600MW超臨界機組脫硫系統調試問題探討

白東海，賈峰生，孫昌雯

（山西電力科學研究院，山西 太原 030001）

600MW超臨界機組脫硫系統調試問題探討

白東海，賈峰生，孫昌雯

（山西電力科學研究院，山西 太原 030001）

闡述了山西興能發電有限責任公司古交發電廠二期脫硫調試過程中所遇到的煙氣在線監測、煙氣換熱器（GGH）吹灰控制實現和脫硫設計等問題，分析了問題發生的原因，提出了相應的解決措施。

石灰石-石膏濕法；煙氣脫硫；煙氣換熱器

0 引言

SO2排放是造成大氣環境污染及酸雨不斷加劇的主要原因。近年來，國家出臺了一系列促進火電廠SO2控制的法規政策，2005年5月19日，國家發改委下發了《關于加快火電廠煙氣脫硫產業發展的若干意見》的文件，規范了火電廠脫硫的相關措施，細化和明確了不同類型火電機組脫硫裝置的選擇原則，進一步加大了火電廠SO2污染防治的力度[1]。隨著我國電力行業污染物的國家環保排放標準日益嚴格，對于新建或擴建電廠均要求必須安裝脫硫裝置。目前我國電力行業300MW以上機組安裝的脫硫裝置大部分都采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝是目前世界上采用最多最先進的一項脫硫技術，近幾年，隨著我國越來越多的電廠脫硫裝置投入運行，在濕法脫硫方面的技術總結及消化取得了長足的進步。

1 脫硫系統概述

山西興能發電有限責任公司古交發電廠二期擴建工程（2×600MW機組）煙氣脫硫工程采用石灰石-石膏濕式煙氣脫硫FGD（Flue Gas Desulfurization）工藝（見表1），鍋爐燃燒設計煤種在鍋爐最大連續蒸發量BMCR（Boiler Maximum Continue Rate）工況下保證脫硫效率不低于95%。煙氣脫硫系統采用一爐一塔典型布置結構，每套脫硫裝置設置1臺增壓風機、1套煙氣換熱器GGH（GasGasHeater）系統、1套吸收塔系統。從鍋爐來的原煙氣經過增壓風機升壓后進入GGH系統進行降溫處理，降溫后的煙氣再進入吸收塔與塔內的石灰石-石膏漿液進行化學反應，經洗滌后的凈煙氣經過除霧器除去其中大部分水蒸氣再次進入GGH系統進行升溫至80℃，最后經過煙囪排放入大氣中。

表1 FGD系統的主要設計參數

2 脫硫系統調試問題分析

山西興能發電有限責任公司古交發電廠二期擴建工程（2×600MW機組）煙氣脫硫工程通過調試，各系統均能正常運行，系統各性能參數基本達到設計要求。在該項目的調試過程中，主要發現以下一些問題。

2.1 煙氣在線監測問題

在線式煙氣連續排放監測系統CEMS（Continuous Emission Monitoring）能夠對固定式煙氣污染源所排放的二氧化硫和煙塵濃度和排放總量進行連續的自動監測，使用戶能夠了解所購燃煤的質量，隨時掌握鍋爐和除塵脫硫設備的運行狀況，及時采取對策降低污染物的排放，減少排污費。現場監測點原則上應安裝在脫硫除塵器后、引風機前的負壓區，前后應有足夠的直管段。可由于現場場地所限，測點安裝位置無法滿足要求，導致煙氣流量和SO2濃度測量不準，所以CEMS系統監測到的數值及由其算出的脫硫率只能在運行時起到參考作用或對在線監測系統數值嘗試系數修正。

2.2 GGH吹灰控制實現問題

GGH清潔裝置系統為脫硫裝置的一部分，主要為GGH煙氣加熱器清潔工具，去除加熱器中的灰塵或結垢，讓煙氣加熱器能夠更好地進行熱交換。本系統主要有兩部分組成：GGH清潔裝置、清潔裝置管路系統。該套GGH清潔裝置帶就地控制柜，原先設計為就地可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller）控制，現采用分散控制系統DCS（Distributed Control System）實現（見圖1），可節省費用近百萬。GGH清潔裝置的工作介質為低壓水、蒸汽、高壓水。低壓水和蒸汽共用1套管路，高壓水用1套管路。低壓水和蒸汽管路分由獨自的水源及汽源引出后，經各自的閥門組件再合并為1條管路，進入清潔裝置本體閥門。高壓水管路由高壓水泵引出后，分為兩路，分別進入上清潔裝置及下清潔裝置。清潔裝置蒸汽吹掃為熱態時使用，低壓水為停爐時，清潔裝置進行低壓水沖洗只能進行就地手動。在蒸汽吹掃和高壓水沖洗時由遠方DCS控制。清潔裝置的動作原理為前進間歇式、后退直動式，前進時裝有多個噴嘴的嘴管從加熱器外側向前移動至加熱器中心作逐步吹掃，吹灰管每前進一步，即中止移動，對熱交換面作一次或多次環狀吹掃，可使每個區域得到有效吹掃（見圖1）。

