煙氣脫硫旁路擋板拆除改造實(shí)踐

李遠(yuǎn)源，李艾嶺

（華能汕頭電廠，汕頭515071）

隨著對(duì)污染物排放控制的日趨嚴(yán)格，對(duì)火電企業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)經(jīng)營帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。現(xiàn)根據(jù)《國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》的最新環(huán)保要求，取消煙氣旁路。為保證脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在吸收塔入口煙道上增加事故噴淋減溫裝置［1］，以保證在事故工況下，吸收塔內(nèi)部件不會(huì)因超溫而損壞。

1 拆除煙氣旁路改造的必要性

目前廣東各地市環(huán)保部門正積極推進(jìn)當(dāng)?shù)匚廴卷?xiàng)目的治理。數(shù)據(jù)顯示，廣東的火電廠、水泥、工業(yè)鍋爐、生活污水是污染物排放的四個(gè)主體，其中火電廠由于發(fā)電量增加了20%和煙氣旁路的結(jié)果，使2011年全省SO2和NOx排放量同比不降反升1.03%和4.90%。為此，2012年底前，廣東要取消1.747×107kW燃煤火電機(jī)組煙氣旁路，完成1.468×107kW火電機(jī)組脫硝改造［2］；2014年底前，現(xiàn)役燃煤火電機(jī)組全部要建成煙氣脫硝工程，完成取消脫硫旁路任務(wù)。

2 技術(shù)改造方案

2.1 拆除旁路煙道擋板

華能汕頭電廠脫硫煙氣旁路擋板拆除后，在拆除煙道中原煙氣擋板和凈煙氣擋板后，形成明顯斷開層，需要在兩側(cè)加裝堵板，其中靠近凈煙氣側(cè)的堵板內(nèi)部涂玻璃鱗片防腐處理，同時(shí)拆除擋板密封風(fēng)機(jī)及其加熱器。

2.2 入口煙道增加事故噴水減溫裝置

2.2.1 增加事故減溫噴淋的重要性

由于煙氣旁路的取消，脫硫吸收塔成為鍋爐煙氣的唯一通道，因此吸收塔的安全運(yùn)行是機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分，必須減少由于脫硫系統(tǒng)的不可靠而導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組停機(jī)的情況，而進(jìn)入脫硫島的煙氣超溫是可能導(dǎo)致脫硫吸收塔故障的一個(gè)重要因素［3］。由于吸收塔的殼體材料為碳鋼，其設(shè)計(jì)溫度為130℃，塔內(nèi)防腐鱗片、橡膠及除霧器最高使用溫度≤85℃；因此為了保證脫硫系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)入吸收塔的煙氣必須≤85℃。由于以上原因，在取消旁路后，必須在吸收塔入口煙道上增加噴水減溫裝置。當(dāng)鍋爐煙氣溫度異常升高或漿液循環(huán)泵全部停運(yùn)時(shí)，安裝在原煙氣煙道中的事故噴淋系統(tǒng)可以對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行噴水降溫，使進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度達(dá)到70℃左右，更好地滿足吸收塔允許的溫度范圍要求。

2.2.2 噴淋裝置設(shè)計(jì)

事故噴淋降溫的原理是利用霧化噴嘴將工藝水變成粒徑很小的水幕，與高溫?zé)煔饨佑|，在短時(shí)間內(nèi)汽化，從而降低煙氣溫度，達(dá)到保護(hù)吸收塔內(nèi)件的目的。

在全廠停電事故工況下，3臺(tái)漿液循環(huán)泵全停，吸收塔入口煙氣溫度≥160℃，煙氣流量不大于1.26×105m3/h，為最不利工況。根據(jù)最不利工況水量，吸收塔內(nèi)煙氣溫度不超過80℃，系統(tǒng)所需最大事故噴淋水量為136t/h；按5min的事故時(shí)間考慮，所需水量為11.5m3。

噴淋供水母管布置在原煙氣進(jìn)入吸收塔前煙道頂部，供水量按136t/h設(shè)計(jì)。供水管道上設(shè)手動(dòng)球閥、水表、壓力表和氣動(dòng)球閥，氣動(dòng)球閥能在失電的狀態(tài)下快速打開。噴淋供水管進(jìn)入煙道內(nèi)部，再分若干支路接噴淋噴嘴。噴嘴向塔內(nèi)布置，噴水范圍布滿煙道截面。由于事故噴淋裝置距吸收塔入口很近，噴淋裝置支架和煙道需采取玻璃鱗片防腐處理。

根據(jù)B＆W公司的規(guī)范要求，事故噴淋布置的位置最好在煙氣流場穩(wěn)定的區(qū)域。由于噴嘴是均布的，只有煙氣在煙道截面上的分布均勻，才能使煙道截面各個(gè)區(qū)域內(nèi)的煙氣能夠均勻冷卻；另外事故噴淋的安裝位置必須離吸收塔入口有一定的距離，由于冷卻需要時(shí)間，足夠的距離才能夠保證煙氣在進(jìn)入吸收塔前降到要求的溫度［4］，而不會(huì)破壞吸收塔內(nèi)防腐層及內(nèi)件。通常噴水減溫所需最小距離為1.5～3m。

該事故噴淋布置在原煙氣進(jìn)入吸收塔前水平煙道處，距離吸收塔入口約2.8m，噴嘴的噴淋方向與煙氣流向一致，事故噴淋時(shí)未蒸發(fā)的水直接進(jìn)入吸收塔漿池。

