重慶發(fā)電廠脫硫控制系統(tǒng)改造

李 梅，謝碧蓉，朱紅綾

(1.重慶電力高等?？茖W校，重慶400053;2.重慶發(fā)電廠，重慶400053)

0 引言

重慶發(fā)電廠2×200MW機組脫硫裝置系全套引進德國脫硫設備和脫硫技術，是在2臺200MW機組配套的鍋爐上，安裝一套共用的濕式石灰石——石膏法煙氣脫硫裝置，該裝置主要包括煙氣處理系統(tǒng)、石灰石漿制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水供應系統(tǒng)及相應的電氣和監(jiān)控系統(tǒng)。2000年10月投入試運行以來，通過對運行設備不斷消化吸收，優(yōu)化和完善，設備投入率不斷提高，二氧化硫排放量逐年減少，為改善重慶市大氣環(huán)境質(zhì)量起到了較大作用。近年來，由于該裝置及配套使用的DCS系統(tǒng)的硬件已經(jīng)老化，又缺少備品備件，嚴重影響脫硫的質(zhì)量和效率，導致環(huán)保數(shù)據(jù)不達標，發(fā)電量降低，經(jīng)濟效益下降顯著。

1 濕法煙氣脫硫工藝流程

來自電除塵器的煙氣在軸流式增壓風機的作用下，經(jīng)各自的原煙氣擋板匯合后進入吸收塔，煙氣自下向上流動，被向下噴淋的石灰石漿液微滴洗滌。噴淋層有4層，分別對應4臺循環(huán)泵。循環(huán)泵將吸收塔反應池底部的漿液打到噴淋層，通過噴嘴霧化，使氣液充分接觸、反應，吸收煙氣中的酸性氣體SO2、SO3、HF和HCL。新鮮的石灰石漿液補充到2個對應上層噴淋層的循環(huán)泵出口。煙氣中的SO2與水和石灰石反應生成CaSO3，除少量的CaSO3被煙氣中的氧自然氧化外，大部分在吸收塔反應池中被氧化風機鼓入的空氣氧化生成石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去攜帶的漿霧后，進入再熱器，被蒸汽加熱至80℃以上，然后由煙囪排入大氣。

2 控制系統(tǒng)存在的問題

2.1 脫硫環(huán)保數(shù)據(jù)不達標

重慶電廠脫硫控制系統(tǒng)采用Siemens公司TELEPERM XP分散控制系統(tǒng)，由自動控制、操作監(jiān)視和工程師站組成。由于其生產(chǎn)于上世紀九十年代，內(nèi)存很小，早已不能滿足國家環(huán)保節(jié)能減排要求的“脫硫技術參數(shù)至少需要保存三個月以上的歷史數(shù)據(jù)”的要求。如果環(huán)保數(shù)據(jù)不達標，就必須降低發(fā)電量，直到環(huán)保數(shù)據(jù)達標為止。這樣就會造成經(jīng)濟效益顯著下降。

2.2 脫硫電動執(zhí)行器經(jīng)常損壞

脫硫吸收塔除霧器是脫硫工藝的最后一道工序，脫硫后的凈煙氣將從除霧器中通過進入煙道，所以會粘上石膏漿液和霧氣，需要隨時進行沖洗，因此設計有沖洗水門四十個，而控制沖洗水門的電動頭均采用德國進口的AUMA電動執(zhí)行器。這些執(zhí)行器運行了近十年，并且是脫硫工藝中的關鍵環(huán)節(jié)，動作頻繁，導致沖洗水閥門磨損，經(jīng)常會損壞，需要及時更換。但AUMA執(zhí)行器要求使用配套的進口蝶閥，使用國產(chǎn)蝶閥，因性能無法滿足其要求，會導致執(zhí)行器損壞。目前已有多個執(zhí)行器帶病運行，嚴重影響脫硫的質(zhì)量和效率，必須更換。

3 控制系統(tǒng)改造措施

3.1 脫硫DCS系統(tǒng)改造

由于該系統(tǒng)是原裝德國全套進口設備，升級換代成本非常高。經(jīng)過考察后決定利用主機現(xiàn)有的DCS控制系統(tǒng)，將脫硫環(huán)保參數(shù)從脫硫TXP系統(tǒng)中引出，送入主機DCS系統(tǒng)進行處理保存，這樣就可以隨時調(diào)用三個月以上的環(huán)保歷史數(shù)據(jù)，完全滿足了節(jié)能減排的要求。

