國內百萬機組脫硫系統無旁路改造與安全運行探究

【摘 要】平海發電廠一期工程2*1000MW 機組采用的是帶旁路的濕法石灰石-石膏煙氣脫硫技術，通過改造，提高了脫硫系統的投運率，污染物的排放得到降低，對百萬機組的旁路改造具有示范作用。深入研究了脫硫系統無旁路運行， 并對脫硫系統在運行中存在的問題及注意事項進行了探討， 為機組的安全穩定運行積累了經驗。

【關鍵詞】脫硫；無旁路；示范作用；節能減排；安全運行

0.引言

在國內火電廠中，配套脫硫工程大多采用帶旁路的脫硫系統， 當脫硫系統故障后，可以打開脫硫系統的旁路，使鍋爐的原煙氣通過旁路進入煙囪，而不影響機組的安全運行。但是脫硫旁路的設置卻致使脫硫系統的投入得不到嚴格約束，進而SO2 的排放也得不到嚴格的控制，這與節能減排的要求不相符合。平海發電廠脫硫系統通過無旁路改造技術，取消了傳統脫硫系統的旁路擋板。保證了脫硫系統與機組同步運行的條件，使節能減排工作落到實處。然而，不設置旁路對脫硫系統的安全運行要求更高。本文將以平海電廠一期工程為例對脫硫系統在運行過程中存在的問題及注意事項進行探討。

1.脫硫系統簡介

1.1 原有旁路系統簡介

平海電廠一期工程煙氣脫硫系統采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，為一爐一塔配置形式；沒有GGH。當脫硫系統檢修或風煙系統煙氣超溫、超壓等異常條件時，旁路自動打開，保證了脫硫系統的可靠隔離。

1.2取消旁路后系統簡介

取消旁路后，增加了脫硫系統跳閘條件作為機組的跳閘條件。脫硫系統增加了一個備用石灰石漿液箱。在石灰石漿液箱檢修時能正常供應石灰石漿液。在吸收塔入口煙道增加了一路事故噴淋水，水源取至全廠最可靠的水源消防水。增加了一路脫硫系統備用電源，電源引之電廠啟備變，增加了脫硫系統電源的備自投裝置。

同時設置了脫硫6kv段設備的切換時的工作條件，保證重要負荷的可靠性。其中Ⅰ類負荷：增壓風機，C、D漿液循環泵：低電壓定值60V 延時4S跳閘Ⅱ類負荷：A、B漿液循環泵，氧化風機，真空泵，濕式球磨機。低電壓定值70V，延時0.5S跳閘。

1.3取消旁路后的設備配置與邏輯思考

取消旁路后，增壓風機，漿液循環泵及氧化風機都上升為機組主設備，所以，設備的跳閘條件都要保證機組的安全運行，對一些易誤跳閘條件作了報警。以防機組誤跳。另外無論是漿液循環泵，還是機組事故情況下的通風冷爐等處理不當，都會造成入口煙氣溫度升高。為了保護吸收塔內襯、除霧器及玻璃鋼煙道不被高溫煙氣燒壞，無旁路脫硫系統特設了一個事故噴淋裝置， 在異常情況發生時（原煙氣煙溫大于160℃）快速打開來降低入口煙溫至70℃以下。另外為保證吸收塔的入口煙塵濃度合格，還設置電除塵器的備自投，在除塵A段或B段失電時，C段備用電源自動投入。投入不成功則跳閘對應側風組，本證脫硫系統的可靠運行。

2.無旁路系統運行要求

2.1機組正常運行要求

（1）漿液循環泵。漿液循環泵設計工況為4臺運行。但在保證脫硫效率的情況下，其運行方式可以為3運1備，或2運2備，當在極限情況下，如果3臺跳閘，只有1臺運行時，應立即減負荷，以降低進入脫硫系統的煙氣溫度，同時保持跳閘漿液循環泵的入口閥在打開狀態，設備事故處理后立即啟動，保護吸收塔內設備不受損壞。從而保證吸收塔和玻璃鋼煙道在安全的情況下運行。

（2）氧化風機。在3臺氧化風機全停情況下， 脫硫系統可維持運行一段時間。但應及時安排人員處理， 盡快將氧化風機投入。如果在8h內不能恢復， 脫硫系統應停止運行。

（3）電除塵器。主機邏輯判斷“單側運行中單側電除塵跳閘”主機邏輯處理：有燃燒器運行，A側或B 側任一電源投運情況，出現兩路電源分位，延時60S，脈沖3S作用：跳閘相應側引風機。運行人員應在電除塵備用電源正常合閘情況下盡快在上位機手動啟動相應電除塵器。為了防止脫硫無旁路系統的漿液遭到粉塵污染中毒，在正常運行期間應密切監測電除塵器出入口粉塵濃度及CEMS系統的主要參數。如果電除塵器其中若干電場或供電區因故障停運，造成出口粉塵濃度大于200mg/Nm3時，鍋爐應根據實際情況降負荷運行，脫硫系統通過觀察吸收塔內漿液的化學吸收反應情況以及石膏品質情況，決定是否需要升降負荷及繼續運行。如果電除塵器其中若干電場或供電區因故障停運， 但出口粉塵濃度不大于200mg/Nm3時，脫硫系統可繼續保持運行，但需長時間進行運行觀察。一般正常運行時吸收塔入口粉塵濃度不大于50mg/Nm3，出口不大于20mg/Nm3。

