1000MW機(jī)組脫硫增壓風(fēng)機(jī)增設(shè)旁路煙道及其控制優(yōu)化

（國電浙江北侖第一發(fā)電有限公司，浙江寧波315800）

1000MW機(jī)組脫硫增壓風(fēng)機(jī)增設(shè)旁路煙道及其控制優(yōu)化

孫正杰，張濤

（國電浙江北侖第一發(fā)電有限公司，浙江寧波315800）

介紹了北侖發(fā)電廠6號機(jī)組脫硫增壓風(fēng)機(jī)增設(shè)旁路煙道改造項目的實施情況。增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)旁路煙道后，通過控制方式優(yōu)化及運(yùn)行方式的改變，實現(xiàn)了由引風(fēng)機(jī)克服煙氣脫硫系統(tǒng)的阻力，節(jié)能效果明顯。

FGD；增壓風(fēng)機(jī)；控制優(yōu)化；節(jié)能

1 概述

目前國內(nèi)大型火力發(fā)電廠的脫硫裝置主要采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫（FGD）技術(shù)。濕法脫硫裝置的運(yùn)行電耗較大，據(jù)測算，1000MW機(jī)組的FGD運(yùn)行廠用電率為0.8%～0.9%。因此，如何降低脫硫系統(tǒng)廠用電率，降低脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行成本，是當(dāng)前開展脫硫系統(tǒng)優(yōu)化的主要目標(biāo)。北侖發(fā)電廠6號機(jī)組脫硫增壓風(fēng)機(jī)增設(shè)旁路煙道及其控制優(yōu)化項目的實施，為開展同類型節(jié)能改造提供了參考。

北侖發(fā)電廠三期2×1000MW機(jī)組鍋爐引風(fēng)機(jī)選用了成都電力機(jī)械廠生產(chǎn)的AN系列靜葉可調(diào)的軸流風(fēng)機(jī)，電機(jī)額定功率7200kW。引風(fēng)機(jī)在容量選擇時，考慮到空預(yù)器阻力增加等因素，全壓及功率均有一定裕量。FGD的增壓風(fēng)機(jī)采用成都電力機(jī)械廠生產(chǎn)的動葉可調(diào)、徑向進(jìn)風(fēng)、軸向出風(fēng)的AN系列軸流式風(fēng)機(jī)，2臺并聯(lián)布置，設(shè)計流量1740870Nm3/h，電機(jī)額定功率2100kW。

實際運(yùn)行中，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷1000MW、增壓風(fēng)機(jī)入口壓力設(shè)定為-50Pa，F(xiàn)GD煙氣入口溫度115℃時，每臺引風(fēng)機(jī)電機(jī)功率約為3900kW，每臺增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)功率約為1440kW。通過查閱引風(fēng)機(jī)的特性曲線，結(jié)合實際運(yùn)行及試驗情況，判斷鍋爐滿負(fù)荷時引風(fēng)機(jī)的裕量較大。因此可以考慮通過停運(yùn)脫硫增壓風(fēng)機(jī)，由引風(fēng)機(jī)來克服FGD裝置的阻力，以達(dá)到節(jié)能的目的。

2 系統(tǒng)改造

6號機(jī)組鍋爐煙氣從引風(fēng)機(jī)后煙道引出，通過增壓風(fēng)機(jī)升壓后進(jìn)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(jìn)入凈煙道從煙囪排入大氣。FGD煙氣系統(tǒng)配置2臺增壓風(fēng)機(jī)，每臺增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口配置相應(yīng)的擋板；系統(tǒng)配置1塊FGD旁路擋板（簡稱大旁路擋板），分上、下兩部分，由2個電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制。為實現(xiàn)引風(fēng)機(jī)全流量帶FGD裝置運(yùn)行，在每臺增壓風(fēng)機(jī)入口與吸收塔入口之間各增加1個旁路煙道（簡稱小旁路），煙道按鍋爐BMCR（鍋爐最大蒸發(fā)量）工況100%煙氣流量設(shè)計。改造完成后，增壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式有所改變，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷在一定范圍時，增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)，煙氣通過新增的小旁路煙道直接進(jìn)入吸收塔。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷超出范圍時，啟動增壓風(fēng)機(jī)，關(guān)閉增壓風(fēng)機(jī)小旁路擋板。圖1是改造后的煙道示意圖。

