電廠脫硫脫硝系統(tǒng)的電氣與自控設(shè)計(jì)

劉海平

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司設(shè)備檢修中心，山東萊蕪 271104）

0 引言

電廠為了滿足社會(huì)發(fā)展及人們生活的需求，發(fā)電量每年都在不斷上漲，而因發(fā)電造成的環(huán)境污染也日益嚴(yán)重。為了改變這一現(xiàn)狀，我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)有關(guān)電廠排放標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)政策法規(guī)，最大限度對(duì)電廠中有害氣體的排出進(jìn)行控制，使電廠污染氣體的排放濃度達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)保事業(yè)的共同發(fā)展。

1 脫硫脫硝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及存在問(wèn)題

1.1 脫硫系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)分析

（1）系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu).通過(guò)分析發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)可知，該系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)有：煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、石膏脫水存運(yùn)系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)等。

（2）存在問(wèn)題。發(fā)電廠中應(yīng)用的脫硫工程方案中，燃煤中的含硫量可達(dá)到0.65%，復(fù)核之后發(fā)現(xiàn)使用脫硫工程方案后，燃煤的含硫量達(dá)到了0.8%。加上煤炭市場(chǎng)自身的穩(wěn)定性不足，使得在實(shí)際燃煤過(guò)程中，煤炭中含有硫含量與方案中設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)存在一定偏差，最終燃煤中的含硫量可能會(huì)達(dá)到1%。雖然發(fā)電廠出于環(huán)境保護(hù)的目的，都建立了石灰石制漿系統(tǒng)，但由于設(shè)備及保養(yǎng)方式老化，在運(yùn)行過(guò)程中很難達(dá)到出力最大，制漿系統(tǒng)的工作效率也會(huì)比實(shí)際偏低，導(dǎo)致電廠使用的脫硫系統(tǒng)效率較低。一些發(fā)電廠使用的脫硫系統(tǒng)采用的事故漿液桶只有1個(gè)，且需要4臺(tái)機(jī)組同時(shí)使用才能進(jìn)行。若在工作過(guò)程中，超過(guò)2臺(tái)以上的機(jī)組需要進(jìn)行維修，加上事故漿液桶的儲(chǔ)存量較低，就會(huì)導(dǎo)致塔漿液排放很難滿足吸收硫的要求。另外，電廠中使用的煙氣再熱器具有較高的漏風(fēng)器，而脫硫系統(tǒng)的除塵效果較高，也會(huì)使未經(jīng)處理的二氧化硫排放到空氣中。

（3）硬接線方式及特點(diǎn)。電氣信息利用硬接線接入至DCS（Distributed Control System，分布式控制系統(tǒng)）。接入信息主要有開(kāi)關(guān)量輸入/輸出、模擬量輸入等，接入方式多是空接點(diǎn)或是直流信號(hào)，直流信號(hào)多為（5～20）mA。利用硬接線方式后，利用DCS中的CRT（Cathpde Ray Tube，陰極射線管）顯示器可實(shí)現(xiàn)電氣信息的報(bào)警顯示，也可對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的安全性及可靠性大大提高，并對(duì)DCS的控制范圍進(jìn)行了有效擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行的一體化，并對(duì)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行了有效監(jiān)控。電氣量的D模件柜具有集中布置的特點(diǎn)，很容易對(duì)其進(jìn)行管理，且設(shè)備也有較好的運(yùn)行環(huán)境，信號(hào)傳輸需要的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)較少，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)可以進(jìn)行快速可靠的反應(yīng)。在連接電纜一次敷設(shè)成功后，出現(xiàn)故障的概率很小，因而后期維護(hù)的工作量較低。但硬接線方式存在的問(wèn)題是：DCS需要配置很多的變送器及機(jī)柜、連接電纜等，施工較為復(fù)雜，施工成本較高。另外，廠用電系統(tǒng)多采取微機(jī)化的綜合保護(hù)測(cè)控裝置，在電氣系統(tǒng)的電壓及電流等都實(shí)現(xiàn)了直接式的交流采樣，因具有較高的精度，也可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接口電壓傳輸。

1.2 脫硝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及存在問(wèn)題

（1）脫硝系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)。發(fā)電廠使用的脫硝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有煙氣系統(tǒng)、掃吹系統(tǒng)、氨氣混合系統(tǒng)以及空氣壓縮系統(tǒng)。

（2）存在問(wèn)題。因燃料及采用燃燒方式的影響，導(dǎo)致電廠采用的選擇性催化還原系統(tǒng)入口處有較高的氣體濃度，造成系統(tǒng)脫硝效率大大降低。在電廠脫硝系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，脫硝的效率可達(dá)到80%。但由于在脫硝過(guò)程中煙氣出現(xiàn)泄漏，與鍋爐中含有的其他氣體混合進(jìn)而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，而生成硫酸銨及硫酸氰胺。由于硫酸氰胺在液態(tài)狀態(tài)下的黏性很強(qiáng)，且在低溫環(huán)境下很容易使空氣預(yù)熱器被堵塞，導(dǎo)致催化劑被失效，進(jìn)而降低脫硝效率，甚至使脫硝系統(tǒng)失去效用。

