鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)流場設(shè)計問題分析及改造實例(華中所王磊)

1、鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題分析及改造實例分析及改造實例華中所王磊華中所王磊20162016年年3 3月月2鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題 鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)由于流場設(shè)計問題導(dǎo)致流量測點(diǎn)測量失準(zhǔn)流量測點(diǎn)測量失準(zhǔn)、煙道及支撐局部磨損煙道及支撐局部磨損、SCR催化劑區(qū)域性磨損催化劑區(qū)域性磨損、除塵器處理除塵器處理煙氣量偏差大煙氣量偏差大等問題。特別是在優(yōu)化運(yùn)行及超凈排放改造的背景下，煙風(fēng)系統(tǒng)流場設(shè)計問題與設(shè)備匹配的矛盾日益突出，需要引起我們的重視。概述3鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題流場不均導(dǎo)致流量測點(diǎn)失準(zhǔn)流場不均導(dǎo)致流量測點(diǎn)失準(zhǔn)流場設(shè)計導(dǎo)致局部磨損流場設(shè)計導(dǎo)

2、致局部磨損煙風(fēng)流場設(shè)計導(dǎo)致分配失衡煙風(fēng)流場設(shè)計導(dǎo)致分配失衡數(shù)值仿真計算分析方法及改造實例數(shù)值仿真計算分析方法及改造實例附：主煙風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化附：主煙風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化41、 流場不均導(dǎo)致測點(diǎn)失準(zhǔn)鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題1） 一次風(fēng)流量測點(diǎn)失準(zhǔn) 一次風(fēng)流量測點(diǎn)失準(zhǔn)的危害直接危害：直接危害：1）為防止磨煤機(jī)堵塞，磨煤機(jī)大風(fēng)量運(yùn)行，加劇磨煤機(jī)磨損、煤粉細(xì)度失控及導(dǎo)致排煙溫度升高；2）失準(zhǔn)的一次風(fēng)量測量，導(dǎo)致無法發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確診斷制粉系統(tǒng)問題。5鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題間接危害：間接危害： 對于雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)，容量風(fēng)量的測量質(zhì)量直接影響到入爐燃料量的計算，是決定機(jī)組協(xié)調(diào)

3、品質(zhì)的重要基礎(chǔ)參數(shù)之一。 對于中速磨煤機(jī)，風(fēng)量測量品質(zhì)是磨煤機(jī)風(fēng)量自動的基礎(chǔ)，風(fēng)量煤量增值匹配是燃料入爐時間計算的保證。也是影響機(jī)組協(xié)調(diào)品質(zhì)的重要參數(shù)之一。 6鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題7鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題風(fēng)量熱風(fēng)門開度8鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題9鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題 二次風(fēng)流量測點(diǎn)失準(zhǔn)直接危害：直接危害： 風(fēng)量測點(diǎn)示值偏差大，運(yùn)行人員無所適從。間接危害：間接危害： 風(fēng)量自動品質(zhì)差，機(jī)組協(xié)調(diào)控制受影響。10鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題52.9%340t/h50.2%284t/h90.7%25

4、0.2t/h90.3%234.2%112、 流場不均導(dǎo)致局部磨損問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題1） 煙道和支撐局部磨損嚴(yán)重磨損孔洞磨損12鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題2） 催化劑局部磨損嚴(yán)重133、 流場設(shè)計導(dǎo)致煙氣量分配問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題1）除塵器處理煙氣量不均 除塵器由于其入口煙道設(shè)計問題，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)除塵器各室處理煙氣量偏差超過20%的情況，多數(shù)是中間的兩室處理煙氣量偏大。最直觀的除灰倉泵出力差異大。14鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題危害：危害：1）處理煙氣量較大的除塵器室排放升高，總體降低除塵器除塵效果。尤其在超

5、凈排放的背景下，應(yīng)引起重視。2）輸灰系統(tǒng)區(qū)域性處理負(fù)荷加重，在偏差比較嚴(yán)重的情況下將導(dǎo)致落灰斗長期高料位，危害除塵器的安全運(yùn)行。3）對于袋式除塵器（電袋），負(fù)荷較重的區(qū)域會導(dǎo)致壽命降低。15鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題2）除塵器處理煙氣量不均16鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題危害：危害： 靠近吸入口處的花板通流量較大，袋子壽命明顯縮短。174、 數(shù)值仿真計算分析方法及改造實例鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題1） 流量測點(diǎn)失準(zhǔn)問題 其根本原因在于風(fēng)道轉(zhuǎn)向而導(dǎo)致的流場不均。對于磨煤機(jī)入口風(fēng)量測點(diǎn)，冷熱風(fēng)混合導(dǎo)致的溫度場不均也有較大影響。 目前采用的解決方法

