印度某电厂工程锅炉主要辅机选型探讨

王 为，卢艳林

(中南电力设计院 ，湖北 武汉 430071)

印度某电厂工程锅炉主要辅机选型探讨

王 为，卢艳林

(中南电力设计院 ，湖北 武汉 430071)

简要介绍某印度电站工程锅炉主要辅机选型方案，并结合其它印度电站项目，总结出在印度电站工程设计中锅炉主要辅机选型应注意的一些共性问题及其解决方案，提出的结论和建议对印度电站工程设计具有一定的参考性。

磨煤机；基本风量；裕量系数；除尘器型式。

1 工程情况

某印度电厂工程(以下简称为“本工程”)为BTG岛工程, 本工程BTG岛的总包方为中国公司,规划装机容量为3×350 MW燃煤电厂,本期建设1台350 MW机组。三大主机为哈尔滨锅炉、汽轮机和发电机。

业主方提供了本工程的技术招标文件，标书中对于锅炉主要辅机选型的技术要求高于国内工程设计标准或设计习惯，在其它印度项目中，均出现类似情况。现对本工程的锅炉主要辅机选型问题进行介绍，着重论述印方的招标文件与国内设计标准或设计习惯在此问题上的差异，并在工程技术合同签订前提出了相应的解决方案，供印度工程设计参考。

2 煤质资料及系统简介

本工程煤质资料见表1。

表1 煤质资料

续表1

结合其它印度工程煤质资料，印度煤的特点普遍为低热值、高灰分、磨损指数较强。本工程热值极低，磨损指数很强，HGI哈氏可磨性指数较低，灰成分中氧化铝、氧化硅含量和比电阻极高。业主技术招标文件要求锅炉采用煤粉炉，每台锅炉配置2台三分仓回转式空气预热器，磨煤机采用中速磨。在与锅炉厂和磨煤机厂配合与确认后，最终确定本工程采用中速磨煤机正压直吹式冷一次风系统；锅炉型式为亚临界参数汽包炉，自然循环、一次中间再热、单炉膛、四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构π型布置、露天布置燃煤锅炉，锅炉最大连续蒸发量为1165 t/h。

锅炉主要辅机配置为：每台炉设6台中速磨煤机；除尘器采用2台双室9电场静电除尘器；一次风机采用2台动叶可调轴流式风机，送风机采用2台动叶可调轴流式风机，吸风机采用2台静叶可调轴流式风机。

3 锅炉主要辅机选型

3.1 磨煤机运行方式

招标文件要求：磨煤机备用台数应满足以下要求，对于最差煤TMCR工况应有2台磨煤机备用，对于最差煤BMCR工况应有1台磨煤机备用, 对于设计煤BMCR工况应有2台磨煤机备用。

印度工程对于磨煤机的备用台数的要求通常都高于国内标准，本工程印方要求备用2台磨煤机，这与其它已实施的印度工程情况相似。但本工程为350 MW机组，锅炉配有6层燃烧器，对应6台磨煤机。如按照标书要求，对于设计煤BMCR工况，意味着锅炉必需由4层燃烧器带锅炉至满负荷，经锅炉厂计算，单只燃烧器热功率太大，无法承受。因此，笔者提出了表2所列的三种解决方案：

表2 磨煤机运行方式推荐方案

本工程最终采用了第三种方案进行设计。需要说明的是，上表中方案二的磨煤机运行方式为国内常规配置方案，由于印度煤煤质普遍较差，印方特别强调最差煤需要有备用磨煤机，因此印方一般无法接受校核煤没有备用的方案，这在其它印度工程设计中也均有体现；上表中方案三的磨煤机运行方式是一种较为适当的解决方案，既满足了印方要求最差煤需要备用1台磨煤机的要求，同时也降低了单只燃烧器的热功率满足了锅炉厂的要求；但对于方案三需要注意的是，本工程由于设计煤和校核煤煤质差别较大，校核煤的发热值和HGI指数都比设计煤低较多，造成按校核煤选型(磨煤机5运1备)的磨煤机型号较大，而此型磨煤机的通风量对于设计煤采用5运1备运行方式则制粉一次风率过高，可能超出锅炉厂所能承受值而无法满足锅炉保证效率和NOX排放指标。最终，设计院将锅炉厂所能接受的一次风率提给磨煤机厂，磨煤机厂采取一些调整手段降低了制粉条件下的一次风率。

3.2 风机容量选择

本工程印方的招标书对风机容量从裕量系数到基本风量的定义均做出了非常详细的规定，其要求无论在裕量系数还是在基本风量的确定上都超出了国内标准。这在其它印度工程设计中也都遇到相似的问题。表3通过对比总结出印方招标书要求与国内标准常规设计方法之间的差异。

表3 风量和压头裕量系数对比

通过上表对比，不难发现印方标书无论是在风机的裕量系数还是基本风量的定义上均要求较高，各项因素累计后，最终结果是造成风机TB点的风量和压头均高出根据大火规计算出的风机参数不少。

本工程最终结合国标的计算方法和裕量系数的规定，同时也考虑了印度当地环境气温高、煤质差、单台风机运行可带锅炉至60%BMCR负荷等印方要求，在满足工程实际需要的情况下，对风机容量选择进行了适当的优化，避免容量选择过大。最终的风机选型方案见表4。

