摘 要：FGD裝置煙氣系統(tǒng)是發(fā)電機組與脫硫系統(tǒng)的接口部分，而煙氣系統(tǒng)的重要節(jié)點設(shè)備是旁路擋板門與增壓風(fēng)機，旁路擋板門與增壓風(fēng)機將直接對主機安全運行造成影響，本文圍繞旁路擋板門與增壓風(fēng)機對火力發(fā)電廠的安全性進行分析，既不能讓FGD保護誤動作旁路擋板門打開影響脫硫達標(biāo)率，又不能使旁路擋板門拒動影響機組安全，從中找出薄弱的環(huán)節(jié)，并針對性的加以優(yōu)化改進，以達到燃煤電廠主機與脫硫裝置共同連續(xù)安全經(jīng)濟運行的目的。

關(guān)鍵詞：FGD裝置 旁路擋板 優(yōu)化改進 安全經(jīng)濟運行

中圖分類號：TM31 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0113-02

南陽鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司2×350 MW燃煤發(fā)電機組于1994年12月開工建設(shè)，于1998年5月和12月分別投入商業(yè)運行，2001年4月通過了國家環(huán)?？偩纸M織的建設(shè)項目環(huán)保設(shè)施驗收。2007年依據(jù)國家環(huán)境保護總局環(huán)[2004]378號文對兩臺機組加裝脫硫設(shè)施，脫硫設(shè)施由中機新能源開發(fā)公司總承包建設(shè)，采用目前世界上技術(shù)最為成熟、應(yīng)用業(yè)績最多的石灰石-石膏脫硫工藝（一爐一塔脫硫裝置），于2008年6月投入運行，2008年8月通過河南省環(huán)保局組織的建設(shè)項目環(huán)保設(shè)施驗收。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

南陽鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司2×350 MW燃煤發(fā)電機組采用石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)的煙氣脫硫裝置主要由包括鍋爐煙氣系統(tǒng)、增壓風(fēng)機、石灰石卸料和貯存系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、吸收塔、氧化空氣系統(tǒng)、過濾液水及工藝水系統(tǒng)、吸收塔排水坑及事故漿液箱、石膏旋流站與廢水旋流站、真空皮帶機和廢水處理系統(tǒng)等組成。其中煙氣系統(tǒng)是發(fā)電機組與脫硫系統(tǒng)的接口部分，而煙氣系統(tǒng)的重要節(jié)點設(shè)備是旁路擋板門與增壓風(fēng)機，上述設(shè)備的運行狀態(tài)將直接對主機安全運行造成影響。在目前國內(nèi)已建或在建的大多火力電廠中均設(shè)有旁路擋板門，旁路擋板門的設(shè)計為整套發(fā)電機組提供了更靈活的運行方式，如：在建過程中，即使脫硫工程工期不與主體工程同步也不會影響機組發(fā)電；不會因FGD故障或檢修影響發(fā)電機組運行；當(dāng)鍋爐側(cè)粉塵、煙溫超標(biāo)等異常工況下可打開旁路擋板門運行，確保FGD安全。

為貫徹落實國務(wù)院節(jié)能減排工作部署，提高脫硫裝置投運率，控制SO2排放量，保護環(huán)境，國家發(fā)展和改革委員會，國家環(huán)?？偩钟?007年6月11日聯(lián)合發(fā)布了《燃煤發(fā)電機組脫硫電價及脫硫設(shè)施運行管理辦法（試行）》，《辦法》從脫硫設(shè)施建設(shè)安裝、在線監(jiān)測、脫硫電價、運行監(jiān)管、脫硫產(chǎn)業(yè)化等方面提出了全面、系統(tǒng)的措施。因此必須關(guān)閉FGD煙氣旁路擋板運行。

南陽鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司2×350 MW燃煤發(fā)電機組煙氣系統(tǒng)主要由煙道、旁路擋板門、增壓風(fēng)機、原煙氣擋板門及凈煙氣擋板門組成，旁路擋板門一分為二為上下結(jié)構(gòu)，旁路擋板門葉片由雙驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動，其系統(tǒng)流程如圖1。

