脫硫系統(tǒng)取消旁路的運行實踐

趙新普，邢浩

(華電漯河發(fā)電有限公司，河南 漯河 462300)

0 引言

根據(jù)國發(fā)〔2011〕26 號文《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》和國發(fā)〔2011〕35 號文《國務(wù)院關(guān)于加強環(huán)境保護重點工作的意見》，在“十二五”期間拆除火電機組煙氣脫硫旁路擋板門的規(guī)定，所有火電機組都需要對脫硫煙氣系統(tǒng)旁路擋板門進行封堵。華電漯河發(fā)電有限公司(以下簡稱漯河發(fā)電公司)在脫硫系統(tǒng)正常運行的情況下，進行取消旁路的大膽嘗試，取得圓滿成功。

1 脫硫系統(tǒng)概述

漯河發(fā)電公司裝機容量為2×330 MW，采用國產(chǎn)亞臨界燃煤供熱發(fā)電機組，配備上海GE能源集團公司成套設(shè)備，#1，#2機組采用GE公司XDPs-400e分散控制系統(tǒng)(DCS)，獨立控制設(shè)計。脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法全煙氣處理脫硫裝置，脫硫效率≥95％，每爐配置1臺靜葉可調(diào)軸流式增壓風機、1座吸收塔，不設(shè)煙氣換熱器，配有石灰石漿液制備及輸送系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、石膏脫水及儲存等公用系統(tǒng)。

2 熱控邏輯修改

2.1 取消旁路擋板對脫硫控制系統(tǒng)的影響

取消旁路擋板對脫硫控制系統(tǒng)的影響主要在于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正確性與合理性，提高脫硫控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將成為無旁路運行的重要保障。機組無旁路運行期間，為防止出現(xiàn)吸收塔超溫、煙道壓力超限、爐膛爆炸等情況，需要對脫硫和主機DCS保護聯(lián)鎖邏輯進行優(yōu)化。為此，漯河發(fā)電公司組織相關(guān)部門多次召開邏輯優(yōu)化研討會，對優(yōu)化方案進行討論，確定最終邏輯，啟動了取消旁路的第1步。

2.2 控制邏輯修改

(1)取消原煙氣擋板涉及的所有聯(lián)鎖邏輯，擋板保持全開及全開信號到位，執(zhí)行器停電。

(2)取消增壓風機跳閘的相關(guān)條件，部分條件改作報警。

1)取消增壓風機跳閘邏輯。增壓風機電機驅(qū)動端軸承溫度≥80℃，延時3 s。增壓風機電機非驅(qū)動端軸承溫度≥80 ℃，延時3 s。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫(FGD)系統(tǒng)主保護動作。增壓風機油站停止。

2)增壓風機原跳閘邏輯增加的報警。增加運行漿液循環(huán)泵≤1臺報警。增加運行攪拌器≤1臺報警。增加鍋爐主燃料跳閘(MFT)報警。增壓風機電機驅(qū)動端、非驅(qū)動端軸承溫度≥75 ℃報警，彈出畫面。增加增壓風機電流≥260 A報警。

3)增壓風機跳閘保留的邏輯及增壓風機跳閘后的聯(lián)鎖邏輯。保留增壓風機軸承溫度(“3取2時”≥100 ℃)增壓風機跳閘邏輯。潤滑油壓低低跳閘。增壓風機跳閘后，切除增壓風機自動，增壓風機靜葉執(zhí)行器超馳開至100％。增壓風機跳閘后，聯(lián)跳運行的漿液循環(huán)泵，并保留最上層的1臺漿液循環(huán)泵運行。增壓風機跳閘信號分3路送至主機DCS，“3取2”作為增壓風機快減負荷(RB)信號觸發(fā)機組RB功能。主機DCS增加增壓風機RB邏輯、聲光報警，RB動作負荷200 MW。

(3)其他設(shè)備邏輯修改情況。

1)取消的邏輯。取消“吸收塔液位≤5 m跳漿液循環(huán)泵”。取消“漿液循環(huán)泵運行時入口門開到位信號消失跳泵邏輯”。取消“增壓風機啟動條件之旁路擋板門全開”。

