600MW超臨界機(jī)組脫硫系統(tǒng)調(diào)試問(wèn)題探討

白東海，賈峰生，孫昌雯

（山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

600MW超臨界機(jī)組脫硫系統(tǒng)調(diào)試問(wèn)題探討

白東海，賈峰生，孫昌雯

（山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

闡述了山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司古交發(fā)電廠二期脫硫調(diào)試過(guò)程中所遇到的煙氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、煙氣換熱器（GGH）吹灰控制實(shí)現(xiàn)和脫硫設(shè)計(jì)等問(wèn)題，分析了問(wèn)題發(fā)生的原因，提出了相應(yīng)的解決措施。

石灰石-石膏濕法；煙氣脫硫；煙氣換熱器

0 引言

SO2排放是造成大氣環(huán)境污染及酸雨不斷加劇的主要原因。近年來(lái)，國(guó)家出臺(tái)了一系列促進(jìn)火電廠SO2控制的法規(guī)政策，2005年5月19日，國(guó)家發(fā)改委下發(fā)了《關(guān)于加快火電廠煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見(jiàn)》的文件，規(guī)范了火電廠脫硫的相關(guān)措施，細(xì)化和明確了不同類(lèi)型火電機(jī)組脫硫裝置的選擇原則，進(jìn)一步加大了火電廠SO2污染防治的力度[1]。隨著我國(guó)電力行業(yè)污染物的國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，對(duì)于新建或擴(kuò)建電廠均要求必須安裝脫硫裝置。目前我國(guó)電力行業(yè)300MW以上機(jī)組安裝的脫硫裝置大部分都采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝是目前世界上采用最多最先進(jìn)的一項(xiàng)脫硫技術(shù)，近幾年，隨著我國(guó)越來(lái)越多的電廠脫硫裝置投入運(yùn)行，在濕法脫硫方面的技術(shù)總結(jié)及消化取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

1 脫硫系統(tǒng)概述

山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司古交發(fā)電廠二期擴(kuò)建工程（2×600MW機(jī)組）煙氣脫硫工程采用石灰石-石膏濕式煙氣脫硫FGD（Flue Gas Desulfurization）工藝（見(jiàn)表1），鍋爐燃燒設(shè)計(jì)煤種在鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量BMCR（Boiler Maximum Continue Rate）工況下保證脫硫效率不低于95%。煙氣脫硫系統(tǒng)采用一爐一塔典型布置結(jié)構(gòu)，每套脫硫裝置設(shè)置1臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)、1套煙氣換熱器GGH（GasGasHeater）系統(tǒng)、1套吸收塔系統(tǒng)。從鍋爐來(lái)的原煙氣經(jīng)過(guò)增壓風(fēng)機(jī)升壓后進(jìn)入GGH系統(tǒng)進(jìn)行降溫處理，降溫后的煙氣再進(jìn)入吸收塔與塔內(nèi)的石灰石-石膏漿液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)洗滌后的凈煙氣經(jīng)過(guò)除霧器除去其中大部分水蒸氣再次進(jìn)入GGH系統(tǒng)進(jìn)行升溫至80℃，最后經(jīng)過(guò)煙囪排放入大氣中。

表1 FGD系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

2 脫硫系統(tǒng)調(diào)試問(wèn)題分析

山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司古交發(fā)電廠二期擴(kuò)建工程（2×600MW機(jī)組）煙氣脫硫工程通過(guò)調(diào)試，各系統(tǒng)均能正常運(yùn)行，系統(tǒng)各性能參數(shù)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在該項(xiàng)目的調(diào)試過(guò)程中，主要發(fā)現(xiàn)以下一些問(wèn)題。

2.1 煙氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)問(wèn)題

在線(xiàn)式煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)CEMS（Continuous Emission Monitoring）能夠?qū)潭ㄊ綗煔馕廴驹此欧诺亩趸蚝蜔焿m濃度和排放總量進(jìn)行連續(xù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，使用戶(hù)能夠了解所購(gòu)燃煤的質(zhì)量，隨時(shí)掌握鍋爐和除塵脫硫設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)采取對(duì)策降低污染物的排放，減少排污費(fèi)?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)原則上應(yīng)安裝在脫硫除塵器后、引風(fēng)機(jī)前的負(fù)壓區(qū)，前后應(yīng)有足夠的直管段?？捎捎诂F(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地所限，測(cè)點(diǎn)安裝位置無(wú)法滿(mǎn)足要求，導(dǎo)致煙氣流量和SO2濃度測(cè)量不準(zhǔn)，所以CEMS系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的數(shù)值及由其算出的脫硫率只能在運(yùn)行時(shí)起到參考作用或?qū)υ诰€(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)值嘗試系數(shù)修正。