表4 风机造型方案汇总

3.3 除尘器型式和粉尘排放指标

招标文件要求：当所有电场投入运行时，除尘器出口粉尘排放≤50 mg/Nm3(O2=6%, 1atm，0℃，干烟气)；当一个电场不运行时，除尘器出口粉尘排放≤100 mg/Nm3(O2=6%，1atm，0℃，干烟气)；除尘器出口粉尘排放超出50 mg/Nm3为合同拒收条款。

本工程煤质特点为低硫分、高灰分且灰成分中氧化铝、氧化硅含量和比电阻极高。从其煤和灰成分的特点来看，都不利于电除尘器的除尘。

实践证明，当灰的比电阻值在104～1011 Ω·cm的范围内变化时，对电除尘器的除尘效率影响极小，而当比电阻值过高超过这个范围时，由于粉尘的绝缘性，粉尘吸附到极板上后仍保持原荷电状态，待粉尘集到一定厚度会产生反电晕，导致除尘效率急剧下降。本工程灰的比电阻值已达到1012 Ω·cm，对除尘极为不利。

另外，煤和灰成分也显示该煤种不利于收尘。本工程硫含量只有0.4%，而锅炉飞灰的比电阻值与煤的含硫量有关，受含硫量影响较大，低硫煤(硫含量在1.0%以下)燃烧后的粉尘比较难收集，含硫量小于0.5%的煤燃烧后的灰是非常难于捕集的；本工程煤灰中SiO2、Al2O3的含量极高，两项之和达90%以上，也非常不利于除尘。

本工程煤质非常不利于收尘，而除尘器出口粉尘排放超出50 mg/Nm3为合同拒收条款，如使用电除尘器不能满足排放，将给总包方带来巨大风险。故笔者对此问题进行了调研并与电除尘器制造厂进行了配合。同时笔者也收集了其它几个印度工程的除尘器数据和资料作为与本工程进行对比，详见表5。

表5 除尘器数据对比

从上表情况看，印度煤灰分大,比电阻高，粉尘排放指标非常严格，故印度工程的除尘器比积尘面积大，电场数多，达到7至9个电场。除尘器制造厂均承诺满足印方要求的粉尘排放指标，但上表中所列项目均未投入商业运行，而且通过了解，目前印度也还没有实际已投入运行的300MW及以上等级机组的国产电除尘器(排放指标小于50mg/Nm3)，多数项目均还在安装和执行阶段，因此实际使用情况能否满足50mg/Nm3的排放指标还需要观察。在国内工程中，内蒙古准格尔煤也具有高比电阻(正常排烟温度时为1012～13)、高灰分、收尘困难的特点，在使用静电除尘器的电厂中，其实际除尘效果并不理想。

因此，考虑到本工程除尘器出口粉尘排放指标为拒收条款，风险较大，可采用如下方案解决：方案一为采用静电除尘器，除尘器出口粉尘排放指标不能作为合同拒收条款；方案二为采用静电除尘器，但除尘器不在总包方供货范围内，总包方仅提供技术配合数据，电除尘器由印方自行采购和承担责任；方案三为采用布袋或电袋结合的除尘器则除尘器出口粉尘排放指标可作为合同拒收条款。由于印方不能接受布袋或电袋方案，最终的设计方案为方案二。

4 结论及建议

印度目前的电力需求还远远没有得到满足，其电力市场发展潜力十分巨大，相信以后还会有更多的印度火电站总包项目。

根据本工程锅炉主要辅机选型方案并结合其它印度电站项目设计经验，笔者对印度电站工程锅炉主要辅机选型提出以下建议,供参考：

⑴针对印度煤种发热值低、HGI指数低、磨煤机备用台数较多等特点，磨煤机运行方式需要特别注意，此问题与锅炉厂燃烧器功率、一次风率、磨煤机选型、锅炉保证效率、NOx排放值等都有密切关联，在工程合同谈判阶段，必须与锅炉厂和磨煤机厂进行深入的配合和计算来确定磨煤机运行方式的可行性。

⑵印方标书一般会在风机的裕量系数选取和基本风量的定义上更为保守，笔者认为并无必要，而且也不经济，建议在合同谈判阶段从上述两个方面对风机的选型进行优化。

⑶由于印度煤种难收尘而且粉尘排放指标又较为严格，印度业主对布袋除尘器技术也较为排斥，如采用静电除尘器，建议国内总包方应根据灰成分、比电阻值、粉尘排放指标值和合同责任条款来判断并控制风险。

[1] DL5000-2000，火力发电厂设计技术规程[S].

Research on Boiler Main Auxiliary Equipment Selection for Indian Power Plant Project

WANG Wei, LU Yan-lin
(Central Southern Electrical Power Design Institute, Wuhan 430071, China)

It summarizes the common questions and the solutions about the boiler main auxiliary equipment selection in Indian power plant projects, introducing the boiler main auxiliary equipment selection for Indian Power Project and combining other projects in Indian. The conclusion and the advice can be referred for Indian power plant design.

operation method of mill; basic air volume; margin coeff cient; dust eff uent; type of esp.

TM621

B

1671-9913(2010)06-0043-05

2010-08-17

王为(1978-)，男，湖北武汉人，工程师，现从事电厂热机专业设计工作。