取消FGD旁路檔板后提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行可靠性的探討

戴航丹，羅志浩，柳衛(wèi)榮，吳芝京

（1.浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州 310014；2.浙江省火電建設(shè)公司，杭州 310016；3.浙江浙能蘭溪發(fā)電責(zé)任有限公司，浙江 蘭溪 321100）

為加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，所有火電機(jī)組都應(yīng)取消FGD（煙氣脫硫）系統(tǒng)旁路擋板門。由浙能蘭溪發(fā)電廠、華能玉環(huán)發(fā)電廠、神華國華寧海發(fā)電廠等機(jī)組運(yùn)行情況可知，在取消FGD旁路擋板后，熱控系統(tǒng)的邏輯組態(tài)與機(jī)組運(yùn)行方式上都有一定的完善空間。

1 2種不同的系統(tǒng)改造方式

1.1 保留增壓風(fēng)機(jī)

取消FGD旁路擋板后，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系統(tǒng)保留2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)，每臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口配置相應(yīng)的擋板。圖1為改造后的煙道系統(tǒng)。

1.2 取消旁路擋板的同時(shí)取消脫硫增壓風(fēng)機(jī)

取消FGD進(jìn)出口擋板、旁路擋板、密封風(fēng)機(jī)、電加熱器、旁路煙道，增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)合并布置（簡(jiǎn)稱引增合一），減少了相關(guān)的控制系統(tǒng)。改造后煙氣從除塵器出口經(jīng)引風(fēng)機(jī)直接到吸收塔，經(jīng)GGH（氣氣換熱器）換熱后至煙囪排放，工藝流程順暢。圖2為取消旁路擋板、引增合一后的煙道系統(tǒng)。

2 提高熱控系統(tǒng)可靠性的措施

取消FGD旁路擋板后不僅要從運(yùn)行方式上進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，還要從以下幾個(gè)方面提高熱工控制的可靠性：

圖2 取消旁路擋板的同時(shí)引增合一

（1）梳理熱工信號(hào)單點(diǎn)保護(hù)。對(duì)增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)兩側(cè)軸承溫度本體保護(hù)，F(xiàn)GD進(jìn)、出口溫度保護(hù)等增加測(cè)點(diǎn)，確保冗余。

（2）提高重要設(shè)備電源冗余及等級(jí)。對(duì)電除塵器、增壓風(fēng)機(jī)、漿液循環(huán)泵等設(shè)備的電源重新檢查整理，確保分支、分段。

（3）修改保護(hù)定值。重新梳理所有保護(hù)定值，根據(jù)設(shè)備資料與實(shí)際運(yùn)行以及試驗(yàn)情況綜合得出定值。

（4）增加多條硬接線一致性判斷的優(yōu)化邏輯。對(duì)主機(jī)與脫硫系統(tǒng)、就地間的硬接線信號(hào)重新梳理。對(duì)于參與保護(hù)的信號(hào)，如增壓風(fēng)機(jī)跳閘、漿液循環(huán)泵跳閘、送/引風(fēng)機(jī)跳閘、FGD請(qǐng)求主機(jī)跳閘等信號(hào)，確保多條硬接線具備一致性判斷，當(dāng)發(fā)生不一致情況時(shí)，立刻進(jìn)行光字牌報(bào)警。

3 運(yùn)行方式的調(diào)整

3.1 取消FGD旁路的影響

取消旁路擋板對(duì)FGD系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)的聯(lián)鎖保護(hù)和自動(dòng)控制。所以，優(yōu)化及完善脫硫控制系統(tǒng)，確保聯(lián)鎖保護(hù)以及自動(dòng)控制邏輯的的正確性與合理性，提高FGD系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將成為取消FGD旁路運(yùn)行的重要保障。

取消FGD旁路后，F(xiàn)GD系統(tǒng)成了鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)的一部分，必須與機(jī)組同步啟停，既要保證主機(jī)順利啟動(dòng)，同時(shí)又要充分考慮FGD系統(tǒng)的設(shè)備安全，并盡可能減少污染吸收塔內(nèi)漿液和低溫濕煙氣對(duì)煙囪的腐蝕影響，以下運(yùn)行調(diào)整措施可以較好解決上述問題。

3.2 減輕煙氣油污染

（1）鍋爐啟動(dòng)階段應(yīng)采用等離子點(diǎn)火或者微油點(diǎn)火方式，縮短啟動(dòng)時(shí)間，減少鍋爐燃油量，盡可能減輕燃油對(duì)FGD系統(tǒng)的影響。

