兩爐一塔單增壓風(fēng)機(jī)的脫硫系統(tǒng)取消旁路技術(shù)

曾振任

摘 ?要：兩爐一塔，每爐配一臺增壓風(fēng)機(jī)的特殊配置125MW機(jī)組取消旁路后，脫硫大部分保護(hù)條件將同時影響兩臺機(jī)組，增壓風(fēng)機(jī)成為整臺機(jī)組的咽喉要道，對保護(hù)邏輯的設(shè)計合理性、可行性提出了挑戰(zhàn)。文章論述如何解決取消旁路對整機(jī)的影響，介紹改造的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：旁路系統(tǒng);RB;增壓風(fēng)機(jī);脫硫裝置;兩爐一塔

引言

旁路系統(tǒng)最早應(yīng)用于發(fā)達(dá)國家脫硫系統(tǒng)中，在我國引進(jìn)國外脫硫技術(shù)的同時也沿襲了其旁路設(shè)置，當(dāng)脫硫系統(tǒng)設(shè)備故障無法正常運行時，打開旁路煙氣擋板門，使脫硫系統(tǒng)解列，脫硫裝置被旁路隔離，不對電廠主機(jī)的運行產(chǎn)生影響。為了加強(qiáng)對火電企業(yè)脫硫設(shè)施運行過程的監(jiān)管，提高脫硫設(shè)施運行效率，2011年8月15日，廣東省環(huán)境保護(hù)廳下發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步做好火電廠脫硫脫硝有關(guān)工作的通知》明確規(guī)定：新審批的火電項目一律不得設(shè)置脫硫煙氣旁路，現(xiàn)役火電廠必須按規(guī)定在“十二五”期間全部取消脫硫煙氣旁路。

1 取消旁路的意義

某電廠為兩爐一塔135MW機(jī)組，每爐配一臺增壓風(fēng)機(jī)的特殊配置如圖1所示，使得脫硫大部分保護(hù)條件將同時影響兩臺機(jī)組，取消旁路，增壓風(fēng)機(jī)成為整臺機(jī)組的咽喉要道，對保護(hù)邏輯的設(shè)計合理性、可行性提出了挑戰(zhàn)。此項目旨在如何解決取消旁路對整機(jī)的影響，并提高鍋爐運行的安全性能。

2 存在的困難和風(fēng)險

2.1 改造方案沒有經(jīng)驗借鑒

兩爐一塔，每爐配一臺增壓風(fēng)機(jī)的特殊配置125MW機(jī)組，同類配置的機(jī)組極為稀少，幾乎沒有可以借鑒的設(shè)計方案。平海發(fā)電廠是一爐兩臺增壓風(fēng)機(jī)，所以改造的方法沒有借鑒意義。而羅定發(fā)電廠脫硫配置和我廠一樣，改造為一爐一塔，但是配置一爐一塔成本太高，超出改造預(yù)算，所以其改造經(jīng)驗也無法借鑒。所以說 “兩爐一塔，每爐配一臺增壓風(fēng)機(jī)”脫硫系統(tǒng)取消旁路邏輯是項目必須要解決的難題和突破點。

2.2 機(jī)組主機(jī)和脫硫分屬不同的DCS

主機(jī)使用德國與脫硫系統(tǒng)分屬不同的DCS控制系統(tǒng)，為改造工作增加了新的難題，為了確保鍋爐與脫硫系統(tǒng)的安全性，必須考慮兩個系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性。

2.3 增壓風(fēng)機(jī)跳閘影響不明確

“兩爐一塔，每爐配一臺增壓風(fēng)機(jī)”方案中，增壓風(fēng)機(jī)起著至關(guān)重要的作用，而其跳閘后，對爐膛負(fù)壓影響如何還不明顯，必須要通過完整的試驗方案，尋找出增壓風(fēng)機(jī)跳閘后爐膛負(fù)壓變化情況，以設(shè)計完整的邏輯應(yīng)對變化。

2.4 核算煙道的承壓能力

“兩爐一塔，每爐配一臺增壓風(fēng)機(jī)”改造后，原煙道的承壓能力是否能滿足要求還是未知，需要核算煙道的承壓能力。

3 解決方案和項目實施過程

3.1 增壓風(fēng)機(jī)跳閘試驗

通過增壓風(fēng)機(jī)跳閘試驗，驗證增風(fēng)機(jī)跳閘對爐膛負(fù)壓的影響，進(jìn)而確定煙氣壓力保護(hù)定值。試驗前狀態(tài)：跳閘前為#2增壓風(fēng)機(jī)為變頻運行狀態(tài)，靜葉開度100%;旁路擋板處于關(guān)閉狀態(tài)，#2增壓風(fēng)機(jī)電流18.5A，入口負(fù)壓-148Pa，爐膛負(fù)壓-20Pa;#1增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓-135Pa（工頻，靜葉投自動），爐膛負(fù)壓-38Pa。#2增壓風(fēng)機(jī)跳閘后6秒，爐膛負(fù)壓開始變化，此時#2增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓+273Pa;#1增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓-220Pa，爐膛負(fù)壓-12Pa。#2增壓風(fēng)機(jī)跳閘后46秒，#2增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓、爐膛負(fù)壓基本達(dá)到穩(wěn)態(tài)，分別為+1174Pa、+280Pa;此時，#1增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓、#1爐膛負(fù)壓達(dá)到最低值，分別為-319Pa、-83Pa。#2增壓風(fēng)機(jī)靜葉全行程時間為30秒。試驗過程中，#1增壓風(fēng)機(jī)工頻運行并投靜葉自動，其開度由跳閘前的31%，降至了19%，但電流僅降1A（從81A降至80A）。試驗總曲線如圖2所示。