將從現(xiàn)場送到脫硫系統(tǒng)FGD控制室的環(huán)保參數(shù)采用一分二的方法再送到主機控制室，如圖1所示。在脫硫控制室安裝一分二的電流隔離器，將現(xiàn)場送來的環(huán)保信號一分為二，一組仍然送到脫硫OT上進行監(jiān)控，另外一組則經(jīng)過電纜送到主機控制室，當需要時可隨時調(diào)用環(huán)保數(shù)據(jù)。

圖1 Ⅰ/Ⅰ一分二隔離器示意圖

由于脫硫的卡件接線方式為繞線式，沒有端子連接，如想從中接出信號很困難。為了不破壞原有的線路，隔離器的接線方式采用了兩種方法:TXP的AO信號采用一進二出的方式，AI信號則采用一進一出的串聯(lián)方式。這樣既不破壞卡件的繞線，又將信號接出，成功地解決了這個問題。

3.2 更換脫硫電動執(zhí)行器

由于德國進口的AUMA執(zhí)行器價格昂貴，且與閥門配套，沒有備品更換，成本太高。為節(jié)約成本，決定選用價格適宜的國產(chǎn)SDJ角行程閥門電動執(zhí)行機構。

脫硫使用的TXP控制系統(tǒng)要求，當閥門關閉時關限位信號先到，關力矩信號后到，否則會產(chǎn)生報警。采用的揚州電動頭只有4個限位開關，兩開兩關，如圖2所示。沒有力矩開關限位，這樣在運行中會產(chǎn)生報警。針對此種情況，將揚州電動頭的四個開關中的S3設為關限位信號，S1設為關力矩(使用閉點)，將S1的動作時間調(diào)整為稍遲于S3的動作時間，形成一個假力矩，即關限位S3先動作，關行程S1后動作，不同之處在于前者接受開點信號，后者接受閉點信號。這樣，電動頭完全可以正常動作，滿足了生產(chǎn)上的要求，且節(jié)約了大量的資金。需要注意的是，調(diào)整關信號時要特別小心，一定要調(diào)整到閥門剛好關完的位置。

圖2 SDJ電動執(zhí)行機構結構原理圖

改造的關鍵技術主要有如下幾點:

(1)國產(chǎn)執(zhí)行器和DCS系統(tǒng)控制信號、狀態(tài)信號二次回路的改造。揚州執(zhí)行器接線方式與控制方式均與AUMA執(zhí)行器不同，為了實現(xiàn)控制，經(jīng)過反復論證，研究出一套適合揚州執(zhí)行器的二次接線方式。用S2與S3微動開關作為開關限位，S1與S4微動開關作為開關力矩，且將S1與S4的動作時間調(diào)整為延遲于S2與S3的動作時間，形成一個類似于原AUMA執(zhí)行器的“力矩關”信號，這樣，在不改變控制邏輯的情況下，DCS才會確認系統(tǒng)正常。

(2)機械連接方式的改造。設計制作了多方向連接器來解決國產(chǎn)電動執(zhí)行器與原有進口閥門、國產(chǎn)閥門的連接器改造。AUMA執(zhí)行器使用花鍵連接，連接的角度非常多，360度均可。但是揚州電動頭就只有一個方向，銜接不匹配，因此將連接鍵位增加了三個鍵槽，這樣可以四個方向調(diào)整，連接起來就比以前容易多了。

4 結束語

通過DCS記錄系統(tǒng)的改造，保證了環(huán)保指標的全面完成;脫硫電動執(zhí)行器改造，實現(xiàn)了設備安全運行。此次脫硫系統(tǒng)的改造，不但取得了良好的經(jīng)濟效益，而且對緩解重慶市的酸雨污染及降低溫室效應起到了更大的作用。

［1］毛純?nèi)?重慶發(fā)電廠2×200MW機組煙氣脫硫工藝［J］.四川電力技術，2000，(1).

［2］何育東 屈小華 王鵬利，等.重慶發(fā)電廠2×200MW機組濕法煙氣脫硫工藝流程分析［J］.電力環(huán)境保護，2001，(4).

［3］賴羽，屈小華.重慶發(fā)電廠煙氣脫硫裝置吸收塔漿液的氧化效果問題及改進措施［J］.熱力發(fā)電，2002，(2).

［4］閆軍，何育東.燃用高硫煤脫硫裝置存在的問題及其解決措施［J］.熱力發(fā)電，2006，(11).