300 MW机组脱硝系统喷枪冲洗水电节能预算分析

2015-02-24王作亭宋卫华李建军

橡塑技术与装备 2015年18期

关键词：喷枪加热器淡水

王作亭，宋卫华，李建军

（河北大唐国际丰润热电有限责任公司发电部，河北唐山 064000）

300 MW机组脱硝系统喷枪冲洗水电节能预算分析

Water and electricity saving budget analysis of 300MW unit denitration system f ushing gun

王作亭，宋卫华，李建军

（河北大唐国际丰润热电有限责任公司发电部，河北唐山 064000）

大唐丰润电厂2×300MW机组烟气脱硝系统采用尿素作为还原剂，通过尿素热解获得氨气的工艺方式，采用选择性催化还原法（SCR），在设计煤种及校核煤种、在锅炉的任何正常负荷范围（锅炉50% BMCR～100% BMCR工况范围）内、处理100%烟气量的条件下，保证脱硝效率不小，机组五根喷枪冲洗采用淡水，每班冲洗一次。

脱硝；喷枪；冲洗次数；节电；节水

丰润热电#1、#2机组，脱硝已正式投运，目前系统运行稳定，各参数均达到正常规定范围，包括：脱硝效率≥75%，出口氮氧化物＜50 mg/cm☒，氨逃逸值＜2.5 ppm。五根喷枪规定每个班依次冲洗一次，冲洗水水源为辅控来淡水，通过2台冲洗水泵打至计量模块间进行冲洗，目的为防止喷枪雾化片以及管道部产生结晶堵塞，从而导致喷枪雾化不良，影响正常运行。现对#1，#2机组喷枪冲洗次数尝试性做出调整，由每个班冲洗一次，变为三个班冲洗一次或者六个班冲洗一次，已达到节电节水目的。

1 喷枪冲洗次数的改变节电方案预算

（1）喷枪冲洗过程：启动A，B冲洗水泵，从第一根喷枪开始点击喷枪程控冲洗程控进行，程控自动关闭尿素溶液入口电动门，开冲洗水电动门，喷氨调门在原有的开度上继续开大至100%，全开后开始计时2 min冲洗，2 min后，关闭冲洗水电动门，全关尿素溶液调节门，整个冲洗程序结束，手动开启尿素溶液电动门，调门，投入调门自动，投入程控自动，喷枪正常运行。

（2）喷枪冲洗时间统计如下：调门由60%开至100%所需时间0.5 min；调门全开后冲洗时间为2 min；调门全开冲洗结束后全关需要时间为2.5 min。

（3）冲洗试验前系统主要数据：热解炉出口温度设定365 ℃，加热器额定电流920 A，功率450 kW冲洗水泵额定功率4 kW，2台，热解炉出口温度最低不低于305 ℃，尽量维持脱硝效率75%以上，出口当氧化物与氨逃逸值在正常范围内，程控依次冲洗。

（4）第一次冲洗数据记录值：脱硝效率75%，热解炉出口温度362 ℃，电加热器电流600 A冲洗水泵消耗功率：（0.5×5+2×5+2.5×5）/60 h×4 kW ×2=3.3 kW·h。

第一根喷枪开始进行冲洗，1 min后，加热器电流涨至919 A。也就是调门全开冲洗半分钟后左右电流涨至919 A，所以：（1.5 min+2.5 min）/60×（919-600）×380/1 000=8.1 kW·h。

第二根喷枪冲洗开始热解炉出口温度360 ℃加热器电流仍为919 A，一直到第三根开始冲洗所以消耗功率为：（0.5 min+2 min+2.5 min /60×（919-600）×380/1 000=10.1 kW·h。

第三根喷枪冲洗开始时热解炉出口温度为375 ℃加热器电流将至767 A，一直到第四根喷枪冲洗开始。所以消耗功率为：（0.5 min+2 min+2.5 min /60×（767-600）×380/1 000=5.28 kW·h。

第四根喷枪冲洗开始时热解炉出口温度为358 ℃，加热器电流涨至919 A，一直到四五根喷枪冲洗开始：所以消耗功率为：（0.5 min+2 min+ 2.5 min）/60×（919-600）×380/1 000=10.1 kW·h。