查看DCS組態(tài)，可知FGD保護將因下列任一條件而自動啟動而打開旁路擋板。

（1）三臺吸收塔漿液循環(huán)泵同時出故障。

（2）FGD入口原煙氣溫度>最高溫度180 ℃并延時15分鐘。

（3）FGD正常運行時入口原煙氣擋板未打開或出口凈煙氣擋板未打開。

（4）增壓風(fēng)機停運。

（5）增壓風(fēng)機入口壓力“過高”（600 Pa）或 “過低”（-1000 Pa）。

（6）四臺吸收塔攪拌器緊靠的兩臺停止或四臺吸收塔攪拌器有三臺或四臺停止。

（7）鍋爐MFT。

（8）原煙氣煙塵高含量超過300 mg/Nm3。

（9）鍋爐負荷低于35%BMCR。

而增壓風(fēng)機保護將因下列任一條件而自動啟動觸發(fā)FGD。

（1）兩個軸承振動任一達到跳閘值。

（2）增壓風(fēng)機電機定子溫度（6個）和增壓風(fēng)機軸承溫度（6個）任一溫度高。

（3）潤滑油壓低低。

（4）油位低低。

（5）風(fēng)機啟動70 s后兩個煙氣進口檔板全未開。

（6）增壓風(fēng)機失速>5000 Pa 120 s。

（7）冷卻風(fēng)機全停。

（8）FGD保護動作。

由此可見，影響增壓風(fēng)機跳閘的條件有8個，而觸發(fā)FGD保護條件能達到16個，而FGD保護一動作須立即連鎖打開旁路擋板，若保護經(jīng)常誤動作旁路擋板經(jīng)常打開務(wù)必影響脫硫達標(biāo)率，尤其是旁路擋板實行鉛封后，每次打開需向環(huán)保部門申請重新鉛封，手續(xù)極其繁瑣。而若旁路擋板若不能及時打開，務(wù)必影響機組的運行以致鍋爐保護動作而使機組停運。另外脫硫系統(tǒng)旁路煙氣擋板采用的是EMG DIM500執(zhí)行器，就地手輪與執(zhí)行器傳動機構(gòu)變比較大，電動打開擋板只需20 s，而手動操作1分鐘只能打開2%，全開差不多需要一個小時，一旦發(fā)生兩個執(zhí)行器同時失電、控制板故障、過力矩等特惡劣異常情況，不能就地手動及時打開一個旁路擋板，嚴重威脅機組穩(wěn)定、安全運行。

2 優(yōu)化方案

2.1 結(jié)合實際優(yōu)化FGD保護

（1）對進出口煙氣擋板任一未打開這一條件進行優(yōu)化，因進、出口擋板開均為電動執(zhí)行器單點開信號，任一信號誤動如接線松動均會造成系統(tǒng)誤跳，可將增壓風(fēng)機進口擋板開信號并上增壓風(fēng)機進口壓力<-600 Pa條件；將增壓風(fēng)機出口擋板開信號并上增壓風(fēng)機進口壓力>500 Pa（壓力信號采用增壓風(fēng)機進口壓力三個測點取中值）；運行中，進、出口煙氣擋板開信號丟失時發(fā)出報警信號。

（2）對增壓風(fēng)機兩個軸承振動任一達到跳閘值進行優(yōu)化，因增壓風(fēng)機任一振動信號誤動均會造成保護誤動。邏輯修改為當(dāng)增壓風(fēng)機一個振動達到跳閘值，同時另一個達到報警值時，延時3 s增壓風(fēng)機跳閘，這樣避免單點誤動。

（3）取消增壓風(fēng)機油站油位低低保護條件，因油站油位低低信號不可靠且為單點跳閘條件，易造成增壓風(fēng)機保護誤動，改為報警，保護由油壓低低實現(xiàn)。

（4）增壓風(fēng)機電機定子溫度（6個）和增壓風(fēng)機軸承溫度（6個）任一溫度高跳增壓風(fēng)機邏輯不合理容易誤動，修改為六取二跳增壓風(fēng)機。

