楊震力

(浙江省神華國(guó)華(舟山)發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 舟山　316012)

脫硫煙氣旁路取消后機(jī)組可用率提高至100%的研究

楊震力

(浙江省神華國(guó)華(舟山)發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 舟山316012)

摘要：根據(jù)國(guó)家“十二五”主要污染物減排目標(biāo)，現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組的脫硫設(shè)施須取消煙氣旁路，脫硫系統(tǒng)常規(guī)設(shè)計(jì)可用率為95%，鍋爐或脫硫系統(tǒng)故障時(shí)通過(guò)打開(kāi)煙氣旁路維持機(jī)組正常運(yùn)行。在取消煙氣旁路后，仍需應(yīng)對(duì)鍋爐或脫硫系統(tǒng)各種故障，并盡可能做到機(jī)組的可用率達(dá)到100%，則需要研究系統(tǒng)的可靠性。通過(guò)對(duì)比煙氣旁路取消前后脫硫工藝系統(tǒng)變化及控制邏輯優(yōu)化設(shè)計(jì)，工藝系統(tǒng)新增設(shè)三級(jí)噴淋水系統(tǒng)，消防水做為應(yīng)急后備水源，用噴淋后的煙氣溫度做為脫硫吸收塔的保護(hù)，系統(tǒng)的可用率可達(dá)到100%。通過(guò)熱態(tài)試驗(yàn)表明，改造后的系統(tǒng)能應(yīng)對(duì)排煙溫度過(guò)高、脫硫系統(tǒng)嚴(yán)重故障等異常事件，達(dá)到預(yù)期研究的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：海水脫硫；煙氣旁路；三級(jí)噴淋；煙氣溫度

隨著我國(guó)火電建設(shè)的快速發(fā)展,國(guó)家對(duì)火力發(fā)電的節(jié)能減排工作陸續(xù)出臺(tái)一系列政策和法規(guī)。對(duì)新建的火電機(jī)組要求同步配套脫硫脫銷設(shè)施，脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)煙氣旁路，對(duì)已建的火電機(jī)組要求逐步實(shí)施脫硫取消煙氣旁路，實(shí)現(xiàn)脫硫裝置100%投運(yùn)。根據(jù)國(guó)家“十二五”主要污染物減排目標(biāo)，以及新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223—2011)有關(guān)規(guī)定，2012年，浙江省環(huán)保廳[2012]39號(hào)文要求：2013年底前，省內(nèi)全部單機(jī)容量300 MW及以上現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組的脫硫設(shè)施須取消煙氣旁路。按照要求，舟山二期1×300 MW機(jī)組將取消脫硫系統(tǒng)煙氣旁路，實(shí)現(xiàn)脫硫系統(tǒng)100%投運(yùn)。

脫硫系統(tǒng)取消旁路煙道后鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)與脫硫煙風(fēng)系統(tǒng)將直接構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)[1]，鍋爐的啟停及運(yùn)行參數(shù)的變化直接影響到脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性制約著鍋爐的運(yùn)行安全性。因此，取消煙氣旁路后，對(duì)脫硫系統(tǒng)設(shè)備可靠性及運(yùn)行穩(wěn)定性提出了更嚴(yán)格的要求。為確保脫硫煙氣旁路取消項(xiàng)目可靠、順利完成，及保證取消旁路后脫硫系統(tǒng)的長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行，需研究工藝系統(tǒng)的變更，熱工測(cè)點(diǎn)正確布置，控制邏輯可靠性優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)脫硫系統(tǒng)可利用率從95%[1]提高到 100%。

1旁路取消的現(xiàn)狀

各電廠對(duì)脫硫煙氣旁路取消可靠性認(rèn)識(shí)不同，具體實(shí)施的方案也不盡相同，基本思路是保護(hù)吸收塔不受高溫?zé)煔獾膿p壞，當(dāng)原煙氣超溫或降液泵全跳機(jī)時(shí)新增MFT邏輯，新增噴淋系統(tǒng)只起到了煙氣冷卻作用。