2)增加的邏輯。增加“吸收塔液位≤6 m”報警。增加漿液循環(huán)泵運行時間5 s，入口門關(guān)到位信號未消失，跳漿液循環(huán)泵。增加吸收塔入口煙氣溫度≥170 ℃報警。增加吸收塔出口煙氣溫度≥60 ℃報警。增加增壓風機入口原煙氣壓力≥600 Pa報警，彈出畫面。增加增壓風機入口原煙氣壓力≤-600 Pa報警，彈出畫面。

3 無旁路實際傳動試驗

邏輯修改完成以后，對部分邏輯進行了靜態(tài)試驗，沒有進行實際減負荷試驗。為此，漯河發(fā)電公司決定將負荷調(diào)整至190 MW以下，2013-05-24 T 19:30進行旁路在手動位的控制試驗。

3.1 具體步驟

(1)將#1機組脫硫旁路擋板執(zhí)行器控制在就地切為手動。

(2)接值長命令后，脫硫運行做好脫硫系統(tǒng)停運前的準備及檢查工作。

(3)將吸收塔液位調(diào)整至低液位運行，并根據(jù)凈煙氣溫度變化投運除霧器沖洗。

(4)機組開始減負荷時，根據(jù)負壓調(diào)整增壓風機開度。降低機組負荷至130 MW，總風量保持650 t/h左右。送風機保持手動，引風機保持自動，值長下令脫硫運行停運增壓風機。

(5)脫硫運行人員就地按事故停運按鈕停運增壓風機，觸發(fā)增壓風機跳閘后導葉全開，漿液循環(huán)泵連跳保留最上一層邏輯。

(6)增壓風機跳閘后，增壓風機靜葉執(zhí)行器超馳開至100％。集控運行人員注意爐膛負壓并及時調(diào)整，期間燃燒不穩(wěn)時及時投油助燃，當爐膛負壓為1 200 Pa時，手動停運1臺送風機運行，當爐膛負壓為1 800 Pa時，手動鍋爐MFT。

(7)增壓風機停運正常后，進行增壓風機啟動試驗，機組負荷維持在120 MW。值長聯(lián)系脫硫運行人員減小增壓風機靜葉開度至最小，運行人員應注意引風機自動跟蹤情況，若引風機自動解除應手動緩慢開大引風機靜葉開度(注意引風機電流不超過額定電流)。

(8)增壓風機啟動前，調(diào)整爐膛負壓至300～500 Pa，值長聯(lián)系脫硫運行人員啟動增壓風機運行。

(9)增壓風機啟動后，值長聯(lián)系脫硫運行人員緩慢開啟增壓風機靜葉，期間注意增壓風機入口負壓在±1 200 Pa內(nèi)，注意增壓風機電流及軸承溫度；集控運行人員根據(jù)爐膛負壓情況緩慢減小引風機靜葉開度，期間注意爐膛負壓。

