論FGD系統(tǒng)取消旁路擋板后邏輯優(yōu)化處理

趙弋揚

（華能國際電力股份有限公司汕頭電廠，廣東汕頭 515041）

論FGD系統(tǒng)取消旁路擋板后邏輯優(yōu)化處理

趙弋揚

（華能國際電力股份有限公司汕頭電廠，廣東汕頭 515041）

FGD系統(tǒng)，即煙氣脫硫系統(tǒng)，目前大部分火力發(fā)電廠燃煤機(jī)組所配備的脫硫裝置，其通過安裝在煙道上的原煙氣擋板門（脫硫裝置進(jìn)口擋板門）、凈煙氣擋板門（脫硫裝置出口擋板門）、旁路擋板門（脫硫裝置旁路擋板門），實現(xiàn)了在不影響主機(jī)情況下的投運與退出功能。然而，隨著國家對環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，絕對不允許主機(jī)在未投運脫硫裝置情況下發(fā)電，尤其對脫硫裝置旁路擋板的開關(guān)、漏風(fēng)等情形把關(guān)越來越嚴(yán)，脫硫裝置的旁路擋板已形同雞肋。以華能汕頭電廠#1機(jī)組FGD系統(tǒng)取消旁路擋板的工程為實例，闡述了脫硫裝置在取消了旁路擋板后如何達(dá)到與機(jī)組同步啟停，以及日常運行中如何做到與機(jī)組的穩(wěn)步協(xié)調(diào)工作。

FGD； 原煙氣擋板；凈煙氣擋板；旁路擋板；增壓風(fēng)機(jī)；引風(fēng)機(jī)；漿液循環(huán)泵

1 項目概況

華能汕頭電廠總裝機(jī)容量1 200 MW，一期工程兩臺300 MW亞臨界燃煤發(fā)電機(jī)組于1996年建成投產(chǎn)，二期工程一臺600 MW國產(chǎn)超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組于2005年建成投產(chǎn)，同步配套了脫硫裝置，同時對原來一期的兩臺機(jī)組加裝了脫硫裝置。三套裝置全部采用石灰石－石膏濕式煙氣脫硫法（FGD），以石灰石為脫硫劑，副產(chǎn)品是石膏，脫硫設(shè)計效率達(dá)90%以上。

2 FGD煙氣系統(tǒng)工藝流程

（1）煙氣自鍋爐引風(fēng)機(jī)出口煙道引入，進(jìn)入FGD系統(tǒng)，經(jīng)過增壓風(fēng)機(jī)增壓至氣－氣換熱器（GGH），降溫冷卻后進(jìn)入吸收塔進(jìn)行脫硫。塔內(nèi)煙氣自下而上流動，與從塔上部噴淋而下的石灰石石膏漿液充分接觸。煙氣中的SO2、SO3等被漿液吸收，生成的亞硫酸鈣被不斷鼓入吸收塔下部漿液池的空氣氧化成為二水硫酸鈣。凈化后的煙氣再進(jìn)入吸收塔上部兩層除霧器除去煙氣中攜帶的漿霧和水滴后再返回GGH，加熱后從煙道進(jìn)入210 m高的煙囪排向大氣。

（2）在FGD原煙氣擋板門與凈煙氣擋板門之間的煙道中設(shè)置了旁路擋板門，正常運行時旁路擋板門關(guān)閉，事故情況下或者FGD系統(tǒng)檢修時旁路擋板門開啟，煙氣經(jīng)旁路擋板門直接進(jìn)入煙囪外排。為保證鍋爐和FGD系統(tǒng)正常、安全運行，旁路擋板門采用氣動單軸雙葉片百葉窗式擋板門。同時為了防止旁路擋板門關(guān)閉時，原煙氣側(cè)煙氣泄露至凈煙氣側(cè)所造成的二氧化硫“偷排”，旁路擋板門設(shè)有擋板密封風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)密封。