對(duì)比旁路取消前后的系統(tǒng)，有旁路時(shí)原煙氣超溫，則打開(kāi)旁路，脫硫系統(tǒng)退出運(yùn)行，機(jī)組仍能正常運(yùn)行，故障消除后運(yùn)行人員關(guān)閉旁路，脫硫系統(tǒng)加入運(yùn)行。無(wú)旁路時(shí)，原煙氣溫度高則開(kāi)事故噴淋，冷卻煙氣，脫硫系統(tǒng)不退出運(yùn)行，為保護(hù)吸收塔設(shè)備的安全，邏輯中新增跳機(jī)邏輯，當(dāng)原煙氣溫度大于160℃延時(shí)20 min，或大于180℃，則發(fā)出跳機(jī)指令，有些電廠還設(shè)有吸收塔出口煙溫大于80℃跳機(jī)邏輯。這種邏輯雖然能保護(hù)吸收塔的安全，但未充分利用噴淋系統(tǒng)的作用，不能保證改造后的系統(tǒng)可靠性進(jìn)一步提高。實(shí)際證明，這種設(shè)計(jì)會(huì)增加跳機(jī)的概率，某電廠由于爐底水封破壞，引起排煙溫度升高到160℃，延時(shí)20 min后機(jī)組MFT，若再有一定的故障排除時(shí)間，就能避免機(jī)組的非停。

舟山電廠在項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，通過(guò)研究，只要噴淋系統(tǒng)設(shè)置合理，保護(hù)脫硫塔不受高溫?fù)p壞的溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)合理，采用噴淋后的煙溫做保護(hù)，能有效提高系統(tǒng)可靠性，減少機(jī)組非停的概率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可用率達(dá)到100%?，F(xiàn)結(jié)合舟山電廠海水脫硫系統(tǒng)取消煙氣旁路(與石膏濕法脫硫系統(tǒng)相同)實(shí)施結(jié)果，分析旁路取消前后系統(tǒng)的變化及與之相關(guān)的邏輯變化，說(shuō)明每條邏輯的設(shè)計(jì)的原理與目的，以供同行改造或新建機(jī)組參考。

2旁路取消前的系統(tǒng)及主要邏輯

2.1工藝流程

舟山電廠3號(hào)機(jī)組為300 MW亞臨界中間一次再熱控制循環(huán)汽包爐機(jī)組，采用海水脫硫工藝，無(wú)增壓風(fēng)機(jī)，煙氣系統(tǒng)包括：煙氣旁路擋板門(mén)、FGD進(jìn)口原煙氣擋板門(mén)、FGD出口凈煙氣擋扳及其密封系統(tǒng)、與4號(hào)機(jī)公用一根煙囪。

現(xiàn)有海水脫硫的工藝系統(tǒng)主要包括：煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、海水供應(yīng)系統(tǒng)、海水恢復(fù)系統(tǒng)。

改造前脫硫系統(tǒng)為帶煙氣旁路運(yùn)行，在鍋爐啟動(dòng)(點(diǎn)火、燃油、靜電除塵器未正常投入運(yùn)行前等)、鍋爐事故狀態(tài)(引風(fēng)機(jī)出口煙氣溫度大于180°)、FGD系統(tǒng)及設(shè)備故障(兩臺(tái)海水升壓泵同時(shí)事故停運(yùn))，允許FGD系統(tǒng)停運(yùn)，在這種非正常工況下，通過(guò)打開(kāi)旁路煙氣直接從煙囪排放，此時(shí)允許鍋爐在無(wú)FGD裝置情況下運(yùn)行，機(jī)組也無(wú)需MFT，這種設(shè)計(jì)脫硫系統(tǒng)的可用率為95%。

2.2主要邏輯

在鍋爐啟動(dòng)階段煙氣走旁路，此時(shí)脫硫系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，原煙氣擋板門(mén)、凈煙氣擋板門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，吸收塔排空閥全開(kāi)防止吸收塔承壓。

在允許條件全部滿足時(shí)脫硫系統(tǒng)才能允許投入，首先機(jī)組已進(jìn)入正常帶負(fù)荷運(yùn)行即鍋爐無(wú)MFT、電除塵有一側(cè)1～8電場(chǎng)中任意六電場(chǎng)投入；原煙氣溫度在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)即大于100℃、小于160℃；之后啟動(dòng)一臺(tái)海水提升泵，吸收塔入口海水壓力正常，吸收塔海水流量正常，吸收塔液位正常；最后啟動(dòng)曝氣風(fēng)機(jī)。