2 脫硫系統(tǒng)改造措施

2.1 對(duì)煙道系統(tǒng)進(jìn)行改造

在對(duì)電廠的脫硫系統(tǒng)實(shí)施改造時(shí)，應(yīng)先拆除增壓風(fēng)機(jī)，將其中的增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)進(jìn)行合并后，超出煙道系統(tǒng)中含有的擋板門(mén)，并從兩側(cè)位置對(duì)其進(jìn)行封堵。在煙道氣側(cè)及凈煙氣側(cè)設(shè)置一個(gè)顯著的端口。使產(chǎn)生的煙氣可以利用增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)進(jìn)入至煙道氣側(cè)中，通過(guò)利用吸收塔吸收及進(jìn)化后再將其排出。

2.2 對(duì)吸收塔系統(tǒng)進(jìn)行改造

脫硫系統(tǒng)中的吸收塔需要對(duì)石膏結(jié)晶及石灰石溶解的雙重需求來(lái)進(jìn)行滿足。在對(duì)其改建的過(guò)程中應(yīng)注意擴(kuò)建吸收塔，并對(duì)其中原有的風(fēng)機(jī)進(jìn)行拆除，并新設(shè)置1臺(tái)氧風(fēng)機(jī)，進(jìn)而對(duì)吸收塔中出現(xiàn)的亞硫酸鈣氧化進(jìn)行保證。由于除霧器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢，而導(dǎo)致除霧器的堵塞，因此還應(yīng)新增加1臺(tái)水沖洗裝置，且在系統(tǒng)中的噴淋層及除霧器之間增加1臺(tái)管式除霧器，以對(duì)除霧效果進(jìn)行有效改善。

2.3 對(duì)石灰石漿液系統(tǒng)進(jìn)行改造

對(duì)原有的球磨機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行拆除，并增加1套石灰石制漿系統(tǒng)，利用共同運(yùn)行的方式使磨機(jī)制漿系統(tǒng)與石灰石制漿系統(tǒng)都可以同時(shí)進(jìn)行工作。另外，對(duì)原有的石灰石漿液傳輸管道進(jìn)行拆除，并對(duì)其進(jìn)行更換。每套脫硫系統(tǒng)吸收塔裝置中都需要配備制漿系統(tǒng)，以提高脫硫效率。

3 脫硝系統(tǒng)改造措施

3.1 對(duì)省煤器進(jìn)行分級(jí)

發(fā)電廠脫硝過(guò)程中，在分布設(shè)置省煤器時(shí)應(yīng)該根據(jù)電廠脫硝系統(tǒng)入口產(chǎn)生的煙氣氣溫進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。以往的省煤器按照類(lèi)別不同，分為低溫式與高溫式省煤器，通過(guò)對(duì)省煤器部分受熱面進(jìn)行拆除，使高溫式省煤器可放置在脫硫系統(tǒng)入口處。再將低溫式省煤器放置在脫硝系統(tǒng)入口處，使省煤器的受熱面大大增加。

3.2 對(duì)增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)進(jìn)行合并

為了增加電廠脫硝效率，需要改造原有脫硝系統(tǒng)中使用的單臺(tái)爐增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)。將增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)合并，取消增壓風(fēng)機(jī)單獨(dú)工作的方式并擴(kuò)容升級(jí)合并后的引風(fēng)機(jī)，為引風(fēng)機(jī)裝配好液壓油、潤(rùn)滑油及冷卻風(fēng)系統(tǒng)等。

3.3 分層原煙氣脫硝系統(tǒng)

在改造脫硫系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意將工藝催化劑進(jìn)行分層，以初裝一層，預(yù)留一層的方式為開(kāi)展基礎(chǔ)，在第一層的形式上開(kāi)展疊加及擴(kuò)層，且需要對(duì)蒸汽吹灰器進(jìn)行增加，還需要增加聲波吹灰器，以作為輔助類(lèi)型的裝置。

4 改造后的效果與分析

對(duì)脫硫脫硝系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造后，設(shè)備的使用效率得到很大提高，污染氣體的排放量明顯減少，其中排放的二氧化碳及可見(jiàn)煙塵約減少90%。雖然在改造和審計(jì)脫硫脫硝系統(tǒng)時(shí)，投入的資金成本很高，但也帶來(lái)論文明顯的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。例如，發(fā)電廠排放的氣體達(dá)到了國(guó)家排放的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不僅使發(fā)電廠周邊的生存環(huán)境得到保護(hù)，也使企業(yè)自身的形象得到了提高，省去了為整治環(huán)境污染而需要的專(zhuān)項(xiàng)資金，使發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益雙提高。

5 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)發(fā)電廠升級(jí)改造過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合污染物氣體排放濃度進(jìn)行綜合考慮。在治理氣體污染過(guò)程中不僅要依靠單一設(shè)備對(duì)其實(shí)施處理，還需要綜合應(yīng)用各種設(shè)備，將氣體排放中存在的污染物降到最低。通過(guò)改造脫硫系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)等，降低氣體中硫與硝的含量，從而使氣體中含有的有害物質(zhì)含量得以減少。發(fā)電廠發(fā)展過(guò)程中，不僅需要注意發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，更要強(qiáng)調(diào)發(fā)電廠的環(huán)保效益，保證發(fā)電廠不受氣體污染的影響，實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。