脫硫APS系統在1 000 MW機組中的應用

蔣 健

（浙江省電力試驗研究院，杭州 310014）

脫硫APS系統在1 000 MW機組中的應用

蔣 健

（浙江省電力試驗研究院，杭州 310014）

通過寧海1 000 MW機組脫硫系統中實現APS系統的可行性分析，闡述脫硫APS系統的重要意義，總結了在實現脫硫APS系統過程中產生的問題和解決方法，表明了脫硫APS系統的實用性和可靠性，對其他機組脫硫APS系統的設計和調試具有參考價值。

1 000 MW機組；脫硫；APS系統

將機組自啟停控制系統 （Automatic Powered System，簡稱APS）應用于脫硫系統時，運行人員僅需按下啟動控制鍵，系統就將按照設計的先后順序、規定的時間和各控制子系統的工作情況，自動啟停相關設備，協調脫硫各系統的控制，在少量人工干預甚至完全不用人工干預的情況下，自動完成整個脫硫系統的啟停。

脫硫APS系統的主要目的是減少電廠運行人員的操作，避免人工操作造成的系統不穩定，提高機組自動化水平，并確保電廠脫硫系統和主機的穩定運行。

1 系統概述

寧海電廠二期6號機組為1 000 MW機組，脫硫系統比其他電廠多1臺增壓風機，但少了GGH（氣氣換熱）系統。目前國內1 000 MW機組基本上都配備了脫硫系統，但尚未應用脫硫APS系統。由于脫硫系統的工藝和流程已相當成熟，經過研究和改進，APS系統在1 000 MW機組脫硫系統中的應用是可以實現的。

寧海電廠二期6號機組脫硫APS系統包括煙氣系統、吸收塔系統、制漿系統和除霧器沖洗系統。系統總體結構可分為4層：機組控制級、功能組控制級、功能子組控制級和單個設備控制級。脫硫系統就是機組控制級，功能組控制級就是脫硫系統中各個系統如煙氣系統、吸收塔系統等，功能子組控制級就是功能組控制級下的小控制系統，如煙氣系統中的增壓風機系統、吸收塔系統的吸收塔循環泵系統，單個設備控制級則控制增壓風機、吸收塔循環泵等。脫硫APS系統總體結構見圖1。

2 啟動條件和啟停步驟

實現脫硫APS系統首先需要確定系統啟動條件和啟停步驟。

圖1 脫硫APS系統層次結構

脫硫系統啟動前需要有足夠的水和石灰石漿液，所以作為公用系統的水系統必須先滿足脫硫需要，即至少要有1臺工藝水泵運行且工藝水箱液位正常，濾液水泵運行和聯絡門打開，以保證制漿、吸收塔和除霧器沖洗等用水系統正常工作。滿足漿液條件需要至少1臺石灰石漿液泵運行，石灰石漿液箱液位和石灰石漿液密度正常。而輔助系統設備需要壓縮空氣系統投運。脫硫系統投運還需滿足一些其他條件，若電除塵無法正常投運或含塵量高、鍋爐有任一油槍投入、FGD進口煙氣溫度或壓力不正常、吸收塔液位太高或太低、吸收塔排空門沒開等都不能保證脫硫系統正常運行，這些條件都必須在投脫硫APS系統前滿足。此外，運行人員還需要在啟動增壓風機、氧化風機和吸收塔循環泵前預選好需要啟動的設備，既防止6 kV大電機同時啟動引起沖擊，又保證脫硫系統能正常運行。

分析了脫硫APS系統啟動條件后，還需要確定系統啟停的具體步驟。脫硫APS系統中各子系統投入的順序依次是吸收塔系統、除霧器系統、供漿系統和煙氣系統。停運順控依次為煙氣系統、吸收塔系統、除霧器系統、供漿系統。脫硫APS系統啟動階段設有一個斷點，即手動關閉煙氣旁路，此時吸收塔系統和煙氣系統已全部啟動，運行人員需手動慢關煙氣旁路擋板，并保證增壓風機前入口壓力穩定。而脫硫APS系統停運階段則不設斷點。脫硫APS系統啟動完成時間約1.5～2 h，停運完成時間0.5 h。

3 過程分析及難點解決

3.1 增壓風機系統

在脫硫APS系統實現過程中，對已有的邏輯進行了較多修改和完善。其中主要難點在于2臺增壓風機的啟動順序以及增壓風機動葉開度控制和動葉、電流偏置投自動的控制。

啟動增壓風機系統時，首先投入增壓風機A的啟動順控，打開出口門，啟動風機，再打開進口擋板，最后把風機動葉開到35%。因為根據經驗，煙氣旁路擋板關閉時，增壓風機動葉一般控制在35%左右，此時增壓風機前的壓力和爐膛壓力能保持穩定。之所以先開進口擋板再開風機動葉，是因為增壓風機動葉在開的過程中對進口擋板有巨大的拉力，動葉比進口擋板先開會造成進口擋板無法正常開啟或開啟很慢，容易引起增壓風機進口擋板設備損壞或增壓風機跳閘。

