效率，2016年对#1锅炉进行了超低排放改造，在电除尘器前方增加了低低温省煤器，烟气温度由117 ℃(设计温度)降至88～92 ℃。烟气温度降低导致电除尘器灰斗内部灰尘黏性增加，气化风流化效果差，容易发生灰尘板结、蓬灰，造成灰斗料位高、下灰难。

气化风机风量不能满足现场使用要求，单台气化风机运行时，一电场气化风总门全开，二、三、四电场气化风总门几乎处于关闭状态，出口风压为15～20 kPa，仅满足一电场气化风量需要，其他3个电场气化风量不足，容易造成气化风管堵塞及落灰不畅。

气化风机转速高达4 000 r/min，自投运以来未进行过更换，转动部件磨损，导致故障频发。由于气化风机长时间运行，造成气化风机保压效果差，不能达到设计压力，引起气化风管堵塞，影响灰斗正常下灰[3]。

#1脱硫氧化风机1运2备，灰斗气化风量仅占脱硫氧化风量的1/17，且脱硫氧化风排气温度在100 ℃左右，可以不用电加热升温，节省了电能[4]。

3 改造方案

3.1 #1电除尘器灰斗气化风与 #1脱硫氧化风管道联络改造

#1锅炉脱硫氧化风机出口气源母管接DN300 mm氧化风支路管道，在氧化风机房顶高1 m处设置隔离阀门，便于操作。管道从氧化风机房房顶至#1锅炉B引风机电机平台下方，向电除尘器方向至气化风机处。在#1锅炉B引风机电机油站南侧氧化风支路管道最低处设置DN50 mm的排污门。

在每台电除尘器灰斗气化风机出口增加1套DN150 mm的阀门，脱硫氧化风可以与原气化风机通过隔离门进行切换。

在#1电除尘器B灰斗气化风机连接端口向东2 m处设置DN200 mm的阀门，用于控制氧化风量。

在#1电除尘器氧化风调节门后设置就地压力表(就地设置手动阀门，便于检修更换压力表)和温度表(温度表含套管)。

为便于运行人员远程监控氧化风压，将A，B灰斗气化风机出口的压力变送器接头移至灰斗气化风机出口三通处。原气化风机处压力变送器测点孔用堵头封堵。

管道防腐为两底两面，保温棉厚度为100 mm，保温铁皮为0.75 mm厚的彩钢板，颜色为冰灰色。

#1电除尘器与#1脱硫氧化风机管道联络改造示意如图1所示。

图1 #1电除尘器与 #1脱硫氧化风机管道联络改造示意Fig.1 Pipeline connection transformation of No.1 ESP and No.1 desulfurization/oxidation fan

3.2 #1，#2脱硫氧化风机管道联络

#1电除尘器东侧DN300 mm管道连接至#2电除尘器氧化风管道，管道安装隔离阀，便于联络和隔离，如图2所示。

图2 #1，#2脱硫氧化风机管道联络改造示意Fig. 2 Pipeline connection transformation of No.1 and No.2 desulfurization/oxidation fan

4 改造后效果

(1)解决了气化风量不足的问题。引入脱硫氧化风后，气化风量不足现象完全消除，并且正常运行时电除尘器灰斗气化风所需风量仅为脱硫氧化风的1/17，完全不影响脱硫系统的正常运行，一举两得。

(2)解决了故障率高，更换、维修费用昂贵的问题。改造后，灰斗气化风机作为备用，降低了设备维护费用，气化风机机头不再需要维修、维护和保养。

(3)节能降耗效果明显。改造后平均每台机组单台灰斗气化风机运行平均年耗电量为702 MW·h，按电费为0.42 元/(kW·h)计，每年可节约人民币30万元。

改造成本(人工+材料)为18万元，当年可节约费用12万元，以后至少10年免维修。

(4)#1，#2脱硫氧化风、电除尘器气化风可相互备用，提高了运行的可靠性[5]。

5 结束语

电除尘器气化风与脱硫氧化风的节能改造，解决了电除尘器气化风量不足，电除尘器灰斗高料位，灰斗落灰不畅、蓬灰、堵灰频繁发生的问题。改造后，将脱硫氧化风引入电除尘器气化风系统，灰斗气化风机仅作为备用，大大降低了设备维护费用和厂用电量，提高了设备的可靠性，节能降耗效果明显。