在允許條件滿足時(shí)，由運(yùn)行人員采用程控或手動(dòng)，打開(kāi)凈煙氣擋板門(mén)、關(guān)閉吸收塔排空閥、打開(kāi)原煙氣擋板門(mén)，緩慢關(guān)閉煙氣旁路門(mén)，煙氣經(jīng)脫硫塔后排放到煙囪，脫硫系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。

在正常運(yùn)行狀態(tài)下，出現(xiàn)下例故障時(shí)連鎖打開(kāi)煙氣旁路[1]：①機(jī)組MFT；②兩臺(tái)海水升壓泵全停；③原煙氣溫度>180℃或>160℃持續(xù)1分鐘[2]；④進(jìn)吸收塔海水量故障；⑤曝氣風(fēng)機(jī)全停；⑥吸收塔液位高Ⅱ值；⑦原煙氣壓力>2.9 kPa；⑧操作臺(tái)手動(dòng)開(kāi)；⑨原煙氣擋板門(mén)或凈煙氣擋板門(mén)關(guān)閉。

此時(shí)，故障煙氣走旁路不引起機(jī)組跳機(jī)，允許脫硫退出運(yùn)行。

3旁路取消后系統(tǒng)的變化

3.1取消旁路后脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的新問(wèn)題及處理的研究

(1)問(wèn)題：取消旁路前機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，在燃油點(diǎn)火(或微油點(diǎn)火)、鍋爐未穩(wěn)定燃燒前，靜電除塵器未投入運(yùn)行，煙氣走旁路。旁路取消后靜電除塵器要全過(guò)程投運(yùn)，以保護(hù)脫硫系統(tǒng)。

原因分析：取消旁路前機(jī)組啟動(dòng)點(diǎn)火時(shí)，輔助燃油工況造成煙氣中燃油未燃盡物含量過(guò)高，煙氣中含有部分油污，為保護(hù)靜電除塵器各電場(chǎng)，電除塵不投運(yùn)。但取消旁路后，若不投運(yùn)電除塵，會(huì)有過(guò)多的粉塵、未燃燒煤粉、油污通過(guò)煙氣進(jìn)入海水脫硫系統(tǒng)，造成吸收塔內(nèi)件及防腐材料受油污損傷，影響吸收塔的使用壽命；另外會(huì)造成吸收塔脫硫海水中的懸浮物濃度較高，會(huì)造成暫時(shí)性的海水污染。

經(jīng)研究有的3種可選的解決方案：

1)新增等離子點(diǎn)火設(shè)備[2]，避免啟動(dòng)初期及停爐時(shí)使用大油槍，電除塵提前投運(yùn)，避免油的污染。舟山電廠為微油點(diǎn)火方式，不適合本次的改造，但新建機(jī)組可對(duì)此方案進(jìn)行論證。

2)微油點(diǎn)火采用富氧助燃油槍，由于助燃風(fēng)氧含量高，油及煤粉燃燒充分，未燃盡的油及煤粉少，電除塵投運(yùn)效果好。但需要增加液氧供應(yīng)系統(tǒng)，及改造富氧微油油槍，適合新建機(jī)組。

3)啟動(dòng)初期直接使用微油點(diǎn)火[2]，并且點(diǎn)火初期就同步投運(yùn)一組電場(chǎng)以上的電除塵。事故狀態(tài)下投大油槍時(shí)，電除塵不撤出運(yùn)行，并盡快更改為微油助燃。停爐末期，投運(yùn)大油槍或微油助燃時(shí)，應(yīng)該保證投運(yùn)一組電場(chǎng)以上的電除塵。此種方案啟動(dòng)及停機(jī)過(guò)程中投運(yùn)部分電場(chǎng)，雖對(duì)電除塵電極有一定的污染，造成電除塵一段時(shí)間內(nèi)除塵效率下降，但不需要新增改造項(xiàng)目，適合本次的改造。

