陸建偉，李 輝，陳 彪

(浙江省電力試驗研究院，浙江杭州 310014)

1 無旁路脫硫系統(tǒng)介紹

一般脫硫系統(tǒng)大都設(shè)有旁路，火力發(fā)電廠煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)置煙氣旁路的目的是為了在事故狀態(tài)或FGD檢修時打開脫硫系統(tǒng)的旁路擋板，使鍋爐原煙氣通過旁路進入煙囪，從而保護FGD裝置安全和機組的穩(wěn)定運行［1－2］。無旁路脫硫系統(tǒng)新建機組一般直接取消旁路，不安裝旁路煙道，安裝簡易，節(jié)省費用。無旁路脫硫系統(tǒng)與常規(guī)設(shè)旁路脫硫系統(tǒng)的不同之處主要在煙氣系統(tǒng)。由于不設(shè)旁路煙道，F(xiàn)GD脫硫系統(tǒng)是機組煙氣通行的唯一通道，因此，取消煙氣進出口擋板、吸收塔排空閥以及擋板密封風系統(tǒng)，節(jié)約相當部分的基建費用。吸收塔增設(shè)事故噴淋系統(tǒng)，在機組空預(yù)器或FGD循環(huán)泵出現(xiàn)故障時，能及時投入以保護吸收塔內(nèi)設(shè)備不被高溫煙氣破壞［3］。

無旁路脫硫系統(tǒng)相對于設(shè)旁路脫硫系統(tǒng)具有以下幾個優(yōu)點:能夠確保SO2以及其他污染物的排放控制，取消了吸收塔進出口擋板、旁路擋板、擋板密封風系統(tǒng)，煙氣從引風機出口經(jīng)過增壓風機增壓后進入吸收塔，設(shè)備簡單，工藝流程順暢，減少了各類擋板發(fā)生故障、卡塞的可能性，從而減少了脫硫系統(tǒng)的故障點;減緩了原煙氣煙道的腐蝕，采用旁路煙道易使凈煙氣部分回流，由于凈煙氣溫度較低，回流后易在原煙氣溫度煙道上結(jié)露而產(chǎn)生腐蝕，無旁路脫硫系統(tǒng)則完成不存在這樣的現(xiàn)象［4］;可以減少脫硫系統(tǒng)運行時對機組爐膛負壓的影響;煙道布置簡單緊湊、占地面積少，基建投資少，運行成本低［5］。

2 1000MW機組無旁路脫硫系統(tǒng)的類型

1000MW機組無旁路脫硫系統(tǒng)按照機組設(shè)計類型，可以分為帶增壓風機和不帶增壓風機兩類。一般300MW機組及以下的脫硫系統(tǒng)可以將脫硫增壓風機取消，利用引風機擴容來替代增壓風機。1000MW機組由于煙氣量較大，一般設(shè)2臺增壓風機并聯(lián)運行，以克服煙氣通過FGD系統(tǒng)和煙囪時的阻力［6］。從節(jié)能降耗角度考慮，1000MW機組可在增壓風機入口和出口處設(shè)置增壓風機旁路煙道，當機組啟動或長時間低負荷運行時，可停運2臺增壓風機，煙氣走增壓風機旁路。增壓風機旁路煙道有兩種設(shè)置方式:一是增壓風機雙旁路方式，即在每個增壓風機入口與吸收塔入口之間各增加一組旁路煙道和增壓風機旁路擋板;二是增壓風機單旁路方式，即在A增壓風機入口與B增壓風機的出口間增加一組增壓風機旁路煙道和擋板。

兩類增壓風機旁路設(shè)置方式各有特點，第一類方式兩個增壓風機旁路擋板相對獨立，可以根據(jù)負荷和風量來選擇開啟增壓風機旁路的個數(shù)和順序。第二類方式在一個增壓風機的入口直接連接到出口，便于煙氣順利通過，工程造價也較低。本文介紹的1000MW機組無旁路脫硫系統(tǒng)選取第二種方式，即單旁路設(shè)置方式。

3 1000MW機組無旁路脫硫系統(tǒng)運行方式

3.1 脫硫工程概況

浙江嘉興發(fā)電廠位于浙江省東北部嘉興乍浦鎮(zhèn)東南6km處，西北距嘉興市41km，距平湖市16km。嘉興發(fā)電廠一、二期總裝機容量為3000MW，其中一期工程位于廠區(qū)東側(cè)，建設(shè)規(guī)模為2臺300MW燃煤機組，二期工程位于一期工程西側(cè)，為4臺600MW燃煤機組。新建的三期工程位于廠區(qū)的西側(cè)，建設(shè)規(guī)模為2×1000MW機組，脫硫裝置與主體同步建設(shè)，采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝。本文以嘉興電廠三期工程1000MW機組無旁路脫硫系統(tǒng)的調(diào)試和運行為例進行闡述。