（4）事故噴淋水。正常運行中事故噴淋的消防水壓力應大于0.5Mpa。為保證事故噴淋水運行可靠性，應定期做事故噴淋試驗，保證事故噴淋系統運行的可靠性。當吸收塔入口煙溫不低于160℃時，應啟動事故噴淋，如果入口煙氣溫度不高于150℃時自動關閉事故噴淋。當吸收塔入口煙溫不低于事故噴淋系統運行時， 應注意噴淋時間和補充水源是否正常，同時還應注意吸收塔液位在允許范圍內，防止漿液倒流入增壓風機出口煙道。

（5）脫硫系統保護設置。因為脫硫無旁路系統的安全運行狀況直接影響機組的安全運行， 所以要把脫硫系統保護納入到機組主保護的管理中。脫硫系統的重要參數要增加測點數， 其中邏輯要實現3取2或3取3，從而提高測量系統和保護系統的可靠性。吸收塔入口煙氣溫度高報警值應設為不啟動事故噴淋為準，即低于160℃， 達到提前提醒運行人員及早采取措施來控制吸收塔煙氣入口溫度的目的。吸收塔入口粉塵濃度高可采用大量補充新鮮石灰石漿液，同時排放污染的漿液來解決漿液中毒問題。熱工保護邏輯上，將漿液循環泵跳機保護改為四臺漿液循環泵全停且吸收塔出口溫度≥70℃（三取二），延時10 秒。當3臺漿液循環泵停運后，可以考慮在快速減負荷的情況下，維持單臺漿液循環泵運行方式。在邏輯中設置的漿液循環泵等脫硫系統主要設備的保護定值，如：軸承溫度、線圈溫度和液位高低報警及跳閘值，其必要性和合理性應根據實際進行優化， 避免造成不必要的安全事件發生。

2.2機組啟動要求

（1）在冷態啟機時正常順序是保證脫硫系統的電氣系統，控制系統，工藝水系統，壓縮空氣系統的正常投運。吸收塔內已注水至正常液位。接到風組投運通知后投入電除塵一電場，風組開始投運，根據吸收塔入口煙塵含量繼續投入其他電場，滿足出口煙塵含量低于20mg/Nm3，接到點火通知后投入一臺漿液循環泵運行，然后再根據負荷投入備用的漿液循環泵。如在熱態或極熱態情況下啟動，保證漿液循環泵連續運行且排煙溫度正常情況下再啟風組。防止了吸收塔入口和出口煙溫過高，造成吸收塔襯膠損壞和玻璃鋼煙道變形的問題。

（2）在增壓風機啟動前應先對吸收塔進口煙道和增壓風機底部進行排水。

2.3機組停機要求

（1）在鍋爐正常停爐通風時， 應至少投入1臺漿液循環泵運行，保證吸收塔內不超溫，保證吸收塔內襯膠及進出口煙道的防腐不損壞，當吸收塔入口溫度降到60℃以下，應盡早停止循環泵和氧化風機運行。防止水蒸汽倒流現象造成水蒸汽返到增壓風機出口使煙道和增壓風機受到腐蝕，同時要根據通風時吸收塔入口煙氣含塵量啟動電除塵器，防止吸收塔內漿液壞死。

3.運行人員的防范措施

吸收塔內部防腐材料最高抗煙氣溫度為90℃；吸收塔出口至冷卻塔間的煙道是玻璃鋼材質，最高抗煙氣溫度為70℃，脫硫運行人員要密切監視吸收塔的進出口煙氣溫度，吸收塔的液位、ph值在正常范圍，能正確判斷液位的發泡溢流，漿液的壞死等異常情況，保證吸收塔的工作情況正常。運行人員要嚴格執行脫硫運行規程和相應的反事故措施和預案，提高正常操作的準確性和事故情況下的應變能力。

4.結論

近幾年，國家對環保的要求越來越嚴格，脫硫無旁路的改造設計是目前國內眾多電廠面臨的重要課題，也是煙氣脫硫技術發展的方向，因此還有許多技術問題需要進一步摸索。對無旁路脫硫系統的完善必將提升機組運行的安全穩定性，同時對國家的節能減排也起到了極大推動作用。

【參考文獻】

[1]周至祥.火電廠濕法煙氣脫硫技術手冊[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2]廣東惠州平海發電廠有限公司運行部.1000MW超超臨界壓力燃煤發電機組環保運行規程（第二版）.