河源電廠取消脫硫旁路的控制邏輯優(yōu)化

沈儉 顧德東 徐慶國 李如意

摘 要：按照廣東省環(huán)保廳的要求，燃煤發(fā)電廠必須取消脫硫系統(tǒng)煙氣旁路。文章主要從脫硫系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的可靠性對機(jī)組安全運(yùn)行的影響進(jìn)行了分析，通過對脫硫系統(tǒng)及鍋爐相關(guān)保護(hù)邏輯進(jìn)行優(yōu)化，增加增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制前饋信號，保證了取消脫硫旁路后，機(jī)組安全可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：脫硫；增壓風(fēng)機(jī)；旁路擋板；保護(hù)

1 概述

河源電廠2*600MW機(jī)組為哈爾濱鍋爐廠制造的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐，采用等離子點(diǎn)火技術(shù)。煙氣脫硫裝置采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，脫硫裝置采用一爐一塔，每臺爐對應(yīng)配置一臺動(dòng)葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)，安裝在FGD裝置進(jìn)口原煙氣側(cè)，用于克服吸收塔及煙氣換熱器（GGH）的阻力。為保證脫硫系統(tǒng)故障時(shí)主機(jī)的安全運(yùn)行，在原煙道和凈煙道之間設(shè)計(jì)有旁路煙道及旁路擋板。根據(jù)廣東省環(huán)保廳關(guān)于“十二五”節(jié)能減排的要求，河源電廠必須于2013年底完成取消脫硫旁路并建設(shè)脫硝裝置。2號機(jī)組2013年1月利用C修機(jī)會取消了旁路擋板及其輔助設(shè)備，并且對脫硫系統(tǒng)DCS邏輯進(jìn)行了優(yōu)化。

2 脫硫無旁路運(yùn)行存在的問題分析

2.1 增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性

河源電廠每臺爐煙氣系統(tǒng)只配了一臺增壓風(fēng)機(jī)，取消脫硫煙氣旁路后，若增壓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障停運(yùn)，將直接導(dǎo)致機(jī)組停運(yùn)。因此增壓風(fēng)機(jī)的重要性超過了主機(jī)的六大風(fēng)機(jī)和給水泵。河源電廠機(jī)組投運(yùn)以來，增壓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)過液壓油泄露、振動(dòng)大、失速保護(hù)誤動(dòng)等多種情況，因此加強(qiáng)對增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行維護(hù)及其重要。

2.2 漿液循環(huán)泵的可靠性

漿液循環(huán)泵是脫硫系統(tǒng)的重要設(shè)備，循環(huán)泵的跳閘會引起脫硫效率降低，凈煙氣排放不達(dá)標(biāo)。甚至可能出現(xiàn)由于煙氣量大導(dǎo)致吸收塔內(nèi)煙氣溫度高，引起吸收塔內(nèi)部部件及防腐層損壞。

2.3 吸收塔的超溫保護(hù)

原脫硫系統(tǒng)沒有設(shè)計(jì)事故噴淋系統(tǒng)，當(dāng)原煙氣溫度高于165℃時(shí)，觸發(fā)FGD跳閘信號，使增壓風(fēng)機(jī)跳閘并打開旁路擋板，防止高溫?zé)煔膺M(jìn)入吸收塔超溫。取消脫硫煙氣旁路后，吸收塔成了煙氣流通的唯一通道，為防止主機(jī)系統(tǒng)故障導(dǎo)致高溫?zé)煔膺M(jìn)入吸收塔破壞吸收塔內(nèi)部設(shè)備及防腐層，需加裝事故噴淋系統(tǒng)并增加煙氣溫度高觸發(fā)鍋爐MFT邏輯。

2.4 引風(fēng)機(jī)出口與增壓風(fēng)機(jī)入口煙道的壓力保護(hù)