圖1 清潔裝置動作原理D C S實現

2.3 脫硫系統設計問題

a）古交冬季平均氣溫較低，現場管道未設計伴熱帶，后增加，但設計為管道同向布置且只有1根，根本不能滿足運行防凍需要。以后設計北方項目，最好采用纏繞形式。而且所有管道都必須伴熱，即使常流水管道在北方也很容易上凍，包括水流指示器等也要采取防凍措施。

b）電氣熱控專業溝通不夠。電氣設計的部分開關柜在3號電氣開關室（3號石灰石漿液泵、事故漿液泵、攪拌器等），而熱控的控制方式設計在4號DCS。該設計造成現場施工不方便，容易造成誤解。

c）公用系統設備（事故漿液箱設備） 應該設計在公用電機控制中心MCC（Motor Control Center）段，不能為了節省電纜放在獨立段上，造成獨立段檢修時公用設備不能正常運行。

d）專業設計人員溝通不夠。旁路擋板門工藝專業設計為上部開關型下部調節型，但熱控設計為上部調節型下部開關型。筆者傾向于后種方式，正常運行時一般先關開關型擋板門后關調節型擋板門，而下部煙道比較容易積灰，如果將下部擋板門設計成調節型，當擋板門緩慢關閉時容易造成卡澀而不能關到位。

e）專業設計人員溝通不足。很多設備沒有設計開關柜。就該事聯系相關設計人員得知，在電氣設計結束后，工藝專業又增加了十幾臺負荷，造成電氣設計開關柜嚴重不足。

f）系統分類不合適。該工程儀用空氣、冷卻水等系統不能作為公用系統考慮。3號、4號（脫硫系統的儀用空氣系統和冷卻水系統都是相對獨立的系統，所以也要相應歸屬于各自系統。只有石膏脫水系統、漿液制備系統、廢水系統、工藝水系統才能歸類為公用系統。

g）煙氣系統增壓風機入口壓力設計為1個點，增壓風機出口壓力設計為3個點，做邏輯時采用風機出口壓力三取二選擇。從設計嚴謹角度考慮，不妥。原則上增壓風機入口應該設計3個壓力點。

h）濾餅沖洗水完全可以用工藝水直接沖洗，不用設計濾餅沖洗水箱。濾餅沖洗水箱傳統設計為濾布沖洗回流水，含固量相對較高，容易在水箱底部沉淀造成堵塞，而且濾餅沖洗水量較小不會對系統水平衡產生影響，建議取消。

i）配置濃石灰乳不方便。濃石灰乳制備箱較高，在配置濃石灰乳時需要人工將石灰石粉扛運至制備箱頂上再倒入箱中才能完成配置，人工耗量較大，最好設計制備箱為下沉式，利于配置。

j）石膏樓集液坑泵設計只有1臺而煙囪集液坑泵設計2臺。石膏樓系統排水較多，集液坑泵啟停相對比較頻繁，所以最好設計2臺泵；而煙囪集液坑泵相對較少，啟停周期長，只要1臺泵就可以滿足運行要求。

3 結束語

電廠脫硫系統的調試，是面臨的新課題[2]。通過對古交脫硫項目調試過程中發現的問題進行分析及采取措施進行優化，提高了系統的運行性能，同時也為同類機組脫硫工程的調試及運行積累了經驗。

［1］ 焦路峰.山西省燃煤電廠脫硫現狀分析及對策研究［J］.山西電力，2005（5）:56-57，63.

［2］ 張保瑞，安國銀.電廠煙氣脫硫調試實踐［M］.北京：中國電力出版社，2005:31-35.

Problems in the Commissioning Process of Flue Gas Desulfurization System in Supercritical Unit

BAI Dong-hai，JIA Feng-sheng，SUN Chang-wen
（Shanxi Electirc Power Research Institute，Taiyuan，Shanxi030001，China）

This article gives an illustration on the problems during the commissioning of flue gas desulfurization system in Gujiao Power Plant，including flue gas on-line monitoring，the realization of GGH blowing control and desulfurization design etc..The reasons for the problems are analyzed and corresponding solutions are put forward.

wet limestone-gypsum method；flue gas desulfurization；gas-gas heater

TK323

B

1671-0320（2012）05-0046-03

2012-06-17，

2012-07-16

白東海（1980-），男，山西太原人，2007年畢業于太原理工大學電子信息專業，碩士，工程師，從事熱工調試研究工作；

賈峰生（1978-），男，山西平遙人，2004年畢業于太原理工大學控制理論和工程專業，碩士，工程師，從事熱工調試研究工作；

孫昌雯（1984-），女，天津人，2006年畢業于山西財經大學電子商務專業和經貿英語專業，雙學士，助理工程師，從事熱工調試研究工作。