2.2.3 事故噴淋裝置的動(dòng)作邏輯

噴淋裝置動(dòng)作邏輯見圖1。

圖1 事故噴淋裝置工作邏輯圖

2.3 控制邏輯的變化

2.3.1 增壓風(fēng)機(jī)的控制邏輯

由于該改造工程沒有采用“引增合一”，即保留原有增壓風(fēng)機(jī)。取消旁路擋板后，為保證增壓風(fēng)機(jī)因故跳閘而影響主機(jī)安全運(yùn)行，主機(jī)和脫硫系統(tǒng)之間煙氣通道必須保持暢通。機(jī)組與脫硫系統(tǒng)（FGD）啟動(dòng)的順序必須由原來的先啟動(dòng)主機(jī)再啟動(dòng)FGD改為先啟動(dòng)FGD系統(tǒng)，再啟動(dòng)鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)；機(jī)組停運(yùn)也必須改為先MFT后再停運(yùn)FGD［5］。為保證當(dāng)FGD事故跳閘時(shí)不會(huì)因煙氣通道不暢導(dǎo)致鍋爐MFT，故相關(guān)邏輯必須進(jìn)行修改：

（1）取消MFT跳FGD條件（主機(jī)DCS和脫硫DCS）。

（2）所有漿液循環(huán)泵跳閘，且吸收塔進(jìn)口煙溫大于90℃（三取中）；原延時(shí)2sMFT改為延時(shí)100sMFT。

（3）為保證不因爐膛壓力波動(dòng)大而導(dǎo)致增壓風(fēng)機(jī)跳閘，取消增壓風(fēng)機(jī)入口壓力低MFT保護(hù)，增加增壓風(fēng)機(jī)入口壓力≥0.8kPa（或≤－0.8kPa）時(shí)，其動(dòng)葉由自動(dòng)跳手動(dòng)，以便運(yùn)行人員及時(shí)調(diào)整增壓風(fēng)機(jī)輸出功率。

2.3.2 “脫硫系統(tǒng)已運(yùn)行”及“煙風(fēng)通道已建立”的邏輯判斷

由于改造后FGD投運(yùn)或空氣通道已建立必須優(yōu)先于主機(jī)啟動(dòng)，邏輯應(yīng)作修改：

（1）“脫硫系統(tǒng)已運(yùn)行”條件見圖2。

將引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度作為增壓風(fēng)機(jī)開度的前饋指令。

（2）“鍋爐煙風(fēng)通道已建立”判斷邏輯見圖3。

圖2 “脫硫系統(tǒng)已運(yùn)行”判斷邏輯

圖3 “鍋爐煙風(fēng)通道已建立”判斷邏輯

2.3.3 改造后FGD運(yùn)行效果

改造后的運(yùn)行效果有：

（1）減少了旁路煙氣泄漏，避免了原煙氣直接滲入凈煙氣，脫硫效率比改造前明顯提高。在相同負(fù)荷工況下，脫硫效率提高1%～2%。機(jī)組滿負(fù)荷300MW工況時(shí)，改造前原煙氣SO2質(zhì)量濃度1 973mg/m3，脫硫效率為89.16%；改造后原煙氣SO2質(zhì)量濃度2 085mg/m3，脫硫效率為91.08%。

（2）機(jī)組滿負(fù)荷300MW工況時(shí)，鍋爐總煙風(fēng)量1 016 500m3/h，改造前GGH原煙氣壓差為0.55kPa，改造后GGH原煙氣壓差為0.36kPa。

（3）機(jī)組滿負(fù)荷300MW工況時(shí)，改造前原煙氣溫度113℃，吸收塔入口煙氣溫度87.6℃，經(jīng)GGH換熱后脫硫凈煙氣出口溫度為83.2℃；改造后原煙氣溫度113℃，吸收塔入口煙氣溫度86.5℃，脫硫凈煙氣溫度為80.3℃，改造前后排煙溫度約下降了3K。

（4）GGH吹灰器在不改變?cè)瓉泶祷曳绞降那闆r下，吹灰效果較好，GGH運(yùn)行電流波動(dòng)較小，運(yùn)行也較為平穩(wěn)，一定程度上提高了系統(tǒng)的可靠性。

（5）由于拆除擋板密封風(fēng)機(jī)及加熱器等部分附屬設(shè)備，一定程度上降低了廠用電量。

（6）煙道旁路擋板的拆除，避免了凈煙氣回流，降低了增壓風(fēng)機(jī)能耗。

3 結(jié)語

在全面分析取消脫硫旁路煙道后對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全性影響的前提下，做好相應(yīng)的系統(tǒng)改造，可有效提高脫硫系統(tǒng)安全性，確保機(jī)組不因脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障而減負(fù)荷甚至停機(jī)。由于拆除了煙道旁路擋板，減少了原煙氣的泄漏，還有效地提高了系統(tǒng)脫硫效率，實(shí)現(xiàn)了改造的目標(biāo)。

［1］陳華桂，戴興干.現(xiàn)役燃煤機(jī)組脫硫旁路拆除的影響及對(duì)策［J］.江蘇電機(jī)工程，2012，31（4）：68－70，74.

［2］郭浩杰，俞忠勇，胡隆.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)拆除旁路擋板的方案及實(shí)施［J］.華電技術(shù)，2012，34（4）：10－12，22，76.

［3］黃濤.大型燃煤火電機(jī)組取消脫硫旁路煙道的應(yīng)對(duì)措施［J］.電力環(huán)境保護(hù)，2009，25（4）：36－37.

［4］陳曉俊，謝燕燕.無旁路脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及處理［J］.陜西電力，2011，39（2）：68－70.

［5］郭長仕，王夢(mèng)勤.火電廠煙氣無旁路濕法煙氣脫硫技術(shù)研究［J］.熱力發(fā)電，2012，41（8）：15－17.