脱硫系统 GGH吹灰器高压水喷嘴改进

王源昌

(广东粤华发电有限责任公司,广东广州 510731)

脱硫系统 GGH吹灰器高压水喷嘴改进

王源昌

(广东粤华发电有限责任公司,广东广州 510731)

GGH堵塞是脱硫系统运行常见问题之一,介绍了通过扩大吹灰器高压水喷嘴口径,增加喷嘴射流流量,提高对脱硫系统 GGH清洗效果的途径,并实现脱硫系统不开烟气旁路挡板进行 GGH波纹板高压清洗的目的。

GGH;高压水喷嘴;喷嘴射流

1 概况

广东粤华发电公司 2×300MW机组,2台机组共用 1套脱硫系统 (设 GGH),于 2006年 7月投运。GGH型号 33GVN420,换热元件高 420mm,换热面积 27974m2,转子直径 16080mm,转子由径向隔板分为 24个扇区,每个扇区包含 18换热元盒,共 432个。GGH原配置 1台上部吹灰器,行程 7.345m,吹灰介质为压缩空气、高压水及低压水。

脱硫系统运行期间,GGH堵塞现象非常严重。分析发现造成 GGH堵塞的原因有二个:一是原烟气灰分及净烟气携带浆液的沉积结垢引起堵塞;二是压缩空气吹扫压力偏低,无法将结垢吹扫干净。因此,在 2009年 3月脱硫系统检修期间,电厂对 GGH吹灰器进行了改造,增设 1台下部吹灰器,型号与上部吹灰器相同,并对上部吹灰器进行了优化。改造后,GGH上部吹灰器吹灰介质为蒸汽、高压水及低压水;下部吹灰器吹灰介质为蒸汽、高压水。蒸汽吹灰时压力为 1.0MPa,高压水清洗时压力为 11MPa。

2 存在问题

从运行情况来看,GGH除每班进行蒸汽吹灰外,还定期进行高压水清洗。加装下部吹灰器后,GGH维持低压差的运行时间加长,但一般过 2～4个月后,GGH压差会逐渐升高,特别是煤种发生变化时,如燃烧低热值、高灰分煤种,由于烟气量增大和灰分增多,电除尘器不能有效控制进入 GGH的原烟气中粉尘含量,使得 GGH压差很快升高。压差升至一定值后 (1000 Pa),需对 GGH进行吹灰器高压水清洗,并结合人工清洗,GGH压差才会有一定幅度的下降,但下降幅度较小。一般情况下,高压水清洗后 GGH压差在 800 Pa以上。

但在系统运行时,GGH高压水清洗必须打开系统旁路挡板门进行离线清洗,否则效果很差。在此期间,大量未经净化的烟气排入大气中,严重污染了环境,给电厂经济效益带来较大影响。

3 改进措施

GGH吹灰器高压水由高压清洗机供给。高压清洗机型号为 552P40,最高工作压力 1.35MPa,理论流量 116L/min。吹灰器配 6个高压水喷嘴 6个,每个喷嘴口孔为 1.5mm;在正常的高压水清洗下,吹灰器高压水软管前的压力为 11MPa。

针对吹灰器高压水清洗需在开旁路离线进行,且清洗效果不佳的情况,经过分析认为在现有设备的基础上,可以对 GGH上部吹灰器高压水喷嘴进行改进,并进行了多次试验,而下部吹灰器因离 GGH波纹板较远,高压水清洗作用很小,因此不对其进行改进。为了观察高压水喷嘴改进试验效果,对喷嘴进行了两次试验,首先将 4个高压水喷嘴口径改为1.7mm,之后将全部 6个喷嘴孔径改为 1.7mm。改进前后喷嘴示意见图 1。

图 1 GGH上部吹灰器高压水喷嘴改造前后示意

3.1 4个喷嘴改进

2010年 8月 9日,抽出 GGH上部吹灰器枪管,取下高压水 6个喷嘴中的 4个,用高速钻头将其口径钻为 1.7mm。安装后启动高压清洗机,上部吹灰器高压水软管前的压力为 10.6MPa。

脱硫系统投运后,在 2台机组负荷各为240MW、脱硫烟气量为 2200 km3/h情况下,GGH净烟气压差 830 Pa。在不开启旁路挡板的情况下,采用上部吹灰器对 GGH进行了在线高压水清洗。清洗后 GGH净烟气压差约降 130 Pa,效果显著。

