潘俊斌

(广西电力工业勘察设计研究院，广西 南宁 530023)

大型火力发电机组烟道布置格局探讨

潘俊斌

(广西电力工业勘察设计研究院，广西 南宁 530023)

本文结合国内已投运和在建的300MW及以上火力发电机组的设计方案，对炉后烟道布置格局进行梳理和探讨，以期为国内后续热电联产机组以及大型火电发电机组建设提供参考和借鉴。

大型火力发电机组；烟道；布置格局。

1 概述

大容量、高参数的大型火力发电机组是国际火电技术发展的一个趋势，主厂房优化布置是国内各大电力设计院的一个工作重点；炉后烟道的布置格局对于大型火力发电机组的主厂房优化设计，有着举足轻重的作用。本文结合国内已投运和在建的300MW及以上火力发电机组的设计方案，对炉后烟道布置格局进行梳理和探讨，以期为国内后续大型火力发电机组建设提供参考和借鉴。

2 空预器出口至除尘器入口烟道布置

为满足日益严格的环保排放要求，目前国内新建大型火电机组均同步建设或预留烟气脱硝装置，从而空预器有两种布置方案：布置在锅炉尾部烟道省煤器下方、拖出布置在脱硝装置下方。空预器出口烟道相应处于脱硝构架范围内或独立的烟道构架当中。由于存在构架布局的差异，以及机组容量大小相应空预器与除尘器接口水平距离的差异，不同工程出于布置、导流等方面的考虑，空预器出口烟道垂直段有分支与合并布置两种实例。

2.1 空预器出口烟道分支布置

每台空预器出口即设分流三通管分流为两股烟气，见图1。

图1 空预器出口即分流烟气(平面图，330MW机组，已竣工投产)

该方案进入除尘器的各路烟气分配较为均衡，有利于除尘器负荷的均衡分配。

2.2 空预器出口烟道合并布置

每台空预器出口所接烟道仅设一路垂直段，至除尘器入口标高的水平段才分流为两股烟气进入除尘器，见图2。

图2 每台空预器出口烟道仅设一路垂直段(平面图)

该方案易于布置管路及设计支吊架，较为节省管材，特别适合在受脱硝构架等外部条件所限的情况；此外如果考虑设置除尘器前水平联络烟道也可以在本方案基础上增设。

该方案在600MW、1000MW机组中应用较多：

图3 空预器出口烟道(平面图，1000MW机组，在建)

3 除尘器出口至引风机入口烟道布置

3.1 常规设计

双室除尘器的双室出口烟道汇合后，垂直向下进入引风机；每炉各台除尘器的垂直段设置水平联络烟道，实现某台引风机故障时其余引风机继续运行。见图4 。

图4 除尘器出口至引风机烟道常规布置(平面图)

3.2 引风机布置在水平烟道下方的紧凑布置设计

该方案是在3.1常规设计的基础之上，考虑到引风机如果按常规的相对于主厂房横向布置方式会占用较大场地面积，因而改为纵向布置引风机。见图5 。

图5 引风机纵向布置(平面图，600MW级机组，在建)

为充分利用烟囱入口水平烟道下方的较大面积空间，进一步压缩A排至烟囱距离以节约用地，可将引风机纵向布置在水平烟道下方，且烟气斜45°角度接入轴流式引风机。见图6。

图6 除尘器出口至引风机紧凑布置图

该方案最大优点在于保证烟囱底部烟道静压不变、方便运行检修维护的前提下节约大量占地：常规设计300MW级机组方案中除尘器末排柱至烟囱中心线距离约26m，而该方案此数据为15m，每台机组节约占地约630m2。此外一台引风机的机壳叶轮和另一台引风机的电机检修起吊设施可以合并使用。该方案已应用于单机330MW规模机组中(已竣工投产)。

4 引风机出口至烟囱入口烟道布置

常规设计

引风机出口烟道接入烟囱进口水平烟道。该段烟道基本为常规布置，见图7。

图7 引风机出口烟道常规布置(侧剖立面)

此外如采用离心式引风机，可有45°风机出口接入烟囱进口烟道、采用圆形烟道、烟囱进口采用非水平烟道等方案变化。其中烟囱进口采用非水平烟道方案相对有利于烟气的抬升，见图8。

图8 烟囱进口采用非水平烟道(正剖立面，300MW已投产)

5 脱硫系统进出口烟道布置

脱硫系统进出口烟道的布置主要有常规的烟囱后布置和近年出现的烟囱前布置两种方案。

5.1 脱硫烟囱后布置

脱硫系统布置在烟囱后，主要源于早期火电机组不设脱硫系统，随着污染物排放限制要求严格，火电机组要求增设脱硫系统，将脱硫系统布置在烟囱后对已建工程影响最小；新建电厂沿用此布置，与主厂房功能、区域划分清晰，设备布置集中，有利于EPC建设模式。

5.2 脱硫烟囱前布置

脱硫烟囱前布置主要是吸收塔出口烟气中心线与烟囱中心线在同一直线上。经调研国内目前已投运的机组中，脱硫烟囱前布置基本应用在取消GGH的方案中， 其实设置GGH时也可以采用烟囱前布置，见图9。

图9 设置GGH的脱硫烟囱前布置(正剖立面，330MW，在建)

该方案主要是在设置GGH的情况下，优化关于GGH的烟道布置，实现GGH、吸收塔与烟囱均在同一直线上，使烟气系统简洁流畅，脱硫系统正常运行时烟气通过吸收塔出来后直接排入烟囱，满足日益严格的环保趋势；并缩短了水平烟道长度。

6 关于袋式除尘器

随着国家对于火电厂大气污染物排放标准的环保要求提高，国内较多大型火电机组项目逐步采用袋式或电-袋组合式除尘器。除尘器的袋侧由于不设置静电除尘器的喇叭口，其所占用空间更小，此处更有布置上的优化余地，可以减少4m以上的长度空间。

7 关于圆形烟道

DL／T 5121－2000《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》推荐“管道截面宜采用圆形。当布置上有困难或由此而增加较多异形件时，可采用矩形……对容量1000t／h级及以上的锅炉机组的烟风道，不受圆形限制。” 采用圆形烟道，金属及保温材料消耗量相对较少，利于放灰、排放酸液，较为美观。在此增加说明的一点是圆形烟道由于其弯头有别于矩形弯头的特殊性，在布置上如恰当运用也有其优势，见图10。

图10 圆形烟道易于实现转向(平面图，330MW，在建)

8 结语

大型火力发电机组的炉后烟道布置格局，对于主厂房的优化有较大的发挥空间。根据不同工程项目的建设条件、业主要求、相关专业协作等因素，因地制宜采用适当的方案，能够最大程度实现布置惠及系统、安装、运行、检修的优化。

[1]范永春，霍沛强．1000MW超超临界机组主厂房布置格局探讨[J]．电力勘测设计，2009，(5)．

Discussion on Layout of Flue Duct Behind Boiler in Large Thermal Power Generation Units

PAN Jun-bin
(Guangxi Electric Power Industry Investigation Design And Research Institute, Nanning 530023, China)

Speci fi c to the over 300MW power generation units that are in operation or under construction, the layout of behind boiler is collated and discussed in this paper.It is hoped that the discussion will provide reference for construction of future cogeneration units and large thermal power generation units.

large thermal power generation units; fl ue duct; layout.

TM621

B

1671-9913(2011)02-0047-03

2011-01-01

潘俊斌(1979- )，男，广西柳州人，工程师，主要从事大型火力发电厂热机设计工作。