3 FGD煙氣系統(tǒng)取消旁路擋板前的控制邏輯

3.1 FGD保護(hù)跳閘條件（任一條件滿足時）：

（1）鍋爐MFT。

（2）原煙氣溫度高于160°C。

（3）原煙氣含塵量高于150 mg/NM3。

（3）吸收塔內(nèi)所有的漿液循環(huán)泵停運。

（4）增壓風(fēng)機(jī)入口壓力＜-1.0 kPa超過4秒且旁路擋板開度＜30%。

（5）增壓風(fēng)機(jī)無運行信號且原煙氣擋板未關(guān)到位。

3.2 旁路擋板保護(hù)開啟條件（任一條件滿足時）：

（1）FGD跳閘。

（2）增壓風(fēng)機(jī)入口壓力＞1.0 kPa超過2秒。（3）增壓風(fēng)機(jī)入口壓力＜-1.0 kPa超過2秒。（4）旁路擋板控制儀用氣源壓力＜0.23 MPa。（5）旁路擋板控制繼電器失去4～20 mA電流。（6）旁路擋板失去交流220 V控制電源。（7）電子設(shè)備間DPU失電。

3.3 FGD煙氣系統(tǒng)啟動順序

（1）增壓風(fēng)機(jī)動葉開度關(guān)至0。

（2）開啟凈煙氣擋板，關(guān)閉吸收塔對空排放閥。

（3）啟GGH馬達(dá)運行。

（4）開原煙氣擋板，啟增壓風(fēng)機(jī)運行。

（5）增壓風(fēng)機(jī)動葉控制投自動，動葉開度自動開至18%。

（6）旁路擋板關(guān)閉至＜5%（該步目前采用手動關(guān)閉）

3.4 FGD保護(hù)跳閘程控停運順序

（1）開啟旁路擋板。（2）停運增壓風(fēng)機(jī)。（3）增壓風(fēng)機(jī)動葉控制切手動同時動葉開度關(guān)小至0。

（4）關(guān)閉原煙氣擋板。

（5）開啟吸收塔頂部通風(fēng)擋板。

（6）關(guān)閉凈煙氣擋板。

以上的控制邏輯可以明顯看出，無論是FGD系統(tǒng)的投運、退出或是整套系統(tǒng)的保護(hù)動作，旁路擋板都是最關(guān)鍵性的一個環(huán)節(jié)。投運時旁路擋板需等到系統(tǒng)穩(wěn)定了再來關(guān)閉，退出時需要先打開旁路擋板，而系統(tǒng)跳閘的保護(hù)動作首出也是開啟旁路擋板。在這樣的控制邏輯下，F(xiàn)GD系統(tǒng)的投退對主機(jī)所產(chǎn)生的影響基本上可以忽略不計，然而，如果旁路擋板取消了呢？

4 FGD系統(tǒng)取消旁路擋板后的控制邏輯

4.1 FGD跳閘保護(hù)條件（任一條件滿足時）

（1）吸收塔所有漿液循環(huán)泵跳閘，且吸收塔進(jìn)口煙溫大于90℃，延時100秒。

（2）增壓風(fēng)機(jī)保護(hù)跳閘。

（3）鍋爐2臺引風(fēng)機(jī)及2臺送風(fēng)機(jī)同時跳閘。

4.2 鍋爐MFT與脫硫系統(tǒng)關(guān)系

（1）吸收塔所有漿液循環(huán)泵跳閘，且吸收塔進(jìn)口煙溫大于90℃，延時100秒鍋爐MFT。

（2）鍋爐MFT發(fā)報警信號至#1FGD。

以上控制邏輯對比旁路擋板取消前的控制邏輯，我們可以發(fā)現(xiàn)，其條件已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)下降，僅僅保留下為了防止吸收塔除霧器在高溫?zé)煔庀聯(lián)p壞坍塌而設(shè)立的FGD跳閘條件，而當(dāng)這個條件滿足，鍋爐也將發(fā)出MFT跳閘信號。至此，F(xiàn)GD真正意義上變成了與主機(jī)同步一體的整套系統(tǒng)。那么，在這種條件下，F(xiàn)GD系統(tǒng)又如何實現(xiàn)與主機(jī)同步啟停功能呢？

4.3 FGD系統(tǒng)啟動條件

（1）GGH主電機(jī)或輔助電機(jī)運行。

（2）增壓風(fēng)機(jī)啟動電機(jī)啟動條件滿足。（3）吸收塔最少有1臺漿液循泵運行。（4）電除塵已運行。

（5）鍋爐煙氣通道通風(fēng)條件滿足。

4.4 FGD啟動順序

（1）增壓風(fēng)機(jī)動葉手動置零

（2）啟動增壓風(fēng)機(jī)

