烟道流场三维集成优化在超净改造中的应用.docx

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1、烟道流场三维集成优化在超净改造中的应用华能*电厂#2机组超净改造前引风机出口烟气呈对冲汇流状，该布置形式的烟道流场比较差，阻力较大，煤质差时甚至会影响机组额定负荷出力，尤其超低排放改造采用低低温电除尘技术路线，烟气汇冲之后经过急转弯进入二级烟冷器，除尘器出口至吸收塔入口系统阻力较大。为确保超净改造后除尘器出口至吸收塔入口烟道，引风机、二级烟冷器、吸收塔等设备进出口烟气流场更加顺畅,将引风机移动至脱硫吸收塔入口对侧，利用原增压风机根底及支架，并对除尘器后至引风机出口烟道开展重新设计和深度优化，将两侧除尘器6个烟气出口集合至总烟道，并分别进入移过来的两台引风机入口，与原系统比较，烟风系统阻力大幅下

2、降;并消除了原布置引风机出口90急转弯处导流板在烟气反复应力的作用下造成撕裂堵塞流道的引起停机的隐患，且两台风机烟道独立，提高了机组运行的安全性。华能*电厂#2机组额定容量1036MW,锅炉型式为高效超超临界参数变压直流炉、对冲燃烧方式、固态排渣，采用单炉膛、一次中间再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊构造型锅炉。原引风机出口烟气呈对冲汇流状，该布置形式烟道流场非常差，阻力比较大，尤其超低排放改造后，烟气汇冲之后经过急转弯进入二级烟冷器，除尘器出口至吸收塔入口系统阻力会增加1o且超净改造拆掉原有回转式GGH,采用WGGH替代其功能,共有三级烟气换热器，分别布置在电除尘器前、引风机出口、烟

3、囱入口前，三级换热器的烟气侧阻力为185kPa,回转式GGH总阻力则为1.45kPa,燃用非设计煤种时，实际烟气量偏大，烟气阻力也会有一定程度增加，基于超低排放改造采用的低低温技术路线，可采用动叶可调风机增容改造。但在烟气温度90。C情况下，引风机采用动叶可调风机相比静叶可调风机可靠性低121综上所述，#2机组引风机移位及烟道优化升级改造具有必要性，确保超净改造后除尘器出口至吸收塔入口烟道阻力大大减少，流场更加顺畅，引风机、二级烟冷器、吸收塔等设备进出口烟气流场也更加顺畅3,从而提高设备的性能指标，也能使运行机组设备运行稳定、可靠和经济4o1技术方案1I引风机不移位前除尘器出口烟气系统及特点引

4、风机不移位前除尘器出口烟气系统如图1所示。从平面布置图可以看出，风机出口烟气呈对冲汇流状，对冲汇流完之后经过急转弯进入二级烟冷器，该布置形式烟道流场相对较差，集合段、弯头段阻力会比较大5o根据大型锅炉设计手册估算：两侧风机开展一次对冲式集合阻力约300Pa,一个矩形急转弯头阻力约IOOPa6,故按风机不移位方案估算从引风机出口至二级烟冷器入口烟道经过了一次对冲式汇流和一个90。的急转弯头，其阻力约400Pa70引风机不移位前除尘器出口烟气系统布置存在如下问题：（1）整个除尘器出口至吸收塔入口系统阻力较大。（2）烟冷器进口的流场较为不均匀，弯头的导流板在引风机出口烟气的反复应力作用下容易撕裂，堵

5、塞烟道，甚至可能将烟冷器管束切断8。（3）无法满足机组在低负荷时单侧风机运行的需要9o1.2引风机移位后除尘器出口烟气系统概况及特点综合考虑超低排放改造后脱硫及WGGH设备的阻力情况,对烟道开展优化并降低阻力，原引风机不做增容改造。因原引风机位置无法满足汽动驱动布置10,故对原超低排放改造引风机增容改造方案开展调整，即将引风机移动至吸收塔入口对侧，利用原增压风机根底及支架11,并对除尘器后至引风机出口烟道开展重新设计和深度优化,使机组烟道阻力大幅降低12，另一方面，两侧除尘器6个烟气出口集合至总烟道，并分别进入移过来的两台引风机入口，在静调风机变频调节改造前，实现机组在低负荷时单侧风机运行13

6、。引风机移位后烟气系统概况如图2所示。引风机移位后，两侧除尘器6个烟气出口集合至总烟道,接至原增压风机上方钢构造框架后再分别进入移过来的引风机入口，整个烟道采用新型布置形式，烟气采用顺流集合,且引风机出口无需开展任何拐弯直接进入二级烟冷器14,从引风机出口至二级烟冷器入口其烟气阻力约为50Pa,大大降低了整个烟风系统阻力，并实现了2台引风机入口烟道的联通，在机组低负荷时可以单侧引风机运行，节能效果明显。引风机移位后烟气系统现场布置如图3所示。通过引风机移位改造，并对原烟气系统布置优化后，整个除尘器出口至吸收塔入口烟气系统具有如下优势15：(1)烟风系统采用新型专利优化设计后，烟风系统阻力大幅下

7、降，与原系统比较，最高可以降低阻力约260Pa(2)二级烟冷器入口烟气流场得到优化，设备性能得到改善。(3)实现了机组在低负荷时单侧引风机运行，降低机组运行厂用电率，具有一定的节能效果。(4)消除了原布置引风机出口90急转弯处导流板在烟气反复应力的作用下造成撕裂堵塞流道的引起停机的隐患，且两台风机烟道独立，提高了机组运行的安全性。2改造效果评估引风机移位及烟道优化改造后节能效果如图4所示。改造后烟气阻力平均下降约150Pa,按单台引风机烟气流速720m3s,引风机效率76%计算，烟气克服阻力，年运行小时数取4500h,引风机耗功约500kW,上网电价取0.4元/(kWh),则年节约180万元；

8、烟气阻力下降后可取消超低排放改造引风机采用动叶调节轴流式风机增容改造投资534万每台机的改造方案；烟道独立实现了百万千万机组低负荷单侧引风机运行(60%负荷以下)，具有很好的节能效果;并提高了机组运行的安全性及灵活性。3结论华能*电厂百万千万机组烟道流场三维集成优化的深度应用，是采用流体计算软件开展设计(涉及专利，暂时不扩展)，充分降低煤粉管直角多、弯头多、路径长、方型烟道、局部紊流等阻力。通过流场模拟计算，改变布置方式，引风机的经济性和安全性提升明显，是烟风道、煤粉管道优化的深度应用，改造后电除尘器出口至脱硫吸收塔入口烟道阻力大大减少，引风机、二级烟冷器、脱硫吸收塔等设备进出口烟气流场更加顺畅，从而提高设备的性能指标，也能使设备运行稳定可靠和经济，具有较好的推广价值和示范意义。