3.2 停運試驗記錄

#1增壓風機停運、啟動試驗記錄見表1、表2。

表1 #1增壓風機停運試驗記錄

表2 #1增壓風機啟動試驗記錄

3.3 試驗結(jié)果

試驗表明，驗證方案是成功的。漯河發(fā)電公司于是便按照表3實施了旁路擋板的封堵工作。

表3 旁路擋板封堵

4 可靠性改進措施

4.1 存在的主要問題

旁路焊接以后，漯河發(fā)電公司深入開展了事故危害程度分析，發(fā)現(xiàn)主要存在以下問題。

(1)煙道溫度過高(超過180 ℃)，造成脫硫系統(tǒng)內(nèi)襯膠、玻璃鱗片或其他不耐高溫設(shè)施燒毀。

(2)4臺漿液循環(huán)泵全跳，煙氣溫度高于130 ℃，吸收塔除霧器高溫變形坍塌。

(3)4臺漿液循環(huán)泵全跳，造成吸收塔液位瞬間高于11.2 m，造成漿液沿原煙道倒流至增壓風機出口。

(4)電除塵器四列通道中一列五電場全停，煙塵直接進入吸收塔，造成漿液失效。

(5)4臺吸收塔攪拌器全跳，造成吸收塔漿液沉淀。

(6)增壓風機跳閘，靜葉未全開，導致爐膛正壓滅火。

(7)人為或其他因素，造成脫硫系統(tǒng)退出。

4.2 脫硫控制并入大集控系統(tǒng)運行

取消旁路后，脫硫系統(tǒng)成了鍋爐煙風系統(tǒng)的一部分，脫硫系統(tǒng)運行和停、啟必須與機組同步進行，既要保證主機爐膛壓力的穩(wěn)定，又要充分考慮脫硫系統(tǒng)設(shè)備的安全，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，同時為了優(yōu)化生產(chǎn)管理程序、合理利用公司生產(chǎn)部門人力資源，采用大集控運行方式。

4.2.1 總體要求

(1)集控運行監(jiān)盤模式不變，每組2人監(jiān)盤；脫硫?qū)I(yè)在#1，#2機組正常運行設(shè)置1人監(jiān)盤，監(jiān)盤地點設(shè)置于#2機組；當#2機組檢修時，監(jiān)盤人員可根據(jù)需要移至#1機組控制臺監(jiān)盤。

(2)計劃6個月后取消脫硫?qū)I(yè)單獨監(jiān)盤人員，脫硫?qū)I(yè)DCS畫面參數(shù)監(jiān)視、調(diào)整由鍋爐專業(yè)監(jiān)盤人員負責。

(3)脫硫?qū)I(yè)設(shè)備巡檢要求按原規(guī)定執(zhí)行。運行部應合理安排路線巡檢，做到集控運行專業(yè)、脫硫?qū)I(yè)巡檢互學，全面掌握技術(shù)。

4.2.2 熱控專業(yè)開展的工作

(1)脫硫操作員站通過聯(lián)網(wǎng)移至主集控，實現(xiàn)在主集控操作脫硫系統(tǒng)所有設(shè)備。

(2)脫硫區(qū)域的工業(yè)電視全部移至集控室。

(3)集控室#1，#2機組控制臺各加1臺脫硫?qū)I(yè)監(jiān)盤專用電腦，脫硫?qū)I(yè)監(jiān)盤電腦#1，#2機組通用。

(4)將目前售汽參數(shù)監(jiān)視用電腦顯示器、發(fā)電機絕緣監(jiān)視用電腦顯示器、鍋爐四管泄漏專用監(jiān)視電腦顯示器、電氣輔機電量記錄專用電腦顯示器合并為1臺顯示器，放置于值長工作臺上。

(5)將#1，#2機組自動電壓控制(AVC)系統(tǒng)專用電腦放置到#2機組控制臺上。

4.3 制訂應急操作措施

旁路取消后，設(shè)備運行方式和應急處置發(fā)生改變，特別制訂了《脫硫系統(tǒng)無旁路應急措施》《脫硫系統(tǒng)故障臨時應急措施》《脫硫系統(tǒng)無旁路啟動、停止措施》等，用于在運行過程中指導操作。

5 結(jié)束語

隨著國家節(jié)能減排力度的加大，旁路擋板取消并實施鉛封既是強化二氧化硫減排監(jiān)管的重要手段，也是提高脫硫設(shè)施運行效率的一項有效舉措，對促進火電企業(yè)節(jié)能減排工作、實現(xiàn)電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。面對環(huán)保壓力，只有通過科學管理、完善制度和加強人員培訓，切實加強對脫硫設(shè)施運行過程的監(jiān)管，才能提高脫硫設(shè)施運行效率，全力以赴確保機組在無旁路運行工況下保持安全、高效、穩(wěn)定運行。漯河發(fā)電公司的嘗試，為沒有機會對旁路進行改造的單位提供了改造范例。

參考文獻：

[1]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，2006:117-124.

[2]黃濤.大型燃煤火電機組取消脫硫旁路煙道的應對措施[J].電力環(huán)境保護,2009,25(4):36-37.