圖1 改造后的增壓風(fēng)機(jī)旁路煙道

3 控制方式優(yōu)化

FGD正常運(yùn)行時，增壓風(fēng)機(jī)入口壓力設(shè)置在-50Pa左右。但當(dāng)FGD在小旁路運(yùn)行方式時，引風(fēng)機(jī)出口壓力值必定會大于整個FGD裝置的阻力，最高會達(dá)到1.5kPa以上，此時如果FGD旁路擋板快開，會引起引風(fēng)機(jī)失速、爐膛壓力擾動等問題，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此必須對FGD旁路控制方式及控制策略進(jìn)行優(yōu)化。

3.1 更換FGD旁路擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)

原旁路擋板分上、下2塊，擋板全開動作時間為16s。為減少旁路擋板開啟時對爐膛壓力的擾動，更換了下旁路擋板的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，更換后擋板全開動作時間為120s，而上旁路擋板電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持不變。

3.2 修改FGD旁路擋板的控制策略

3.2.1 FGD旁路擋板控制策略修改原則

（1）只要增壓風(fēng)機(jī)在運(yùn)行，旁路擋板的聯(lián)鎖保護(hù)維持改造前不變。

（2）當(dāng)FGD采用增壓風(fēng)機(jī)旁路煙道運(yùn)行方式時，為減少對機(jī)組運(yùn)行的影響，F(xiàn)GD旁路擋板均采用慢開方式。

（3）引入爐膛負(fù)壓值參與FGD旁路擋板快/慢開保護(hù)。

3.2.2 修改后的旁路快開聯(lián)鎖條件

（1）增壓風(fēng)機(jī)任一停運(yùn)且任一小旁路擋板未開到位。

（2）增壓風(fēng)機(jī)保護(hù)預(yù)動作，滿足以下任一條件觸發(fā)：增壓風(fēng)機(jī)軸承溫度高，增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承溫度高、振動大，控制油壓低，潤滑油壓低。

（3）原煙氣壓力大于2.5kPa。

（4）FGD出口壓力大于1kPa，且任一增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行延時10 s。

（5）FGD保護(hù)1動作且增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行。FGD保護(hù)1指滿足以下任一條件觸發(fā)：鍋爐MFT、運(yùn)行漿液循環(huán)泵少于2臺、FGD入口煙氣溫度高。

（6）原煙氣壓力大于1kPa、小旁路擋板在關(guān)位且任一增壓風(fēng)機(jī)動葉開度大于5%。

（7）原煙氣壓力低于-1kPa。

（8）汽機(jī)跳閘或者RB（Run Back，輔機(jī)故障減負(fù)荷），且增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行（任一）。