3.2 全部喷嘴改进

2010年 10月 15日～17日,利用脱硫系统检修期间,把 GGH上部吹灰器高压水喷嘴剩余的 2个喷嘴口径也改为 1.7mm。安装后启动高压清洗机,上部吹灰器高压水软管前的压力为 9.5MPa。

2010年 10月 26日,机组燃用煤种发生了变化,燃用了石碳煤,该煤种热值低,灰分高。燃用该煤种后,2台机组负荷各为 240MW时,脱硫烟气量最高升到 2400 km3/h,GGH净烟气压差最高升到1226 Pa,2台增压风机接近全开,增压风机总电流达587A,脱硫系统参数已接近极限,随时有可能被迫退出脱硫系统运行。在此情况下,运行人员立即对GGH采用在线高压水清洗,在不开启旁路挡板的情况下,使用上部吹灰器对 GGH进行清洗。经过 2个程序约 12 h的清洗,GGH压差大幅下降,由 GGH原 /净烟气压差 1009/1226 Pa降为 479/699 Pa,下降达 500 Pa以上。2台增压风机开度降为 70%,增压风机总电流为 420A,下降达 167A。

从以上分析可以看出,GGH上部吹灰器高压水喷嘴口径加大后,清洗效果非常明显,GGH压差和增压风机电流均大幅度降低。在此后的系统运行中,GGH压差达 800～900 Pa时,采用上部吹灰器高压水清洗,GGH压差都能降至 650～700 Pa。

4 喷嘴扩大的理论分析

在文中忽略了高压水管道沿程及局部阻力损失,也不考虑喷嘴流量系数影响,只采用高压水射流理论的简化公式,分析喷嘴改进前后参数变化。

4.1 喷嘴改进前

GGH上部吹灰器高压喷嘴改进前,6个喷嘴孔径均为 1.5mm,高压清洗时,吹灰器高压水软管前压力为 11MPa。喷嘴的当量直径为 3.67mm2,喷嘴出口射流速度 148m/s,喷嘴射流流量 93.8L/min,则射流功率 17248W。

4.2 喷嘴改进后

GGH上部吹灰器高压喷嘴扩孔后,6个喷嘴孔径均为 1.7mm,高压清洗时,吹灰器高压水软管前压力为 9.5MPa。喷嘴当量直径为 4.16mm2,喷嘴出口射流速度 138m/s,喷嘴射流流量 112L/min,射流功率为 17786W。

从以上计算可知,当喷嘴口径由原 1.5mm扩至1.7mm后,喷嘴出口射流速度降低了 10m/s,射流流量和射流功率分别增加 18L/min和 538W。高压水喷嘴流量的变化对 GGH清洗效果很重要,当高压水压力在 8MPa以上时,加大喷嘴口径及选择流量更大的高压清洗机,可以提高喷嘴流量,对 GGH清洗效果影响明显。但同时也要考虑在 GGH在线高压水清洗时,烟气流量变化对脱硫系统的影响。

5 结语

通过对 GGH吹灰器高压水喷嘴的扩大改进,GGH的清洗效果明显的提高,并实现了不开启旁路挡板进行 GGH高压清洗的目的,从而使 GGH长期保持在低压差下运行,大大提高脱硫系统运行的可靠性,树立了电厂良好的环保形象。

[1]薛胜雄.高压水射流计算工程[M].合肥:合肥工业大学出版社,2006.

[2]JB/T 8093-1999,高压水射流设备[S].

Discussion on improvement of GGH jetblower high-pressure water nozzle in desulfurization system

GGH blockage was one of the main problem s in W FGD system operation.The way to improve the GGH cleaning effect inW FGD equipmentwas introduced,which was increasing the nozzle jet flow by expanding the jetb lower’s high-pressure water nozzle diameter.The purposes to m ake the high pressure water cleaning of GGH w ithout opening the bypass damper of flue gas desulfurization system were achieved.

GGH;high-pressure water nozzle;injection stream〗

X701.3

B

1674-8069(2011)05-039-02

2011-05-20;

2011-08-06

王源昌 (1970-),男,工程师,从事火电厂锅炉设备点检管理技术工作。E-mail:wycyyl@gmail.com