根據(jù)實(shí)際情況，本次改造選擇方案3，在鍋爐點(diǎn)火時(shí)采用微油點(diǎn)火，電除塵投用1，2電場(chǎng)[3]，當(dāng)?shù)?臺(tái)磨煤機(jī)投入運(yùn)行時(shí)，則全部電場(chǎng)投入。低負(fù)荷及停爐過(guò)程中采用微油助燃，電場(chǎng)仍然全部投運(yùn)。當(dāng)汽機(jī)需要滑參數(shù)運(yùn)行，以進(jìn)一步降低汽機(jī)缸溫時(shí)，則投入大油槍運(yùn)行，此工況下?tīng)t膛溫度高，大油槍燃燒充分，對(duì)電除塵的污染小，電除塵投運(yùn)1，2電場(chǎng)。

(2)問(wèn)題：原煙氣超溫如何應(yīng)對(duì)問(wèn)題。旁路取消前當(dāng)吸收塔進(jìn)口溫度超過(guò)160℃，并當(dāng)脫硫系統(tǒng)故障即吸收塔內(nèi)海水噴淋故障、海水升壓泵跳閘，則煙氣旁路門(mén)會(huì)連鎖開(kāi)啟。旁路取消后應(yīng)考慮吸收塔內(nèi)材質(zhì)抗溫條件和事故處理時(shí)間。

原因分析：吸收塔入口前原煙道有一段做了防腐鱗片，其極限溫度為165℃，取消旁路后原煙氣超溫需要增加保護(hù)裝置；吸收塔內(nèi)的填料、除霧器等內(nèi)件的最高耐溫為80℃，在吸收塔內(nèi)無(wú)海水噴淋時(shí)，進(jìn)塔煙氣溫度不得高于80℃。

解決方案：在吸收塔入口煙道上新增加一套急冷水保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)吸收塔入口超溫或吸收塔無(wú)海水供應(yīng)時(shí)，通過(guò)急冷水系統(tǒng)的噴淋[4]，把原煙氣冷卻降溫至70℃以下(留有10℃裕度，防止吸收塔內(nèi)部分煙氣超溫)，以保護(hù)煙道鱗片及吸收塔內(nèi)的設(shè)備。

(3)問(wèn)題：兩臺(tái)海水升壓泵同時(shí)故障，機(jī)組是否必須立刻停機(jī)。

原因分析：在旁路取消前，2臺(tái)海水升壓泵同時(shí)跳閘時(shí)連鎖打開(kāi)旁路門(mén)，此時(shí)機(jī)組不需要跳機(jī)，故障排除后再投入脫硫系統(tǒng)。當(dāng)取消旁路后，2臺(tái)海水升壓泵同時(shí)跳閘，塔內(nèi)無(wú)海水，煙氣溫度高于80℃，此時(shí)會(huì)損壞吸收塔內(nèi)防腐層，必須設(shè)計(jì)保護(hù)。

解決方案：①設(shè)計(jì)直接跳機(jī)是一種方案，但改造后系統(tǒng)的可利用率不能進(jìn)一步提高；②充分利用新增急冷水系統(tǒng)，此種故障時(shí)通過(guò)打開(kāi)噴淋水系統(tǒng)把煙氣冷卻降溫至70℃以下，并及時(shí)安排搶修，只要在噴淋水用完前排除故障，機(jī)組不需要跳機(jī)，從而提高改造后系統(tǒng)的利用率。

3.2旁路取消后工藝系統(tǒng)的變更研究

(1)根據(jù)環(huán)保部門(mén)的要求，旁路擋板門(mén)取消后應(yīng)有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，故本工程拆除煙氣旁路擋板門(mén)、補(bǔ)償器和相關(guān)的一段煙道。分別進(jìn)行封堵并做防腐。

(2)原煙氣擋板門(mén)拆除工作量大，故采用擋板門(mén)全開(kāi)后焊死，并拆除電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

(3)由于兩爐共用一根煙囪，凈煙氣擋板門(mén)必須保留，正常運(yùn)行時(shí)該擋板門(mén)斷電、上鎖。機(jī)組檢修時(shí)關(guān)閉此門(mén)，防止臨爐煙氣進(jìn)入。

圖1　急冷水系統(tǒng)

(4)增加急冷水保護(hù)系統(tǒng)如圖1所示。增加工藝水箱、2臺(tái)工藝水泵、三級(jí)噴淋、3只引風(fēng)機(jī)后煙氣壓力變送器、3支引風(fēng)機(jī)后煙氣溫度測(cè)點(diǎn)、3支噴淋后原煙氣溫度測(cè)點(diǎn)。水源來(lái)自工業(yè)水補(bǔ)給水與消防水，工業(yè)水做為工藝水箱的補(bǔ)水及一般故障時(shí)第一級(jí)噴淋用水。消防水做為后備的應(yīng)急水源，當(dāng)正常噴淋不能維持使用，為防止塔內(nèi)鱗片高溫著火，做為應(yīng)急降溫防火使用。