原設(shè)計(jì)中，原煙氣壓力高于500Pa或低于-800Pa時(shí)，快開旁路擋板。取消旁路擋板后，為防止引風(fēng)機(jī)出口與增壓風(fēng)機(jī)入口煙道超壓，需對該段煙道的煙氣壓力進(jìn)行監(jiān)測，一旦參數(shù)越限，及時(shí)提供報(bào)警，必要時(shí)需停爐。

3 熱工控制邏輯優(yōu)化

3.1 增壓風(fēng)機(jī)保護(hù)邏輯優(yōu)化

因取消脫硫煙氣旁路，增壓風(fēng)機(jī)能否安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到整臺機(jī)組的是否穩(wěn)定運(yùn)行。因此在增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)允許條件里，取消與原煙氣擋板和凈煙氣擋板有關(guān)條件，增加鍋爐空氣通道建立和任一漿液循環(huán)泵已運(yùn)行信號。對增壓風(fēng)機(jī)保護(hù)跳閘邏輯也進(jìn)行了修改，取消了一些不必要的保護(hù)條件，改為報(bào)警。修改后的增壓風(fēng)機(jī)跳閘邏輯圖如圖1所示：

圖1

考慮到增壓風(fēng)機(jī)的溫度測點(diǎn)和吸收塔進(jìn)、出口溫度測點(diǎn)涉及到跳機(jī)保護(hù)，對溫度保護(hù)做“三取二”邏輯，增加測溫?zé)犭娮韫菜闹?，并在DCS邏輯中增加溫升速率判斷，防止因熱電阻接線松動(dòng)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。此外，在與設(shè)備廠家溝通后，適當(dāng)提高增壓風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)的保護(hù)定值，將增壓風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)高高值改為180μm，高值報(bào)警改為114μm。

3.2 增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制邏輯優(yōu)化

原增壓風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉控制邏輯未設(shè)計(jì)動(dòng)葉前饋信號，僅根據(jù)增壓風(fēng)機(jī)入口壓力進(jìn)行PI調(diào)節(jié)。在此次邏輯修改中，增加了增壓風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉控制前饋信號，當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，采用引風(fēng)機(jī)靜葉的平均開度作為增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉的前饋信號，若機(jī)組RB動(dòng)作，則采用機(jī)組負(fù)荷與引風(fēng)機(jī)靜葉開度的綜合運(yùn)算值，以便快速響應(yīng)負(fù)荷變化，保證入口壓力在安全范圍內(nèi)。增壓動(dòng)葉開度閉鎖邏輯，原煙氣壓力高閉鎖增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉關(guān)，原煙氣壓力低閉鎖增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開。增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉切手動(dòng)條件僅保留增壓風(fēng)機(jī)跳閘、增壓風(fēng)機(jī)液壓油泵全停、原煙氣壓力壞質(zhì)量三項(xiàng)。取消增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉自動(dòng)關(guān)條件，若增壓風(fēng)機(jī)跳閘，則增壓風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉置全開位，自然通風(fēng)。

3.3 漿液循環(huán)泵保護(hù)邏輯優(yōu)化

取消脫硫旁路擋板后，漿液循環(huán)泵也成為機(jī)組安全運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。特別是在機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行條件下，漿液循環(huán)泵全部運(yùn)行。任一臺漿液循環(huán)泵跳閘可能會導(dǎo)致凈煙氣排放超標(biāo)，凈煙氣溫度高損壞吸收塔設(shè)備。因此對漿液循環(huán)泵的保護(hù)條件只保留軸承溫度保護(hù)，并對溫度測點(diǎn)作溫升速率判斷，以防因溫度測點(diǎn)接線松動(dòng)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。取消泵的入口壓力低和吸收塔液位低保護(hù)，只作光字牌報(bào)警。

