基于660MW火电机组脱硝电加热器均匀加热关键技术研究应用

基于 660MW火电机组脱硝电加热器均匀加热关键技术研究应用

魏大帅

华润新能源投资有限公司随州分公司湖北 随州 441300

摘 要：随着火电行业的持续发展，发电厂各项排放参数在逐步调整、优化，特别是氮化物的排放要求日益严格，其中脱硝电加热器安全稳定运行是脱硝系统正常运转的关键，针对实际运行时脱硝电加热频繁出现加热不均状况，进行660MW火电机组脱硝电加热器均匀加热关键技术研究，实施应用，彻底解决隐患，实现火电厂脱硝系统本质安全运行。

关键词：火电机组；脱硝；电加热；均匀；加热

0 前言

随着环保要求日益严格、标准逐步严谨，火电厂脱硝设备的可靠性运转面临挑战越来越大，特别是电加热系统作为主要附属设备，其重要性愈发凸显。在脱硝系统正常运行时，电加热为流体加热，保证流体的温度满足介质分解要求。

1 概况

某发电公司3号炉脱硝电加热及其附属设备属于北京洛卡环保技术有限公司生产。电加热器额定容量1000KW，DN700加热器壳体^[1]，壳体结构见图1，使用380V工作电压进行驱动运行，1000KW电加热器共分20单元组，每单元组50KW。2018年9月份频繁出现脱硝电加热器电流到零，就地控制柜面板指示灯电加热器“事故跳闸”灯亮，DCS监控画面无电加热器跳闸首出现象。出现此种情况后，按照技术说明及其它常规手段检测，均为发现其它异常，试启动脱硝电加热正常。

图1：脱硝电加热本体结构图

自此后，电加热器跳闸现象往返出现，严重干扰环保设备的安全稳定运行，每次停运均造成机组负荷的迫降、氮氧化物的排放超过限值。

2 现状分析

针对现场实际，从问题出发，逐步进行分解、论证，对660MW火电机组脱硝电加热运行中跳闸并无故障报警现象，进行专业研究。

从设备控制和逻辑分析两个方面论证，初步分析原因为：电加热运行时一次风流量不稳定，某一时间波动较大，一次风流量温度不满足保护设定值，触发电加热器联锁信号点，回路控制，PLC程序自动发出指令停止电加热器运行。

针对原因分析，进一步确定了优化的方向，即对3号炉脱硝电加热器运行中跳闸PLC程序及电气控制回路进行优化，达到连锁信号与保护信号分开实现功能，合理布置就地电加热器的启停顺序，实现电加热器加热均匀，消除温差较大现象。

3 加热关键技术应用

针对设备及控制原理科研分析，为解决运行中跳闸无报警首出和加热不均现象，从程序控制和设备属性层次推进，进一步优化，创新性的提出针对性解决方案，实施数次模拟验证符合设计和规范要求，进行关键技术应用，分两步进行：脱硝电加热器就地控制柜PLC程序改进和电加热器本体接线端子短接线优化^[2]。

第一层次进行脱硝电加热器就地控制柜PLC程序改进，修改PLC内部程序，定义相应PLC连锁通道DO0.6为电加热器启动允许条件通道，接收来至DCS的启动允许条件指令。PLC备用连锁通道DO0.7为备用通道，短接处理。

修改应用后实现功能：

1、电加热器处于停止状态，当启动允许条件指令存在时，就地允许启动电加热器；当启动允许条件指令不存在时，就地禁止启动电加热器。

2、电加热器运行时，启动允许条件指令动作与否不影响电加热器正常运行。

3、电加热器正常运行时跳闸功能由组态内跳闸指令完成，当满足跳闸条件后，DCS即发出“电加热器停止指令”通过“停止指令”停就地设备。

另一层次进行脱硝电加热器本体接线端子短接线创新优化，1000KW电加热器共分20单元组，每单元组50kW。每一个单元组由U-V/U-W/V-W（星型接法）三相组成，设计采用U-V/U-W/V-W三相均匀分布在法兰圆周方式，见图2，达到内部加热管加热更加均匀，结合进一步优化PLC程序达到筒体受热均匀，实现完美加热过程。

图2：电加热器就地法兰短接线图

每个单元组三相以120度夹角分布在法兰圆周上，即加热管均布在筒体内部，达到加热均匀目的，按照设计合理投入20组单元组的先后顺序，单元组分布情况见图5，受热更加均匀。

图3：颜色完全相同表示为一个单元组

4 应用效果

660MW火电机组脱硝电加热器均匀加热关键技术研究应用，通过脱硝电加热器就地控制柜PLC程序改进和电加热器本体接线端子短接线优化后，该发电公司3号炉脱硝电加热设备运行稳定^[3]，本体不同部位温度均匀，未出现大幅波动异常状况，切实为脱硝系统的安全可靠运转打下坚实基石，值得同类型660MW火电机组借鉴应用。

参 考 文 献

[1] 李益民，王金瑞，刘树涛等．DL/T 882-2004《火力发电厂金属专业名词术语》[S].北京:中华人民共和国国家发展和改革委员会发布，2004.

[2] Q/CDT 107 001-2005 《电力设备交接和预防性试验规程》

[3] 倪瑞龙，梅挺毅，戚永康等．DL/Z 870-2004《火力发电企业设备点检定修管理导则》[S].北京:中华人民共和国国家经济贸易委员会发布，2004.

作者简介：

魏大帅（1986年- ），男，本科，工程师，华润新能源投资有限公司随州分公司运检部电气岗，主要研究方向风力发电电气设备管理 Email：851047945@qq.com 手机号：18738678179

2