（2）在鍋爐油、煤混燃階段時(shí)投入電除塵器電場(chǎng)，減少進(jìn)入吸收塔的燃油量。

（3）電除塵器運(yùn)行后，啟動(dòng)吸收塔再循環(huán)泵，調(diào)整供漿量維持漿液pH值在正常水平，加強(qiáng)除霧器的沖洗，保證除霧器清潔。

3.3 避免粉塵污染

（1）將FGD系統(tǒng)的保護(hù)邏輯“入口煙塵含量高”由跳閘改為發(fā)報(bào)警信號(hào)。

（2）電除塵器供電方式一般為A段母線供一、二電場(chǎng)，B段供三、四電場(chǎng)，為防止母線故障造成煙氣貫穿式通過，將供電方式改為交叉供電，即A段母線供一、三電場(chǎng)，B段母線供二、四電場(chǎng)，降低電除塵器單一通道全停的概率。

（3）加強(qiáng)電除塵器與氣力輸灰系統(tǒng)的檢修維護(hù)和運(yùn)行調(diào)整，減少進(jìn)入FGD系統(tǒng)的煙氣含塵量，如發(fā)生吸收塔漿液中粉塵含量增加、漿液中毒等情況，應(yīng)立即對(duì)吸收塔漿液進(jìn)行逐步置換。

3.4 防止煙溫過高

（1）防止FGD入口煙溫過高，避免影響除霧器材料、吸收塔和煙道防腐材料的使用壽命，在FGD裝置入口加裝事故噴淋裝置。

圖1 保留增壓風(fēng)機(jī)的取消FGD旁路后的煙道系統(tǒng)

（2）啟動(dòng)吸收塔再循環(huán)泵，以降低進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度，防止高溫?zé)龤?nèi)設(shè)施。

（3）遇GGH停運(yùn)故障時(shí)，加強(qiáng)監(jiān)視吸收塔入口、出口煙溫變化趨勢(shì)，要定期試運(yùn)事故噴淋裝置，以保證隨時(shí)正常投運(yùn)。

4 控制策略的優(yōu)化

4.1 增壓風(fēng)機(jī)的保護(hù)

對(duì)于保留增壓風(fēng)機(jī)的機(jī)組，取消旁路擋板后，增壓風(fēng)機(jī)啟停需與引風(fēng)機(jī)配合，先啟動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)或者引風(fēng)機(jī)均可，控制策略的優(yōu)化主要有：

（1）增壓風(fēng)機(jī)事故跳閘邏輯中，當(dāng)2臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，單臺(tái)跳閘時(shí)跳閘風(fēng)機(jī)靜葉（動(dòng)葉）需要撤出手動(dòng)關(guān)閉，防止煙氣回流；2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)全停時(shí)建議撤靜葉（動(dòng)葉）手動(dòng)并自動(dòng)將靜葉開至75%（動(dòng)葉為100%），同時(shí)全開進(jìn)出口擋板，保證煙道最大通流量。

（2）在機(jī)組低負(fù)荷時(shí)，單臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行能夠滿足煙氣通流，所以當(dāng)單臺(tái)風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)只需聯(lián)跳同側(cè)的引風(fēng)機(jī)，并觸發(fā)RB（快速減負(fù)荷）。在機(jī)組高負(fù)荷階段，當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí)，即使靜葉（動(dòng)葉）全開也無法滿足全部煙氣通流要求，因此建議當(dāng)2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)全停時(shí)觸發(fā)鍋爐MFT（主燃料跳閘）。此外，為了保障通風(fēng)降溫，建議保留1組送、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

（3）為提高設(shè)備可靠性，減少誤動(dòng)，增壓風(fēng)機(jī)的跳閘送DCS（分散控制系統(tǒng)）聯(lián)跳送、引風(fēng)機(jī)信號(hào)需要采用多路硬接線冗余方式。2臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳閘，2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)聯(lián)跳；單臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)為保障通風(fēng)，可在機(jī)組RB的同時(shí)考慮不聯(lián)跳增壓風(fēng)機(jī)。

（4）為了進(jìn)一步提高主機(jī)與FGD系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，更利于調(diào)節(jié)，建議取消下列增壓風(fēng)機(jī)跳閘條件：水平/垂直振動(dòng)值高高；凈煙氣檔板未全開；漿液循環(huán)泵少于2臺(tái)運(yùn)行；FGD入口煙溫大于160℃；GGH停運(yùn)。