4旁路取消后邏輯變更的研究

根據(jù)工藝系統(tǒng)變更的研究，相應(yīng)的控制邏輯需優(yōu)化研究，以充分發(fā)揮各設(shè)備的作用，提高系統(tǒng)的可靠性。

有些電廠采用噴淋前的煙氣溫度做噴淋打開(kāi)的條件與保護(hù)條件，當(dāng)噴淋前原煙氣溫度大于160℃開(kāi)始噴淋，延時(shí)20 min煙溫仍超溫則發(fā)出跳機(jī)指令，或煙溫超180℃延時(shí)2～3 s跳機(jī)，其目的是保護(hù)吸收塔避免高溫?zé)煔獾膿p壞。研究認(rèn)為，這種保護(hù)確實(shí)能保護(hù)吸收塔，但未充分利用噴淋的作用，只要噴淋后的煙溫小于80℃，機(jī)組是不用跳機(jī)的，這樣能贏得更多的故障處理時(shí)間。在工藝水箱設(shè)計(jì)時(shí)有60 min的噴淋容量，再加上噴淋同時(shí)工藝水箱同時(shí)補(bǔ)水，至少有1.5 h的故障處理時(shí)間，還有消防水做為后備，因此這種工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有較長(zhǎng)的故障處理時(shí)間。

有此電廠還設(shè)計(jì)有吸收塔出口煙溫超80℃跳機(jī)邏輯，研究認(rèn)為，當(dāng)出口煙溫達(dá)到80℃，吸收塔內(nèi)的煙氣溫度已超過(guò)80℃，已超過(guò)防腐鱗片的工作溫度，這種邏輯不完善。則控制進(jìn)吸收塔的煙溫不超過(guò)70℃，超過(guò)70℃發(fā)跳機(jī)保護(hù)。

4.1旁路擋板門(mén)與原煙氣擋板門(mén)邏輯

此兩扇擋板門(mén)已取消，相關(guān)的所有邏輯全部刪除。

4.2凈煙氣擋板門(mén)的邏輯研究

此擋板門(mén)在機(jī)組停用時(shí)需關(guān)閉，正常運(yùn)行時(shí)必須打開(kāi)，邏輯有較大變化。機(jī)組啟動(dòng)條件中有此門(mén)全開(kāi)信號(hào)，以防止誤操作損壞吸收塔。在正常運(yùn)行時(shí)不允許誤動(dòng)關(guān)閉，為保證高可靠性，此門(mén)采用運(yùn)行人員操作方式，不設(shè)置程控方式，門(mén)是否全開(kāi)由脫硫運(yùn)行人員來(lái)確認(rèn)。

當(dāng)機(jī)組具備啟動(dòng)條件時(shí)，由主控值長(zhǎng)通知脫硫控制室(脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行采用特需經(jīng)營(yíng)方式，有單獨(dú)操作員站與工程站，與主控采用光纖聯(lián)網(wǎng)，主控只能看到脫硫畫(huà)面，不能操作)，由脫硫操作人員點(diǎn)擊畫(huà)面打開(kāi)凈煙氣擋板門(mén)至全開(kāi)位，并到現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)在全開(kāi)位后，停電源并上鎖，以保證不會(huì)誤動(dòng)關(guān)閉。此門(mén)的全開(kāi)信號(hào)設(shè)計(jì)為引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的允許信號(hào)，為防止引風(fēng)機(jī)誤合閘，凈煙氣門(mén)全開(kāi)由人工來(lái)置全開(kāi)位，在脫硫側(cè)設(shè)置“凈煙氣擋板全開(kāi)位”人機(jī)畫(huà)面， “全開(kāi)位”畫(huà)面只能在脫硫工程師站進(jìn)入工程師操作權(quán)限后才能操作，在脫硫運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)門(mén)全開(kāi)后，通知熱工系統(tǒng)工程師，由系統(tǒng)工程師把此門(mén)在畫(huà)面上置全開(kāi)位。