嘉興電廠1000MW機組脫硫系統(tǒng)設(shè)計處理煙氣量為320000m3/h(標態(tài)，濕基，實際氧)，設(shè)計系統(tǒng)入口SO2含量為2111mg/m3，最大入口SO2含量為2985mg/m3，設(shè)計工況下脫硫效率不小于95%，系統(tǒng)可用率為95%(見表1)。

表1 1000MW機組脫硫系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)

3.2 脫硫工程無旁路設(shè)置方式

三期工程機組脫硫工藝流程為:為彌補FGD所產(chǎn)生的額外壓損，在系統(tǒng)原煙氣進口A/B側(cè)各增設(shè)1臺增壓風機，每臺增壓風機設(shè)進、出口擋板。從鍋爐引風機引出的原煙氣經(jīng)增壓風機升壓后送至吸收塔，脫硫凈化后經(jīng)除霧器除去液滴，從煙囪排入大氣。增壓風機采用雙機并聯(lián)運行方式，與鍋爐引風機為串聯(lián)運行。增壓風機旁路設(shè)置在增壓風機B入口與增壓風機A出口之間，由旁路煙道上下?lián)醢骞餐瑯?gòu)成，其中旁路上擋板為全開全關(guān)式擋板，旁路下?lián)醢鍨榭烧{(diào)解式擋板。當鍋爐50%THA工況及以上時，2臺增壓風機同時運行;當鍋爐50%THA工況以下時，增壓風機旁路擋板打開，煙氣可走增壓風機旁路，增壓風機停運。由于工程不設(shè)GGH，進入吸收塔的煙氣溫度比較高，當煙氣溫度高于設(shè)計值時需投入吸收塔入口的事故噴淋裝置，對煙氣溫度進行降溫。

3.3 無旁路脫硫系統(tǒng)的啟停方式

當接到主機啟動指令時，先啟動漿液循環(huán)泵、氧化風機、石膏排出泵、工藝水泵、除霧器水泵等吸收塔系統(tǒng)設(shè)備，在鍋爐準備投粉點火前，投入電除塵器一、二電場，以保證鍋爐點火燃燒后的飛灰不進入吸收塔。鍋爐點火后，隨著磨煤機數(shù)量的增加及鍋爐負荷的提升，逐步投入電除塵器其余電場和吸收塔循環(huán)泵、氧化風機等設(shè)備，同時投入供漿系統(tǒng)，維持合適的漿液pH值。在鍋爐風量較小、負荷較低時，增壓風機旁路擋板全開，不啟動增壓風機，煙氣走增壓風機旁路;當負荷超過500MW或鍋爐總風量超過2000t/h，增壓風機旁路已不能容納大流量的煙氣通過時，適時開啟2臺增壓風機，退出增壓風機旁路，煙氣改走增壓風機通道。

無旁路脫硫系統(tǒng)退出程序為:當鍋爐MFT時，鍋爐煙風系統(tǒng)吹掃，引風機運行，則FGD系統(tǒng)保持運行，可以適當退出部分漿液循環(huán)泵和氧化風機，同時降低漿液供漿流量。鍋爐系統(tǒng)吹掃結(jié)束，原煙氣溫度小于80℃且2臺引風機均停運，停運2臺增壓風機，開啟增壓風機旁路擋板，保持增壓風機旁路煙道通暢，停運吸收塔漿液循環(huán)泵，切除漿液供給系統(tǒng)，停運除霧器沖洗程序，根據(jù)機組停運時間來確定是否停運氧化風機和石膏排出泵。

3.4 增壓風機旁路的啟動和退出

當機組負荷降至500MW以下，先使增壓風機B入口煙氣調(diào)節(jié)撤自動，關(guān)閉增壓風機B導葉;停運增壓風機B;關(guān)閉增壓風機B出口擋板;增壓風機A入口煙氣調(diào)節(jié)撤自動;根據(jù)鍋爐爐膛負壓，調(diào)節(jié)增壓風機旁路下?lián)醢彘_度至全開，并同時調(diào)節(jié)增壓風機A前導葉開度;當增壓風機旁路下?lián)醢迦_時，打開增壓風機旁路上擋板;關(guān)閉增壓風機A前導葉;停運增壓風機A;關(guān)閉增壓風機A出口擋板;發(fā)出脫硫增壓風機已投入旁路運行信號。

