取消FGD旁路檔板后提高發(fā)電機組運行可靠性的探討

戴航丹，羅志浩，柳衛(wèi)榮，吳芝京

（1.浙江省電力公司電力科學研究院，杭州 310014；2.浙江省火電建設(shè)公司，杭州 310016；3.浙江浙能蘭溪發(fā)電責任有限公司，浙江 蘭溪 321100）

為加強環(huán)境保護，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，所有火電機組都應(yīng)取消FGD（煙氣脫硫）系統(tǒng)旁路擋板門。由浙能蘭溪發(fā)電廠、華能玉環(huán)發(fā)電廠、神華國華寧海發(fā)電廠等機組運行情況可知，在取消FGD旁路擋板后，熱控系統(tǒng)的邏輯組態(tài)與機組運行方式上都有一定的完善空間。

1 2種不同的系統(tǒng)改造方式

1.1 保留增壓風機

取消FGD旁路擋板后，鍋爐煙氣從引風機后煙道引出，通過增壓風機升壓后進入吸收塔，在吸收塔內(nèi)脫硫凈化。凈煙氣經(jīng)除霧器除去水霧后，進入凈煙道從煙囪排入大氣。FGD系統(tǒng)保留2臺增壓風機，每臺增壓風機進、出口配置相應(yīng)的擋板。圖1為改造后的煙道系統(tǒng)。

1.2 取消旁路擋板的同時取消脫硫增壓風機

取消FGD進出口擋板、旁路擋板、密封風機、電加熱器、旁路煙道，增壓風機與引風機合并布置（簡稱引增合一），減少了相關(guān)的控制系統(tǒng)。改造后煙氣從除塵器出口經(jīng)引風機直接到吸收塔，經(jīng)GGH（氣氣換熱器）換熱后至煙囪排放，工藝流程順暢。圖2為取消旁路擋板、引增合一后的煙道系統(tǒng)。

2 提高熱控系統(tǒng)可靠性的措施

取消FGD旁路擋板后不僅要從運行方式上進行調(diào)整優(yōu)化，還要從以下幾個方面提高熱工控制的可靠性：

圖2 取消旁路擋板的同時引增合一

（1）梳理熱工信號單點保護。對增壓風機電機兩側(cè)軸承溫度本體保護，F(xiàn)GD進、出口溫度保護等增加測點，確保冗余。

（2）提高重要設(shè)備電源冗余及等級。對電除塵器、增壓風機、漿液循環(huán)泵等設(shè)備的電源重新檢查整理，確保分支、分段。

（3）修改保護定值。重新梳理所有保護定值，根據(jù)設(shè)備資料與實際運行以及試驗情況綜合得出定值。

（4）增加多條硬接線一致性判斷的優(yōu)化邏輯。對主機與脫硫系統(tǒng)、就地間的硬接線信號重新梳理。對于參與保護的信號，如增壓風機跳閘、漿液循環(huán)泵跳閘、送/引風機跳閘、FGD請求主機跳閘等信號，確保多條硬接線具備一致性判斷，當發(fā)生不一致情況時，立刻進行光字牌報警。

3 運行方式的調(diào)整

3.1 取消FGD旁路的影響

取消旁路擋板對FGD系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在增壓風機與引風機的聯(lián)鎖保護和自動控制。所以，優(yōu)化及完善脫硫控制系統(tǒng)，確保聯(lián)鎖保護以及自動控制邏輯的的正確性與合理性，提高FGD系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將成為取消FGD旁路運行的重要保障。

取消FGD旁路后，F(xiàn)GD系統(tǒng)成了鍋爐煙風系統(tǒng)的一部分，必須與機組同步啟停，既要保證主機順利啟動，同時又要充分考慮FGD系統(tǒng)的設(shè)備安全，并盡可能減少污染吸收塔內(nèi)漿液和低溫濕煙氣對煙囪的腐蝕影響，以下運行調(diào)整措施可以較好解決上述問題。

3.2 減輕煙氣油污染

（1）鍋爐啟動階段應(yīng)采用等離子點火或者微油點火方式，縮短啟動時間，減少鍋爐燃油量，盡可能減輕燃油對FGD系統(tǒng)的影響。

（2）在鍋爐油、煤混燃階段時投入電除塵器電場，減少進入吸收塔的燃油量。

（3）電除塵器運行后，啟動吸收塔再循環(huán)泵，調(diào)整供漿量維持漿液pH值在正常水平，加強除霧器的沖洗，保證除霧器清潔。

3.3 避免粉塵污染

（1）將FGD系統(tǒng)的保護邏輯“入口煙塵含量高”由跳閘改為發(fā)報警信號。

（2）電除塵器供電方式一般為A段母線供一、二電場，B段供三、四電場，為防止母線故障造成煙氣貫穿式通過，將供電方式改為交叉供電，即A段母線供一、三電場，B段母線供二、四電場，降低電除塵器單一通道全停的概率。

（3）加強電除塵器與氣力輸灰系統(tǒng)的檢修維護和運行調(diào)整，減少進入FGD系統(tǒng)的煙氣含塵量，如發(fā)生吸收塔漿液中粉塵含量增加、漿液中毒等情況，應(yīng)立即對吸收塔漿液進行逐步置換。

3.4 防止煙溫過高

（1）防止FGD入口煙溫過高，避免影響除霧器材料、吸收塔和煙道防腐材料的使用壽命，在FGD裝置入口加裝事故噴淋裝置。

圖1 保留增壓風機的取消FGD旁路后的煙道系統(tǒng)