結(jié)論：試驗過程中，#2增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓、爐膛負(fù)壓最大值分別為+1193Pa、+298Pa。

3.2 加強(qiáng)煙道承壓能力

引風(fēng)機(jī)出口原煙道擋板至增壓風(fēng)機(jī)入口脫硫段煙道設(shè)計壓力為-2～+2Kpa，取消旁路后，煙道風(fēng)載荷設(shè)計已明顯不能滿足事故狀態(tài)下的承載要求，需要對該段煙道進(jìn)行加固[1]，將煙道設(shè)計壓力提高至-5～+5Kpa，所有加固襯桿、襯板都要加裝在加固肋上，以保證煙道滿足要求，加固方案具體如圖3所示，所有襯板安裝如圖4所示。

3.3 RB研究和風(fēng)險評估

為規(guī)避單臺增壓風(fēng)機(jī)跳閘的影響，對增壓風(fēng)機(jī)跳閘后機(jī)組實現(xiàn)RB進(jìn)行了大量研究和風(fēng)險評估，證明RB不可行。檢驗機(jī)組在正常運行時的增壓風(fēng)機(jī)跳閘而使機(jī)組出力受到限制時，自動控制系統(tǒng)將機(jī)組負(fù)荷快速由高負(fù)荷（大于RUNBACK觸發(fā)負(fù)荷）按預(yù)定的速率向預(yù)定的RUNBACK目標(biāo)負(fù)荷順利過渡的能力，RUNBACK功能試驗是對機(jī)組自動控制系統(tǒng)性能和功能的強(qiáng)烈考驗。

3.4 增壓風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷RUNBACK功能試驗

爐膛壓力變化范圍±1000Pa，汽包水位變化范圍±193mm，A側(cè)二級過熱汽溫變化范圍±25℃，B側(cè)二級過熱汽溫變化范圍21℃，A側(cè)再熱汽溫變化范圍26℃，B側(cè)再熱汽溫變化范圍28℃，總風(fēng)量變化范圍±201.3km3/h，各個參數(shù)已經(jīng)在MFT與ETS的邊緣，機(jī)組的風(fēng)險變得不可控，如出極端情況，將給機(jī)組帶來不可挽救的損壞，所以增壓風(fēng)機(jī)的RB方案行不通。

3.5 修改保護(hù)邏輯

3.5.1 增加“脫硫故障”送至主機(jī)信號

（1）漿液循環(huán)泵全停（延時3秒）或兩臺漿液循環(huán)泵停運（延時600秒），且吸收塔出口（GGH之前）煙氣溫度高于75℃。（一對二）。（2）GGH主、輔電機(jī)均停運，延時15秒。（一對二）。（3）增壓風(fēng)機(jī)入口原煙氣壓力大于1800Pa（3取2）延時1秒;或小于-1800Pa（3取2）延時1秒。（一對一）增壓風(fēng)機(jī)跳閘（指增壓風(fēng)機(jī)6KV總開關(guān)跳閘）（一對一）

3.5.2 增加“脫硫異?！彼椭林鳈C(jī)信號

增壓風(fēng)機(jī)入口原煙氣溫度高于190℃（3取2）。（一對一）

以上條件滿足，脫硫發(fā)“脫硫異?！毙盘枴Ｔ撔盘栍擅摿駾CS分三路向主機(jī)DCS送出，主機(jī)DCS對該信號三取二并延時1秒后，觸發(fā)MFT動作。取消增壓風(fēng)機(jī)原有任一風(fēng)機(jī)軸承、定子線圈、電機(jī)軸承溫度高，或任一風(fēng)機(jī)軸承振動大，延時5s，跳增壓風(fēng)機(jī)保護(hù)，改為DCS報警。取消漿液循環(huán)泵“正常運行時入口門未開”、“吸收塔液位<6.5m，延時60s，停泵”保護(hù)，改為DCS報警。簡化邏輯圖如圖5所示。

3.6 增加排空管

在啟動或停止機(jī)組的時候，為了防止二臺鍋爐的煙氣壓力嚴(yán)重不平衡，可能會引起對側(cè)鍋爐煙氣反串或出現(xiàn)MFT的危險，增壓風(fēng)機(jī)需要進(jìn)行憋壓，等煙氣壓力基本平衡后再啟動，增壓風(fēng)機(jī)憋壓后風(fēng)杌溫度迅速升高，短時間憋壓是允許的，但幾分鐘后，風(fēng)機(jī)的憋壓轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?。為確保機(jī)組的安全，在增壓風(fēng)機(jī)出口擋板前加裝通徑1米的排空用的電動插板門，并在增壓風(fēng)機(jī)出口增壓壓力測點（位置在增壓風(fēng)機(jī)的排空管后，出口擋板前）。

4 項目效果總結(jié)

對機(jī)組取消旁路運行的特殊性進(jìn)行了充分考慮，對其進(jìn)行有針對性的改造（如圖6所示）。從鍋爐排放煙氣參數(shù)的穩(wěn)定性、脫硫裝置運行的可靠性和脫硫系統(tǒng)運行的可控性提出有針對性的應(yīng)對措施，較好的完成了取消旁路后的脫硫邏輯設(shè)計、策劃和組態(tài)、調(diào)試工作，保障了取消脫硫旁路工作的順利完成，改造后，符合國家和地方環(huán)保政策要求，樹立藍(lán)天工程示范企業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1]白云峰，許正濤，吳樹志，等.脫硫機(jī)組取消旁路煙道的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].中國電力，2008，41（1）.

[2]張學(xué)超，武建強(qiáng).關(guān)于脫硫系統(tǒng)取消煙氣旁路的分析[J].價值工程，2014：41-42.