（3）緩慢調(diào)節(jié)增壓風(fēng)機(jī)動葉，維持其入口負(fù)壓穩(wěn)定

（4）聯(lián)系主機(jī)啟動引、送風(fēng)機(jī)

（5）引、送風(fēng)機(jī)啟動后需手動緩慢開啟增壓風(fēng)機(jī)動葉，維持入口負(fù)壓穩(wěn)定

（6）當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)動葉開至自動模式最低值（18%）后，可將動葉置自動調(diào)節(jié)模式。

4.5 FGD停運順序

（1）接到值長停機(jī)通知后，嚴(yán)密監(jiān)控增壓風(fēng)機(jī)動葉開度及入口壓力。

（2）隨著鍋爐負(fù)荷逐漸減小，增壓風(fēng)機(jī)動葉開度也逐步關(guān)小，當(dāng)動葉關(guān)至自動模式最低限（18%）后，將動葉切手動，根據(jù)入口壓力波動趨勢及鍋爐負(fù)荷下降趨勢，逐步緩慢關(guān)小增壓風(fēng)機(jī)動葉。

（3）當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)動葉關(guān)至零時，聯(lián)系值長可以停運鍋爐引、送風(fēng)機(jī)。

（4）當(dāng)鍋爐引、送風(fēng)機(jī)停運時，增壓風(fēng)機(jī)跳閘，其動葉自動全開至90%。

（5）停運FGD系統(tǒng)其他附屬設(shè)備。

以上操作可以看出，F(xiàn)GD系統(tǒng)不論啟停，已經(jīng)嚴(yán)密地與主機(jī)綁定在了一起（這里所謂的主機(jī)，嚴(yán)格上來說是指鍋爐引、送風(fēng)機(jī)）。在旁路擋板未取消前，只要在旁路擋板開啟狀態(tài)下，F(xiàn)GD系統(tǒng)的啟停并無時間上的嚴(yán)格限定：可以等到機(jī)組并網(wǎng)后，負(fù)荷穩(wěn)定了再投運、也可以在機(jī)組點火成功以后投運；可以等到機(jī)組跳閘后再退出、也可以在機(jī)組極低負(fù)荷，打跳前退出。

取消旁路擋板后，F(xiàn)GD系統(tǒng)則必須在鍋爐引、送風(fēng)機(jī)啟動前（也即點火前）啟動以滿足煙道的通流條件，而自系統(tǒng)啟動后至機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定并網(wǎng)前的整段時間內(nèi)，為保持煙道及鍋爐內(nèi)的負(fù)壓穩(wěn)定，增壓風(fēng)機(jī)動葉基本都處于手動人工調(diào)節(jié)狀態(tài)。至于FGD系統(tǒng)的停運，則需維持到引、送風(fēng)機(jī)跳閘后，增壓風(fēng)機(jī)保護(hù)動作為止。同樣的，從汽機(jī)打跳至引送風(fēng)機(jī)停運這段時間內(nèi)，煙道負(fù)壓將會產(chǎn)生大波動，為了盡量維持其壓力在正常范圍內(nèi)，增壓風(fēng)機(jī)動葉也必須手動調(diào)節(jié)。

可以說，F(xiàn)GD系統(tǒng)取消旁路擋板后，不論從操作順序上，或是調(diào)整監(jiān)控上都比以往任何時候來得更嚴(yán)格，這也表現(xiàn)在機(jī)組日常運行中的調(diào)整。從系統(tǒng)流程上來說，引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)屬于串聯(lián)運行，而失去了旁路擋板這塊天然屏障，幾臺大風(fēng)機(jī)的任何一次小波動都有可能引起更大的連鎖反應(yīng)，而這些波動如果擴(kuò)散開來將會造成無法估計的后果。為此，為防止一些波動疊加后的擴(kuò)散，還設(shè)定了一些保護(hù)邏輯。

4.6 增壓風(fēng)機(jī)動葉控制

（1）增壓風(fēng)機(jī)跳閘或停運時，動葉自動開至90%。

（2）鍋爐引風(fēng)機(jī)動葉開度指令作為增壓風(fēng)機(jī)動葉調(diào)節(jié)的前饋指令。

（3）增壓風(fēng)機(jī)入口壓力＞0.6 kPa時，動葉調(diào)節(jié)切手動。

（4）增壓風(fēng)機(jī)入口壓力＜-0.6 kPa時，動葉調(diào)節(jié)切手動。

4.7 機(jī)組RB與脫硫系統(tǒng)關(guān)系

（1）增壓風(fēng)機(jī)沒運行觸發(fā)機(jī)組RB（快速降負(fù)荷）動作。

（2）機(jī)組RB動作發(fā)信號增壓風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)執(zhí)行機(jī)組RB目標(biāo)信號（增壓風(fēng)機(jī)動葉執(zhí)行開度指令27.5%）幾秒后進(jìn)入自動調(diào)節(jié)。