6、是采用陣列式風(fēng)量測量原件，雖在一定程度上修正了流場不均導(dǎo)致的測量失準(zhǔn)，但仍達(dá)不到要求。18鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題 磨煤機(jī)入口風(fēng)道流場改造改造措施：1、熱風(fēng)進(jìn)口增加導(dǎo)流板2、冷風(fēng)進(jìn)口增加導(dǎo)流板3、混合風(fēng)道增加整流器19鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題測點(diǎn)斷面速度場改前改后20鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題測點(diǎn)斷面速度場改前改后21鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題測點(diǎn)斷面溫度場改前改后22鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題流量測點(diǎn)波動情況動壓均方差的相對偏差23鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題 二次風(fēng)道流場問題速度云

7、圖24鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題壓力云圖25鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題26鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題27鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題28鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題29鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題30鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題2） SCR催化劑區(qū)域磨損問題 SCR煙道轉(zhuǎn)向較多，部分機(jī)組電廠存在煙道突擴(kuò)突縮現(xiàn)象，導(dǎo)致SCR區(qū)域煙氣場不均問題。31鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題32鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題改造前煙氣場測試（速度）改造前煙氣場測試（

8、速度） A、B側(cè)煙道寬度11800mm煙道高度3600mm位置：脫硝入口水平煙道流速基本均勻，流速基本均勻，15m/s15m/s擾動，藍(lán)色靠近底部，速度偏高擾動，藍(lán)色靠近底部，速度偏高 33鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題改造前煙氣場測試（灰濃度）改造前煙氣場測試（灰濃度） A、B側(cè)煙道寬度11800mm煙道高度3600mm位置：脫硝入口水平煙道額定負(fù)荷，脫硝入口水平段，四周貼壁位置濃度較高，煙道中部濃度較低，飛灰濃度額定負(fù)荷，脫硝入口水平段，四周貼壁位置濃度較高，煙道中部濃度較低，飛灰濃度分布非常不均勻。分布非常不均勻。0.8m0.8m處，濃度偏高，所占比重較大。處，濃度偏高，所

9、占比重較大。1.8m1.8m處最低。處最低。 34鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題改造前后流場數(shù)值模擬（速度）改造前后流場數(shù)值模擬（速度）改造前改造后35鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題改造前后流場數(shù)值模擬（灰濃度）改造前后流場數(shù)值模擬（灰濃度）1.慣性富集、上升段高速攜帶，不易擴(kuò)散 2.進(jìn)行大量的模擬工況，最終基于兩點(diǎn)采取措施：（1）阻止顆粒貼壁富集，（2）水平段顆粒濃度上移。 改造前改造后36鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題改造后煙氣場測試（速度）改造后煙氣場測試（速度） 位置：脫硝入口水平煙道A、B側(cè)煙道寬度11800mm煙道高度3600mm1、經(jīng)過導(dǎo)

10、流板優(yōu)化后，脫硝入口煙道水平段煙氣流速分布均勻性較好,(在15m/s左右)。 2、改造前后流速均勻性指標(biāo)相對均方根分別為0.133和0.136，導(dǎo)流裝置改造后流速分布變化不大，其均勻性與改造前基本一致，與?；Y(jié)果相符。 37鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題改造后煙氣場測試（灰濃度）改造后煙氣場測試（灰濃度）改造前改造后 從改造后圖中看出，A、B側(cè)0.8m藍(lán)色線與另外兩條線相比，高值明顯減少，濃度明顯降低，而2.8m黃色線相比另外兩條線，濃度是升高的。1.8m紅色線濃度也改變了改造前明顯偏低的規(guī)律，濃度和底部，上部相比，大致相當(dāng)。 脫硝系統(tǒng)導(dǎo)流板改造使飛灰顆粒濃度在煙道斷面上的分布規(guī)

11、律發(fā)生了明顯變化，煙道下部飛灰濃度降低，煙道中部和上部飛灰濃度升高，飛灰顆粒向煙道上部移動。該試驗結(jié)果與導(dǎo)流板改造的設(shè)想及模擬結(jié)果相吻合，實現(xiàn)了導(dǎo)流板改造的目的。 位置：脫硝入口水平煙道38鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題3） 除塵器流場設(shè)計問題 各室處理煙氣量和灰量的偏差問題39鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題改造前改造前 煙氣量質(zhì)量流量占比分別為54%、46%，飛灰濃度分別為27.6g/Nm3,26.0g/Nm3，飛灰量分別為22.7t/h，18.3t/h。改造后改造后煙氣量質(zhì)量流量占比分別為50.5%、49.5%，飛灰濃度分別為25.2g/Nm3,27.2g/Nm3，飛灰量分別為19.5t/h，20.5t/h。改造后比改造前均勻度大幅提高。40鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題 均布板局部磨損問題41鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題 均布板局部磨損問題漩渦30m/s沖刷磨損除塵器入口彎道42鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題435、 附：主煙風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化鍋爐煙風(fēng)道流場設(shè)計問題鍋爐