4.2 煙道的保護(hù)

當(dāng)FGD系統(tǒng)發(fā)生堵塞或者除霧器崩塌等意外情況時(shí)會(huì)出現(xiàn)超壓。為防止引風(fēng)機(jī)出口至FGD吸收塔入口煙道內(nèi)外爆，建議設(shè)置原煙氣擋板前壓力保護(hù)，即原煙氣壓力過高/過低時(shí)停運(yùn)送、引、增壓風(fēng)機(jī)，并且觸發(fā)鍋爐MFT。

4.3 FGD系統(tǒng)的保護(hù)

在鍋爐事故工況下，為保護(hù)吸收塔除霧器和襯膠，當(dāng)吸收塔入口、出口煙氣溫度異常升高時(shí)，需要延時(shí)觸發(fā)主機(jī)MFT，延時(shí)時(shí)間根據(jù)事故噴淋結(jié)果和工藝水箱可用容積確定。另外，對(duì)于保留增壓風(fēng)機(jī)的機(jī)組，當(dāng)FGD系統(tǒng)正常投運(yùn)后，所有吸收塔漿液循環(huán)泵故障停運(yùn)時(shí)，為了更好地保護(hù)吸收塔，建議立刻觸發(fā)主機(jī)MFT。

4.4 事故噴淋系統(tǒng)的保護(hù)

在鍋爐事故工況下，吸收塔入口煙氣溫度異常升高或機(jī)組啟停期間，需要向吸收塔入口煙道噴水減溫，以保護(hù)吸收塔除霧器和襯膠，因此事故噴淋系統(tǒng)顯得格外重要。

事故噴淋系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動(dòng)時(shí)需要考慮所有吸收塔漿液循環(huán)泵故障停運(yùn)與吸收塔入口、出口溫度高等情況，當(dāng)所有吸收塔漿液循環(huán)泵停運(yùn)，或任1臺(tái)吸收塔漿液循環(huán)泵運(yùn)行且FGD入口溫度不高的情況下，需要聯(lián)鎖停止事故噴淋系統(tǒng)。

4.5 漿液循環(huán)泵的保護(hù)

從調(diào)試過程來看，只要FGD系統(tǒng)投運(yùn)，不會(huì)出現(xiàn)吸收塔液位低現(xiàn)象，可以取消“吸收塔液位低漿液循環(huán)泵跳閘”的邏輯；對(duì)于“引增合一”的機(jī)組，可以取消“攪拌器少于3臺(tái)運(yùn)行時(shí)，漿液循環(huán)泵跳閘”的邏輯。

4.6 其他需要關(guān)注的問題

建議增加吸收塔攪拌器全停報(bào)警，以保障漿液濃度；電除塵跳閘信號(hào)需要由專題討論確定，同時(shí)增加電除塵跳閘報(bào)警；為了盡量降低污染物的排放，建議取消鍋爐MFT聯(lián)跳電除塵的邏輯；對(duì)“引增合一”機(jī)組，取消DCS中原有增壓風(fēng)機(jī)的聯(lián)鎖保護(hù)，取消DCS中原有旁路擋板控制和快開等所有邏輯，防止誤發(fā)信號(hào)。

5 結(jié)語

在取消旁路煙道的情況下，F(xiàn)GD系統(tǒng)成為鍋爐煙氣排放的必經(jīng)之路，維護(hù)FGD系統(tǒng)的穩(wěn)定性將會(huì)是今后發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的重要工作之一，要不斷提高控制系統(tǒng)的可靠性，改變相應(yīng)的運(yùn)行方式，隨著控制策略的不斷完善和運(yùn)行方式的調(diào)整優(yōu)化，F(xiàn)GD控制系統(tǒng)的運(yùn)行也會(huì)更加穩(wěn)定。

[1]彭紅文，馬安.GW級(jí)機(jī)組引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并設(shè)置[J].中國電力，2009，42（10）：12-14.

[2]童家麟，葉學(xué)民，毛杰譽(yù)，等.引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)合并運(yùn)行節(jié)能效果分析[J].電力科學(xué)與工程，2011，27（5）：52-55.

[3]朱北恒.火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)試驗(yàn)[M].北京：中國電力出版社，2006.