2.2 GGH吹灰控制實(shí)現(xiàn)問(wèn)題

GGH清潔裝置系統(tǒng)為脫硫裝置的一部分，主要為GGH煙氣加熱器清潔工具，去除加熱器中的灰塵或結(jié)垢，讓煙氣加熱器能夠更好地進(jìn)行熱交換。本系統(tǒng)主要有兩部分組成：GGH清潔裝置、清潔裝置管路系統(tǒng)。該套GGH清潔裝置帶就地控制柜，原先設(shè)計(jì)為就地可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller）控制，現(xiàn)采用分散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）實(shí)現(xiàn)（見(jiàn)圖1），可節(jié)省費(fèi)用近百萬(wàn)。GGH清潔裝置的工作介質(zhì)為低壓水、蒸汽、高壓水。低壓水和蒸汽共用1套管路，高壓水用1套管路。低壓水和蒸汽管路分由獨(dú)自的水源及汽源引出后，經(jīng)各自的閥門(mén)組件再合并為1條管路，進(jìn)入清潔裝置本體閥門(mén)。高壓水管路由高壓水泵引出后，分為兩路，分別進(jìn)入上清潔裝置及下清潔裝置。清潔裝置蒸汽吹掃為熱態(tài)時(shí)使用，低壓水為停爐時(shí)，清潔裝置進(jìn)行低壓水沖洗只能進(jìn)行就地手動(dòng)。在蒸汽吹掃和高壓水沖洗時(shí)由遠(yuǎn)方DCS控制。清潔裝置的動(dòng)作原理為前進(jìn)間歇式、后退直動(dòng)式，前進(jìn)時(shí)裝有多個(gè)噴嘴的嘴管從加熱器外側(cè)向前移動(dòng)至加熱器中心作逐步吹掃，吹灰管每前進(jìn)一步，即中止移動(dòng)，對(duì)熱交換面作一次或多次環(huán)狀吹掃，可使每個(gè)區(qū)域得到有效吹掃（見(jiàn)圖1）。

圖1 清潔裝置動(dòng)作原理D C S實(shí)現(xiàn)

2.3 脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題

a）古交冬季平均氣溫較低，現(xiàn)場(chǎng)管道未設(shè)計(jì)伴熱帶，后增加，但設(shè)計(jì)為管道同向布置且只有1根，根本不能滿(mǎn)足運(yùn)行防凍需要。以后設(shè)計(jì)北方項(xiàng)目，最好采用纏繞形式。而且所有管道都必須伴熱，即使常流水管道在北方也很容易上凍，包括水流指示器等也要采取防凍措施。

b）電氣熱控專(zhuān)業(yè)溝通不夠。電氣設(shè)計(jì)的部分開(kāi)關(guān)柜在3號(hào)電氣開(kāi)關(guān)室（3號(hào)石灰石漿液泵、事故漿液泵、攪拌器等），而熱控的控制方式設(shè)計(jì)在4號(hào)DCS。該設(shè)計(jì)造成現(xiàn)場(chǎng)施工不方便，容易造成誤解。

c）公用系統(tǒng)設(shè)備（事故漿液箱設(shè)備） 應(yīng)該設(shè)計(jì)在公用電機(jī)控制中心MCC（Motor Control Center）段，不能為了節(jié)省電纜放在獨(dú)立段上，造成獨(dú)立段檢修時(shí)公用設(shè)備不能正常運(yùn)行。

d）專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員溝通不夠。旁路擋板門(mén)工藝專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)為上部開(kāi)關(guān)型下部調(diào)節(jié)型，但熱控設(shè)計(jì)為上部調(diào)節(jié)型下部開(kāi)關(guān)型。筆者傾向于后種方式，正常運(yùn)行時(shí)一般先關(guān)開(kāi)關(guān)型擋板門(mén)后關(guān)調(diào)節(jié)型擋板門(mén)，而下部煙道比較容易積灰，如果將下部擋板門(mén)設(shè)計(jì)成調(diào)節(jié)型，當(dāng)擋板門(mén)緩慢關(guān)閉時(shí)容易造成卡澀而不能關(guān)到位。