（2）啟動吸收塔再循環(huán)泵，以降低進入吸收塔的煙氣溫度，防止高溫燒毀塔內(nèi)設(shè)施。

（3）遇GGH停運故障時，加強監(jiān)視吸收塔入口、出口煙溫變化趨勢，要定期試運事故噴淋裝置，以保證隨時正常投運。

4 控制策略的優(yōu)化

4.1 增壓風機的保護

對于保留增壓風機的機組，取消旁路擋板后，增壓風機啟停需與引風機配合，先啟動增壓風機或者引風機均可，控制策略的優(yōu)化主要有：

（1）增壓風機事故跳閘邏輯中，當2臺風機運行時，單臺跳閘時跳閘風機靜葉（動葉）需要撤出手動關(guān)閉，防止煙氣回流；2臺增壓風機全停時建議撤靜葉（動葉）手動并自動將靜葉開至75%（動葉為100%），同時全開進出口擋板，保證煙道最大通流量。

（2）在機組低負荷時，單臺增壓風機運行能夠滿足煙氣通流，所以當單臺風機跳閘時只需聯(lián)跳同側(cè)的引風機，并觸發(fā)RB（快速減負荷）。在機組高負荷階段，當增壓風機停運時，即使靜葉（動葉）全開也無法滿足全部煙氣通流要求，因此建議當2臺增壓風機全停時觸發(fā)鍋爐MFT（主燃料跳閘）。此外，為了保障通風降溫，建議保留1組送、引風機運行。

（3）為提高設(shè)備可靠性，減少誤動，增壓風機的跳閘送DCS（分散控制系統(tǒng)）聯(lián)跳送、引風機信號需要采用多路硬接線冗余方式。2臺引風機跳閘，2臺增壓風機聯(lián)跳；單臺引風機跳閘時為保障通風，可在機組RB的同時考慮不聯(lián)跳增壓風機。

（4）為了進一步提高主機與FGD系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，更利于調(diào)節(jié)，建議取消下列增壓風機跳閘條件：水平/垂直振動值高高；凈煙氣檔板未全開；漿液循環(huán)泵少于2臺運行；FGD入口煙溫大于160℃；GGH停運。

4.2 煙道的保護

當FGD系統(tǒng)發(fā)生堵塞或者除霧器崩塌等意外情況時會出現(xiàn)超壓。為防止引風機出口至FGD吸收塔入口煙道內(nèi)外爆，建議設(shè)置原煙氣擋板前壓力保護，即原煙氣壓力過高/過低時停運送、引、增壓風機，并且觸發(fā)鍋爐MFT。

4.3 FGD系統(tǒng)的保護

在鍋爐事故工況下，為保護吸收塔除霧器和襯膠，當吸收塔入口、出口煙氣溫度異常升高時，需要延時觸發(fā)主機MFT，延時時間根據(jù)事故噴淋結(jié)果和工藝水箱可用容積確定。另外，對于保留增壓風機的機組，當FGD系統(tǒng)正常投運后，所有吸收塔漿液循環(huán)泵故障停運時，為了更好地保護吸收塔，建議立刻觸發(fā)主機MFT。

4.4 事故噴淋系統(tǒng)的保護

在鍋爐事故工況下，吸收塔入口煙氣溫度異常升高或機組啟停期間，需要向吸收塔入口煙道噴水減溫，以保護吸收塔除霧器和襯膠，因此事故噴淋系統(tǒng)顯得格外重要。

事故噴淋系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動時需要考慮所有吸收塔漿液循環(huán)泵故障停運與吸收塔入口、出口溫度高等情況，當所有吸收塔漿液循環(huán)泵停運，或任1臺吸收塔漿液循環(huán)泵運行且FGD入口溫度不高的情況下，需要聯(lián)鎖停止事故噴淋系統(tǒng)。

4.5 漿液循環(huán)泵的保護

從調(diào)試過程來看，只要FGD系統(tǒng)投運，不會出現(xiàn)吸收塔液位低現(xiàn)象，可以取消“吸收塔液位低漿液循環(huán)泵跳閘”的邏輯；對于“引增合一”的機組，可以取消“攪拌器少于3臺運行時，漿液循環(huán)泵跳閘”的邏輯。

4.6 其他需要關(guān)注的問題

建議增加吸收塔攪拌器全停報警，以保障漿液濃度；電除塵跳閘信號需要由專題討論確定，同時增加電除塵跳閘報警；為了盡量降低污染物的排放，建議取消鍋爐MFT聯(lián)跳電除塵的邏輯；對“引增合一”機組，取消DCS中原有增壓風機的聯(lián)鎖保護，取消DCS中原有旁路擋板控制和快開等所有邏輯，防止誤發(fā)信號。

5 結(jié)語

在取消旁路煙道的情況下，F(xiàn)GD系統(tǒng)成為鍋爐煙氣排放的必經(jīng)之路，維護FGD系統(tǒng)的穩(wěn)定性將會是今后發(fā)電機組運行的重要工作之一，要不斷提高控制系統(tǒng)的可靠性，改變相應(yīng)的運行方式，隨著控制策略的不斷完善和運行方式的調(diào)整優(yōu)化，F(xiàn)GD控制系統(tǒng)的運行也會更加穩(wěn)定。

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[2]童家麟，葉學民，毛杰譽，等.引風機和增壓風機合并運行節(jié)能效果分析[J].電力科學與工程，2011，27（5）：52-55.

[3]朱北恒.火電廠熱工自動化系統(tǒng)試驗[M].北京：中國電力出版社，2006.