（5）增壓風(fēng)機失速開關(guān)報警跳閘邏輯經(jīng)查閱廠家資料及咨詢廠家，可只做報警不做保護。

（6）原煙氣煙塵高跳閘條件意義不大，一是煙塵測量受煤質(zhì)影響很大經(jīng)常超過300 mg/Nm3，二是煙塵若真是長時間高可匯報相關(guān)人員采取措施無效后手動退出FGD裝置。

（7）增壓風(fēng)機動葉投入自動控制時，其設(shè)置的控制器輸出上、下極限設(shè)為30%～90%，但在實際運行中，機組負荷在50%時，動葉開度也就在30%波動，這時自動控制已切為手動，給運行人員帶來很大的麻煩，往往造成出現(xiàn)手動操作失誤而使壓力保護動作，根據(jù)風(fēng)機特性將上、下極限設(shè)為15%～90%可大大提高自動的投入時間而避免保護誤動。

（8）對壓力取樣裝置定期維護，因為原煙氣中夾帶有一定的灰塵，可能會堵塞增壓風(fēng)機入口壓力測量裝置取樣孔，影響調(diào)節(jié)品質(zhì)，每次機組停運檢修時對管路吹掃。

2.2 提高旁路擋板門執(zhí)行器的可靠性和可操作性

（1）根據(jù)經(jīng)驗增壓風(fēng)機跳閘只要原凈煙氣擋板門及增壓風(fēng)機導(dǎo)葉在開位，煙氣仍能通過一部分，即使旁路擋板門當(dāng)時未連鎖及時打開，之后只要盡快打開旁路擋板仍能防止機組停機，考慮發(fā)生兩個執(zhí)行器同時失電、控制板故障、過力矩等特惡劣異常情況仍能較快的速度打開一個旁路擋板，因此需對執(zhí)行器進行改造，以便其在失去動力的情況依靠手輪驅(qū)動或外加動力迅速打開旁路擋板防止發(fā)生停機事故。

（2）加強對旁路擋板門事故緊急快開按鈕的維護，快開按鈕獨立于DCS（分散控制）系統(tǒng)，直接與執(zhí)行機構(gòu)連接，可防止DCS故障情況下，無法及時打開旁路擋板門。

（3）定期對旁路擋板門定期進行試驗，但經(jīng)常開啟擋板會出現(xiàn)擋板關(guān)不嚴密的現(xiàn)象而影響脫硫效率，因此不能太頻繁，但每月需對其進行一次活動試驗以驗證路擋板門是否能正常動作。

3 實施

方案確定后，經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后，利用#1、2機組檢修的機會，按照邏輯優(yōu)化方案對#1、2機FGD保護、增壓風(fēng)機保護進行了修改。在檢修的同時對旁路擋板門事故緊急快開按鈕和壓力測點取樣管路做了重點檢查。

另外通過招標(biāo)采購，最終選用常州蘭陵閥門控制公司的SMART執(zhí)行器，可以和原有EMG執(zhí)行器減速機匹配使用，并且此執(zhí)行器可對開、關(guān)、緊急各功能能分別設(shè)置運行速度，對#1、2機下部旁路煙氣擋板執(zhí)行器進行了更換。

4 結(jié)論

#1、2機FGD裝置保護優(yōu)化后，避免了如#2機增壓風(fēng)機因定子線圈溫度松動而跳閘退出脫硫的問題，大大降低保護誤動的可能性，提高脫硫系統(tǒng)達標(biāo)率。執(zhí)行器更換后，旁路煙氣擋板電動開關(guān)時間與改造前不超5 s，手動開關(guān)時間比改造前縮短大大縮短，能控制在10 min內(nèi)，并且能在失去動力的情況依靠電鉆帶動，兩分鐘就可以打開旁路煙氣擋板，實施效果良好。

參考文獻

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[2]許繼發(fā)變組保護技術(shù)說明書[S].2006.

[3]電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)問答[M].2版.北京：中國電力出版社，2002.