e）專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員溝通不足。很多設(shè)備沒(méi)有設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)柜。就該事聯(lián)系相關(guān)設(shè)計(jì)人員得知，在電氣設(shè)計(jì)結(jié)束后，工藝專(zhuān)業(yè)又增加了十幾臺(tái)負(fù)荷，造成電氣設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)柜嚴(yán)重不足。

f）系統(tǒng)分類(lèi)不合適。該工程儀用空氣、冷卻水等系統(tǒng)不能作為公用系統(tǒng)考慮。3號(hào)、4號(hào)（脫硫系統(tǒng)的儀用空氣系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)都是相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，所以也要相應(yīng)歸屬于各自系統(tǒng)。只有石膏脫水系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)才能歸類(lèi)為公用系統(tǒng)。

g）煙氣系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)入口壓力設(shè)計(jì)為1個(gè)點(diǎn)，增壓風(fēng)機(jī)出口壓力設(shè)計(jì)為3個(gè)點(diǎn)，做邏輯時(shí)采用風(fēng)機(jī)出口壓力三取二選擇。從設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)角度考慮，不妥。原則上增壓風(fēng)機(jī)入口應(yīng)該設(shè)計(jì)3個(gè)壓力點(diǎn)。

h）濾餅沖洗水完全可以用工藝水直接沖洗，不用設(shè)計(jì)濾餅沖洗水箱。濾餅沖洗水箱傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為濾布沖洗回流水，含固量相對(duì)較高，容易在水箱底部沉淀造成堵塞，而且濾餅沖洗水量較小不會(huì)對(duì)系統(tǒng)水平衡產(chǎn)生影響，建議取消。

i）配置濃石灰乳不方便。濃石灰乳制備箱較高，在配置濃石灰乳時(shí)需要人工將石灰石粉扛運(yùn)至制備箱頂上再倒入箱中才能完成配置，人工耗量較大，最好設(shè)計(jì)制備箱為下沉式，利于配置。

j）石膏樓集液坑泵設(shè)計(jì)只有1臺(tái)而煙囪集液坑泵設(shè)計(jì)2臺(tái)。石膏樓系統(tǒng)排水較多，集液坑泵啟停相對(duì)比較頻繁，所以最好設(shè)計(jì)2臺(tái)泵；而煙囪集液坑泵相對(duì)較少，啟停周期長(zhǎng)，只要1臺(tái)泵就可以滿(mǎn)足運(yùn)行要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

電廠脫硫系統(tǒng)的調(diào)試，是面臨的新課題[2]。通過(guò)對(duì)古交脫硫項(xiàng)目調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析及采取措施進(jìn)行優(yōu)化，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行性能，同時(shí)也為同類(lèi)機(jī)組脫硫工程的調(diào)試及運(yùn)行積累了經(jīng)驗(yàn)。

［1］ 焦路峰.山西省燃煤電廠脫硫現(xiàn)狀分析及對(duì)策研究［J］.山西電力，2005（5）:56-57，63.

［2］ 張保瑞，安國(guó)銀.電廠煙氣脫硫調(diào)試實(shí)踐［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2005:31-35.

Problems in the Commissioning Process of Flue Gas Desulfurization System in Supercritical Unit

BAI Dong-hai，JIA Feng-sheng，SUN Chang-wen
（Shanxi Electirc Power Research Institute，Taiyuan，Shanxi030001，China）

This article gives an illustration on the problems during the commissioning of flue gas desulfurization system in Gujiao Power Plant，including flue gas on-line monitoring，the realization of GGH blowing control and desulfurization design etc..The reasons for the problems are analyzed and corresponding solutions are put forward.

wet limestone-gypsum method；flue gas desulfurization；gas-gas heater

TK323

B

1671-0320（2012）05-0046-03

2012-06-17，

2012-07-16

白東海（1980-），男，山西太原人，2007年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電子信息專(zhuān)業(yè)，碩士，工程師，從事熱工調(diào)試研究工作；

賈峰生（1978-），男，山西平遙人，2004年畢業(yè)于太原理工大學(xué)控制理論和工程專(zhuān)業(yè)，碩士，工程師，從事熱工調(diào)試研究工作；

孫昌雯（1984-），女，天津人，2006年畢業(yè)于山西財(cái)經(jīng)大學(xué)電子商務(wù)專(zhuān)業(yè)和經(jīng)貿(mào)英語(yǔ)專(zhuān)業(yè)，雙學(xué)士，助理工程師，從事熱工調(diào)試研究工作。