（9）增壓風(fēng)機(jī)6A/6B動葉開度反饋故障且增壓風(fēng)機(jī)6A/6B運(yùn)行。

（10）所有漿液循環(huán)泵跳閘，快開旁路擋板6B。

3.2.3 修改后的旁路慢開聯(lián)鎖條件

（1）原煙氣壓力大于2.2kPa（三取二）。

（2）爐膛負(fù)壓大于1.5kPa，且小旁路擋板在開位。

（3）FGD保護(hù)1動作。

（4）小旁路擋板離開開位，且增壓風(fēng)機(jī)A/B均未運(yùn)行，延時2s。

（5）FGD任一凈煙氣擋板不在開位，延時2s。

（6）機(jī)組RB動作且小旁路擋板在開位，延時3min。

4 運(yùn)行試驗

設(shè)備改造完成后，對6號機(jī)組脫硫系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)旁路煙道運(yùn)行情況進(jìn)行試驗，過程如下：機(jī)組在700MW負(fù)荷，開啟FGD旁路擋板，停運(yùn)2臺增壓風(fēng)機(jī)，打開2塊小旁路煙道擋板。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，慢慢關(guān)小FGD旁路擋板至50%開度，然后先關(guān)FGD上旁路擋板，再慢慢關(guān)閉FGD下旁路擋板，運(yùn)行人員在操作過程中密切關(guān)注鍋爐爐膛負(fù)壓及引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況，直至擋板全部關(guān)閉。此時脫硫煙氣系統(tǒng)通過小旁路煙道由引風(fēng)機(jī)克服阻力運(yùn)行。試驗時，漿液循環(huán)泵保持3臺運(yùn)行，脫硫系統(tǒng)阻力保持不變。完成上述步驟后，機(jī)組進(jìn)行升、降負(fù)荷，并在相應(yīng)負(fù)荷下保持穩(wěn)定運(yùn)行，記錄相應(yīng)參數(shù)。試驗過程中，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷在550～1000MW變動時，引風(fēng)機(jī)靜葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠滿足鍋爐調(diào)節(jié)要求。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷約500MW時，出現(xiàn)引風(fēng)機(jī)6A靜葉開大而電流不變現(xiàn)象，判斷引風(fēng)機(jī)6A有輕微失速，停止降低負(fù)荷。試驗表明機(jī)組負(fù)荷在550～1000MW時，引風(fēng)機(jī)能夠帶脫硫系統(tǒng)運(yùn)行。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷小于550MW時，為確保機(jī)組安全運(yùn)行，脫硫系統(tǒng)宜啟用增壓風(fēng)機(jī)。

表1為FGD在2種運(yùn)行方式下的參數(shù)比較，表2為FGD在2種運(yùn)行方式下的4臺風(fēng)機(jī)總功率及節(jié)能情況。

從試驗的結(jié)果來看，不同機(jī)組負(fù)荷下4臺風(fēng)機(jī)總功率節(jié)能情況有所不同，在550～1000MW負(fù)荷段，4臺風(fēng)機(jī)總功率節(jié)能1 200～1 800kW，平均節(jié)電約為1 520kWh/h，月節(jié)電達(dá)110萬kWh，年節(jié)電在1000萬kWh以上，廠用電率下降0.17%～0.2%，節(jié)能效果明顯。

表2 2種方式下4臺風(fēng)機(jī)節(jié)能情況

5 FGD系統(tǒng)可靠性評價

由于更換了FGD下旁路擋板的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，旁路擋板開/關(guān)速度降低，因此當(dāng)FGD旁路擋板動作時有效降低了對主機(jī)煙風(fēng)系統(tǒng)的干擾。

6號機(jī)組脫硫系統(tǒng)項目改造完成后，以小旁路方式運(yùn)行，機(jī)組在550～1000MW時投AGC運(yùn)行穩(wěn)定，期間曾發(fā)生1次由一次風(fēng)機(jī)6A跳閘引起的機(jī)組RB動作，F(xiàn)GD旁路擋板在機(jī)組RB后延時3min慢開，F(xiàn)GD及鍋爐各調(diào)節(jié)系統(tǒng)均動作正常。

在增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式時，由于因增壓風(fēng)機(jī)故障引起的FGD撤出占有很大比例，而脫硫系統(tǒng)以小旁路方式運(yùn)行時，增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)，因而大大提高了脫硫系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

表1 FGD在2種方式下運(yùn)行參數(shù)

6 結(jié)語

1000MW機(jī)組通過增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)旁路煙道來實現(xiàn)引風(fēng)機(jī)全流量帶FGD裝置運(yùn)行，在投入較小的情況下，取得了很好的節(jié)能效果，綜合效益明顯。

[1]曾庭華，楊華，馬斌，等.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的安全性及優(yōu)化[M].北京：中國電力出版社，2003.

[2]武文江.石灰石-石膏濕法煙氣技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[3]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(yùn)行與控制[M].北京：中國電力出版社，2005.

（本文編輯：徐晗）

Application and Control Optimization of Bypass FlueAdded to Desulphurization Boost-up Fan for 1000MW Unit

SUN Zheng-jie，ZHANG Tao
（Guodian Zhejiang Beilun No.1 Power Generation Co.，Ltd，Ningbo Zhejiang 315800，China）

The implementation of the retrofit project that adds the bypass flue to the desulphurization boost-up fan（BUF）of Unit 6 in Beilun Power Plant is described.The control mode optimization and operation mode alteration are carried out after the bypass flue is added to the BUF so that induced draft fan can overcome the resistance of flue gas desulphurization（FGD）system and obvious effect of energy saving is achieved.

FGD；boost-up fan；control optimization；energy saving

TK39

：B

：1007-1881（2012）06-0041-03

2011-08-31

孫正杰（1976-），男，浙江慈溪人，工程碩士，工程師，從事火電廠煙氣脫硫技術(shù)管理工作。