在脫硫APS系統啟動步驟中，不能直接對增壓風機動葉設置開度指令，因為直接輸入開度指令，動葉會快速開到設定值目標，而動葉開得太快會引起增壓風機入口前壓力劇烈波動。當APS開動葉指令到達時，西門子T3000系統中調節閥CCTRL功能塊的端口C_TRACK將變為1，此時增壓風機出口動葉指令自動跟蹤調節閥CCTRL功能塊端口TRACK_V上的動葉指令預定數值35%，然后通過RAXFR功能塊實現逐漸爬升，即動葉開度從0%慢慢開到35%，變化速率為0.2%/s，以保證增壓風機前壓力穩定。

增壓風機A動葉開到35%后，啟動增壓風機B的順控，等到增壓風機B動葉也開到35%，才投入2臺增壓風機的自動，并設置初始入口壓力值為150 Pa。如果增壓風機A啟動后就先投入自動，在增壓風機B動葉打開過程中將會引起增壓風機前壓力波動，使增壓風機A的動葉開度頻繁變化，不利于增壓風機入口前壓力控制。壓力設定值設定完成后，自動復位到手動壓力設定方式，方便運行人員根據工況隨時手動設置增壓風機前入口壓力設定值。

當2臺增壓風機都投入自動后，1 000 MW機組增壓風機系統還要投入電流偏置的調節控制，目的是讓2臺增壓風機的出力盡可能相同，即電流盡可能接近，同時也要求2臺增壓風機動葉開度不能相差太大，一般不能大于8%～10%。經過調試，電流偏置設定在-5 A，即增壓風機A電流比增壓風機B電流大5 A。脫硫APS系統增壓風機系統啟動過程見圖2。

圖2 脫硫APS系統增壓風機系統啟動過程圖

3.2 其他系統

除了增壓風機系統的邏輯修改外，還增加了其他系統的修改。

（1）增加脫硫APS系統允許啟動條件畫面，使運行人員明確脫硫APS系統的啟動條件。

（2）增壓風機、氧化風機、吸收塔循環泵均為6 kV大電機，需每隔15 s啟動一臺，否則會引起電流的沖擊。因此在脫硫APS系統啟動前，運行人員需在啟動畫面上選擇1～2臺增壓風機、任意2臺氧化風機和2～4臺吸收塔循環泵，作為脫硫APS系統啟動的允許條件。

（3）當吸收塔液位大于11 m時，除霧器沖洗順控不投運，所以在投入脫硫APS系統時，運行人員需選擇是否投入吸收塔除霧器沖洗順控。

（4）除霧器噴淋層沖洗的第一層下沖洗、第一層上沖洗和第二層沖洗系統再次自動沖洗的間隔時間分別是40 min、40 min和60 min。因為間隔時間比較長，因此在除霧器沖洗畫面上增加了沖洗順控等待時間。

（5）運行人員選擇好需啟動的2臺氧化風機后，當脫硫APS系統執行到需要啟動氧化風機步驟時，先啟動其中一臺被選的氧化風機順控，隔15 s后再自動啟動另外一臺被選的氧化風機順控，然后再投入聯鎖模塊，這樣既可防止2臺氧化風機同時啟動，又保證了其備用關系。

（6）修改脫硫APS系統停運時除霧器噴淋閥的關閉邏輯，APS系統停運后噴淋閥會自動關閉，保證吸收塔液位正常。

（7）修改脫硫APS系統停運時聯鎖模塊復位邏輯，使系統重啟時能正常投入聯鎖功能。

4 結語

脫硫APS系統改造完成后，多次應用APS啟停脫硫系統，脫硫設備均啟停正常，增壓風機前入口壓力和主機爐膛壓力穩定，石灰石漿液pH值保持在5．2～5．4，脫硫率保持在95%以上，說明改進后的脫硫APS系統能夠滿足1 000 MW機組自動啟停的要求。

脫硫APS系統的投運大大減輕了運行人員的操作壓力，提高了脫硫系統的自動化水平，但同時也要求運行人員更加熟悉系統的邏輯和步驟，并在設備故障和其他突發情況時能夠及時解決和手動干預。

[1]孫長生，馮國鋒．電力行業熱工自動化技術的應用現狀與發展[J]．自動化博覽，2008，25（4）∶24－28．

[2]潘鳳萍，陳世和，張紅福，等．1 000 MW超超臨界機組自啟停控制系統總體方案設計與應用[J]．中國電力，2009，42（10）∶15－18．

[3]歸一數，胡靜，王璟，等．APS技術在平圩電廠600 MW機組DCS改造中的應用[C]．2006年全國發電廠DCS與SIS技術研討會暨熱工自動化專業會議．2006年．

（本文編輯：徐 晗）

Application of Desulfurization APS System in 1 000 MW Unit

JIANG Jian
（Zhejiang Electric Power Test and Research Institute，Hangzhou 310014，China）

This paper analyzes the feasibility ofthe application ofthe desulfurization APS system for the 1 000 MW unit in Ninghai Power Plant，discusses the significance of the system,summarizes the problems and solutions during the process of application and indicates the practicality and reliability of the system.And it is of great reference value for the design and commissioning of the desulfurization APS system of other units.

1 000 MW unit；desulfurization；APS system

X773

B

1007-1881（2010）10-0040-03

2010-01-07

蔣 健（1978-），男，浙江杭州人，工程師，從事熱工自動化調試工作。