當機組啟動時，一般先走增壓風機旁路煙道，待機組負荷上升，需啟動2臺增壓風機，同時撤出增壓風機旁路。旁路撤出步驟如下:打開增壓風機A和B出口擋板;啟動增壓風機A和B;調(diào)整增壓風機A和B前導葉角度至設(shè)定位置;關(guān)閉增壓風機旁路上擋板;根據(jù)鍋爐爐膛負壓，調(diào)節(jié)增壓風機旁路下?lián)醢彘_度至全關(guān)，并同時調(diào)節(jié)增壓風機A和B前導葉開度;當增壓風機旁路下?lián)醢迦P(guān)時，向主機發(fā)出脫硫增壓風機已撤出旁路運行信號。

4 無旁路脫硫系統(tǒng)對機組運行影響及措施

4.1 吸收塔入口原煙氣溫度過高，觸發(fā)機組MFT

為防止運行期間進入吸收塔煙氣溫度過高，在吸收塔入口煙道處設(shè)有煙氣事故噴淋冷卻系統(tǒng)。事故噴淋水采用工藝水和消防水兩路管子組成雙保險噴淋系統(tǒng)，同時在兩路噴淋閥前設(shè)置兩路壓縮空氣管路，進行定時吹掃，以保證事故噴淋管路的通暢。事故噴淋程序設(shè)置如下:當煙溫≥160℃時，啟動工藝水事故噴淋閥門，如果煙溫≤150℃，自動關(guān)閉事故噴淋閥門;當煙溫≥160℃時，同時任一事故噴淋閥門故障，或工藝水泵均停運時，啟動消防水事故噴淋閥門。如果煙溫≤150℃，則自動關(guān)閉消防水事故噴淋閥門;吸收塔3臺漿液循環(huán)泵均故障停運且電流小于10A，則聯(lián)鎖開啟事故噴淋閥，同時開啟吸收塔內(nèi)除霧器一級下表面沖洗程序。

若噴淋系統(tǒng)啟動后仍未能控制入口煙溫的持續(xù)上升，當入口煙溫大于170℃，觸發(fā)機組MFT，保護吸收塔內(nèi)各裝置不受高溫煙氣的破壞。

4.2 漿液循環(huán)泵跳閘造成機組MFT

嘉興電廠三期脫硫工程設(shè)計了3臺漿液循環(huán)泵，在正常運行中3臺泵均運行，沒有備用泵。為防止因某一個或兩個漿液循環(huán)泵跳閘造成機組跳閘，在邏輯上做了嚴格的限制:只有當3臺漿液循環(huán)泵均跳閘且電流均小于10A(或無漿液循環(huán)泵運行)才觸發(fā)鍋爐MFT。漿液循環(huán)泵保護跳閘條件只選取了泵軸承溫度、電機軸承、漿液循環(huán)泵入口閥3個信號進行跳閘邏輯判斷，沒有選取吸收塔液位等作為循環(huán)泵跳閘觸發(fā)條件，這樣3臺循環(huán)泵同時跳閘的概率非常小，確保機組的安全運行。

4.3 增壓風機跳閘造成機組MFT

本工程設(shè)2臺增壓風機并聯(lián)運行，中間增加增壓風機旁路煙道，相當于脫硫系統(tǒng)有三條進入吸收塔的煙氣通道。因此系統(tǒng)設(shè)定:只有當2臺增壓風機均停運，電流小于10A，且增壓風機旁路擋板開度小于80%時，判定煙氣通道封閉，觸發(fā)機組MFT。而單臺增壓風機系統(tǒng)包括增壓風機本體、稀油站系統(tǒng)、冷卻水及密封風系統(tǒng)，跳閘聯(lián)鎖信號保護包括電機軸承溫度保護、風機軸承溫度保護、電機稀油站壓力低低報警三項。完備的稀油站系統(tǒng)和冷卻密封風機系統(tǒng)可以確保2臺增壓風機同時跳閘的可能性降低到最小，保證機組的穩(wěn)定運行。

5 結(jié)語

隨著國家環(huán)保要求的日益提高，我國大容量火電機組的快速發(fā)展，脫硫系統(tǒng)取消煙氣旁路運行是脫硫發(fā)展的大勢所趨。介紹了嘉興電廠1000MW機組無旁路脫硫系統(tǒng)的特點以及啟停程序，重點闡述了該系統(tǒng)獨特的增壓風機旁路的設(shè)置及運行方式，分析了無旁路脫硫系統(tǒng)實際運行可能對機組產(chǎn)生的影響，并提出了相應(yīng)的解決措施，為國內(nèi)百萬機組進一步推廣使用無旁路脫硫系統(tǒng)提供借鑒。

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