3.4 增加吸收塔入口事故噴淋相關(guān)邏輯

當(dāng)出現(xiàn)吸收塔入口溫度>130℃、漿液循環(huán)泵全停且吸收塔入口溫度>70℃條件之一時(shí)，自動(dòng)打開吸收塔入口自動(dòng)噴淋氣動(dòng)門。當(dāng)出現(xiàn)至少兩臺漿液循環(huán)泵運(yùn)行且增壓風(fēng)機(jī)入口溫度<160℃或漿液循環(huán)泵全停時(shí)且增壓風(fēng)機(jī)入口煙氣溫度<70℃時(shí)，連鎖關(guān)閉事故噴淋氣動(dòng)閥。

3.5 主機(jī)連鎖保護(hù)邏輯修改

3.5.1 增加脫硫系統(tǒng)至鍋爐點(diǎn)火允許信號

在原鍋爐點(diǎn)火允許條件里，增加增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，脫硫系統(tǒng)GGH運(yùn)行和至少一臺漿液循環(huán)泵運(yùn)行。

3.5.2 增加鍋爐MFT信號

增加脫硫系統(tǒng)故障觸發(fā)鍋爐MFT信號，該信號包括如下條件：①漿液循環(huán)泵全停（運(yùn)行信號取非），且吸收塔出口煙溫>70℃（三取二），延時(shí)10S；②增壓風(fēng)機(jī)入口溫度>165℃（三取二）且吸收塔出口煙溫>70℃（三取二），延時(shí)10S；③增壓風(fēng)機(jī)入口溫度>180℃（三取二），延時(shí)300S；④增壓風(fēng)機(jī)入口壓力高于+3500Pa或低于-3500Pa，延時(shí)3S；⑤增加增壓風(fēng)機(jī)跳閘信號（三取二），該信號從電氣6KV開關(guān)輔助觸點(diǎn)直接送入主機(jī)DCS。

3.5.3 增加引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)允許條件

在引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)條件中增加增壓風(fēng)機(jī)已運(yùn)行信號。

3.5.4 增加增壓風(fēng)機(jī)入口煙溫>160℃，閉鎖機(jī)組增加負(fù)荷條件。

3.5.5 將原鍋爐空氣通道建立信號修改為空氣通道已建立且A引風(fēng)機(jī)進(jìn)/出口擋板已開且A引風(fēng)機(jī)靜葉開度達(dá)50%或空氣通道已建立且B引風(fēng)機(jī)進(jìn)/出口擋板已開且B引風(fēng)機(jī)靜葉開度達(dá)50%作為增壓風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)允許條件。

4 結(jié)束語

河源電廠2號機(jī)組取消脫硫旁路擋板后，經(jīng)過對熱工控制邏輯優(yōu)化，設(shè)備運(yùn)行狀況良好，尤其2號機(jī)組2013年分別發(fā)生一次風(fēng)機(jī)RB和空預(yù)器RB動(dòng)作，RB動(dòng)作后，增壓風(fēng)機(jī)入口壓力調(diào)節(jié)穩(wěn)定，為國內(nèi)同類型機(jī)組取消脫硫旁路提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。僅對取消脫硫旁路擋板后進(jìn)行控制邏輯優(yōu)化，改造工藝簡單，投資小，工期短。但對于這種單臺增壓風(fēng)機(jī)的機(jī)組，取消旁路后，若增壓風(fēng)機(jī)有故障，不能隔離檢修?？梢钥紤]加裝增壓風(fēng)機(jī)旁路煙道或進(jìn)行引、增風(fēng)機(jī)二合一改造，以避免因增壓風(fēng)機(jī)故障導(dǎo)致機(jī)組非停的事件發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 張亮.燃煤電廠在節(jié)能減排中脫硫系統(tǒng)取消旁路擋板控制邏輯介紹與優(yōu)化[J].華東科技，2013年第4期.

作者簡介：沈儉（1976-），男，本科，畢業(yè)于武漢水利電力大學(xué) 工程師，從事火電廠熱工控制設(shè)備管理工作。