對于以上邏輯的設(shè)定，可理解為其首要目的就是確保增壓風(fēng)機(jī)跳閘后機(jī)組得以維持運行，而這些措施的最主要手段就是增壓風(fēng)機(jī)的動葉。

確實，旁路擋板取消后，增壓風(fēng)機(jī)的動葉控制顯得無比重要起來。當(dāng)鍋爐及煙道負(fù)壓波動有擴(kuò)大趨勢時，及時將增壓風(fēng)機(jī)動葉跳手動，提醒運行人員進(jìn)行手動調(diào)節(jié)干預(yù)；當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)跳閘時，動葉首先開至90%，然后觸發(fā)機(jī)組RB動作，再由機(jī)組RB動作后發(fā)信號關(guān)閉增壓風(fēng)機(jī)動葉至27.5%，這樣確保了即使增壓風(fēng)機(jī)跳閘，機(jī)組仍可以在較低負(fù)荷狀態(tài)下維持運行。

5 結(jié)束語

（1）應(yīng)該說，對于火力發(fā)電廠而言，F(xiàn)GD系統(tǒng)取消旁路擋板在日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求下是一種必然的趨勢。所要做的，是在取消旁路擋板后燃煤機(jī)組得以在環(huán)保發(fā)電的前提下，如何更安全、穩(wěn)定、持久的運行。

（2）保留增壓風(fēng)機(jī)而取消旁路擋板，從系統(tǒng)流程上來說是可行的，而華能汕頭電廠#1機(jī)組取消旁路擋板改造至今，并沒有出現(xiàn)過因增壓風(fēng)機(jī)故障而導(dǎo)致的停機(jī)事件。但因鍋爐引、送風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)都是屬于大型軸流式動葉可調(diào)風(fēng)機(jī)，幾臺風(fēng)機(jī)的串聯(lián)運行有其存在的安全隱患，尤其當(dāng)幾臺風(fēng)機(jī)動葉都置于自動狀態(tài)下，任何一點壓力的小波動都有可能被擴(kuò)散，這樣也大大加劇了運行監(jiān)盤人員的壓力及工作量。

（3）或許可以考慮取消旁路擋板的同時，取消FGD系統(tǒng)的增壓風(fēng)機(jī)，加大鍋爐引、送風(fēng)機(jī)的出力，以期達(dá)到同樣的通流效果。

［1］閻維平，劉忠，王春波，等.電站燃煤鍋爐石灰石濕法煙氣脫硫裝置運行與控制［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］鐘琴.燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)及工程實例［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

Logic Optimization after FGD System Canceling Bypass Baffle

ZHAO Yi-yang
（Huaneng Power International Co.，Ltd.，Shantou Power Plant，Shantou515041，China）

FGD system，flue gas desulfurization system，at present most of the thermal power plant coal-fired units are equipped with desulfuration device，through the installed in the original on the flue gas baffle，net of flue gas baffle desulphurization plant outlet baffle，the bypass damper desulphurization plant bypass baffle，realized under the condition of does not affect the host of commissioning and the exit function.However，as increasingly stringent environmental requirements，it is absolutely not allowed to host in power without operation of desulphurization device，especially for the desulfurization of bypass baffle device switch，the case such as air leakage control is more and more severe，desulfurizing unit bypass damper has chicken ribs.#1 unit in HuaNeng Shantou Power Plant FGD system project of cancel bypass damper as an example，this paper expounds the desulfurizer after canceled the bypass damper how to achieve synchronization with unit start-stop，and how to accomplish it in daily operation and steady coordination work of the unit.

FGD；the original gas baffle；the net gas baffle；the bypass damper；booster fan；induced draft fan；slurry circulating pump

TM621.9

A

1009－9492(2014)09－0070－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.09.019

趙弋揚，男，1981年生，廣東汕頭人，大學(xué)本科，工程師。研究領(lǐng)域：環(huán)境工程。 (編輯：向 飛)

2014－04－04