第五根喷枪冲洗开始时热解炉出口温度360℃，加热器电流919 A，一直到冲洗结束。所以，（0.5 min+2 min+2.5 min）/60×（919-600）×380/1000=10.1 kW·h。

（5）第二次冲洗数据记录值：脱硝效率79%，热解炉出口温度365 ℃，电加热器电流515 A，冲洗水泵消耗功率：（0.5×5+2×5+2.5×5）/60 h×4 kW ×2=3.3 kW。

第一根喷枪开始进行冲洗，1 min后，加热器电流涨至919 A。一直到第二根冲洗开始，所以消耗功率为：（1.5 min+2.5 min）/60×（919-515）×380/1000=10.2 kW·h。

第二根喷枪冲洗开始热解炉出口温度350℃，加热器电流仍为919A，一直到第三根冲洗开始，所以消耗功率为：（0.5 min+2 min+2.5 min）/60×（919 -515）×380/1 000=12.8 kW·h。

第三根喷枪冲洗开始时热解炉出口温度为367℃，加热器电流将至767 A，一直到第四根冲洗开始，所以消耗功率为：（0.5 min+2 min+2.5 min）/60×（756-600）×380/1 000=10.1 kW·h。

第四根喷枪冲洗开始时热解炉出口温度为362℃，加热器电流涨至919 A，一直到第五根冲洗开始，所以消耗的功率为：（0.5 min+2 min+2.5 min）/60×（919-515）×380/1 000=12.8 kW·h。

第五根喷枪冲洗开始时热解炉出口温度380 ℃，加热器电流768，一直到程序完全结束。所以消耗功率为：（0.5 min+2 min+2.5 min）/60×（768-600）×380/1 000=5.32 kW·h。

综合二次冲洗试验数据每冲洗一次电加热器多消耗的功率为：第一次总和为：3.3+8.1+10.1+5.28 +10.1+10.1=47 kW·h。

第二次总和为：3.3+10.2+12.8+10.1+ 12.8+5.32=54 kW·h。

取二次平均值得出每个班冲洗一次喷枪加热器多耗电能：50 kW。

2 冲洗次数改造节电能预算

发电部现在五个值，每个值每个月18个班，那么一年总班数为5×18×12=1 080个班。

（1）如果由现在三个班冲洗三次改为三个班冲洗一次，那么一年一个机组将省电量，1080×2/3×50 kW·h=36 000 kW·h，核算成费用约为：36 000 kW·h×0.36=12 960元，如一号机组脱硝投入二台机组可共节省25 920元。

（2）如果由现在的三个班冲洗三次改为六个班冲洗一次，那么，一年一个机组将省电量为：1 080×5/6×50=36 000 kW·h，核算成费用约为：36 000 kW·h×0.36=16 200元，如一、二号机组同时运用此方案可共节省32 400元。

3 喷枪冲洗次数的改变节水能预算

（1）我厂脱销系统采用五根喷枪雾化直喷至热解炉内工作，冲洗水水源来自淡水，每班对五根喷枪冲洗一次，程控冲洗一根喷枪，电动门全开，调门全开后，流量210 L/H，冲洗2 min。调门由60%开至100%需要0.5 min，折算需水量150 L/H。

一根喷枪冲洗一次需要淡水量为：

2 min×210 L/H=8 L

0.5 min×150 L/H=1.3 L

总需量=6.7+1.3=9.3 L

五根喷枪一次需淡水总量为：9.3 L×5=46.5 L

质量=密度×体积=1×10☒ kg/m☒×46.50 L×0.001 m☒=0.047 t

（2）1个班冲洗一次可消耗淡水量：0.0471，每个值一个月18个班，一年216个班，五个值216×5=1 080个班，如三个班冲洗一次一年可省淡水量：1 080×2/3×0.471=33.8 t，如2台机组投运可省淡水70 t左右，如六个班冲洗一次一年可省淡水量：1 080×5/6×0.471=42.4 t，如2台机组同时投运可省淡水85 t左右。