4.3新增急冷水系統(tǒng)的邏輯研究

工藝系統(tǒng)故障分一般與重大兩級(jí)，一般系統(tǒng)故障只開(kāi)一級(jí)噴淋，重大故障同時(shí)打開(kāi)三級(jí)噴淋，這種邏輯優(yōu)化能做到工藝系統(tǒng)故障不會(huì)立即跳機(jī)，采用噴淋后的煙溫做為保護(hù)吸塔邏輯，當(dāng)噴淋后的煙氣溫度超過(guò)70℃說(shuō)明噴淋失敗再發(fā)跳機(jī)指令，這種邏輯優(yōu)化能充分發(fā)揮事故噴淋作用，給故障處理提供較多的時(shí)間。

相關(guān)邏輯如下：

(1)一級(jí)噴淋由工業(yè)水進(jìn)水門(mén)控制：在一般系統(tǒng)異常時(shí)開(kāi)啟此門(mén)進(jìn)行噴淋降低煙氣溫度。

連鎖開(kāi)：

A：156℃<引風(fēng)機(jī)后煙氣溫度<160℃；(如前所述進(jìn)塔煙氣溫度是按小于160℃設(shè)計(jì)的，正常運(yùn)行時(shí)煙溫不超過(guò)150℃，當(dāng)煙溫進(jìn)入此區(qū)域時(shí)，說(shuō)明鍋爐運(yùn)行異常，如爐底水封異常，空預(yù)器退出運(yùn)行等。)

B：入脫硫塔的海水流量低；(說(shuō)明進(jìn)塔海水系統(tǒng)故障，吸收塔有超溫風(fēng)險(xiǎn))

C：2臺(tái)海水升壓泵全停延時(shí)3 s；(進(jìn)塔海水系統(tǒng)嚴(yán)重故障，吸收塔有超溫高風(fēng)險(xiǎn))

Z：噴淋系統(tǒng)連鎖開(kāi)關(guān)投入

邏輯關(guān)系：( A + B + C )&Z

連鎖關(guān)：

D：吸收塔工藝水一級(jí)噴淋水門(mén)已開(kāi)延時(shí)3 s；

邏輯關(guān)系：D&Z

關(guān)允許：

E：任意一臺(tái)海水升壓泵運(yùn)行；

F：引風(fēng)機(jī)后煙氣溫度<156℃；

G：吸收塔工藝水一級(jí)噴淋水門(mén)已開(kāi)。

邏輯關(guān)系：E&F+G

(2)吸收塔工藝水一、二、三級(jí)噴淋水門(mén): 用于在系統(tǒng)故障嚴(yán)重時(shí)同時(shí)開(kāi)三級(jí)噴淋水門(mén)，以盡快降低煙氣溫度至70℃。

連鎖開(kāi)：

H：引風(fēng)機(jī)后煙氣溫度≥160℃；(鍋爐系統(tǒng)嚴(yán)重故障，煙溫明顯高于設(shè)計(jì)值，如尾部煙道二次燃燒，鍋爐燃燒調(diào)節(jié)問(wèn)題等)

I：在一級(jí)噴淋水工業(yè)進(jìn)水門(mén)已開(kāi)，但噴淋效果不佳時(shí)；(噴淋效果不佳定義為：在2臺(tái)海水泵均停的條件下，連鎖打開(kāi)一級(jí)噴淋水工業(yè)進(jìn)水門(mén)，在第1 min內(nèi)噴淋后煙氣溫度降小于5℃，并且噴淋后煙氣溫度>70℃。)

邏輯關(guān)系：(H+I)&Z

無(wú)連鎖關(guān)的邏輯，關(guān)由操作員手動(dòng)關(guān)閉。

關(guān)允許邏輯：

E：任意一臺(tái)海水升壓泵運(yùn)行；

J:引風(fēng)機(jī)后煙氣溫度<160℃。

邏輯關(guān)系： E&J

工藝水泵A或B的連鎖啟動(dòng)條件與同開(kāi)三級(jí)噴淋水門(mén)相同；工藝水母管壓力低時(shí)啟動(dòng)備用泵；操作員可選擇哪臺(tái)水泵做主泵。

(3)吸收塔冷卻水消防水進(jìn)水電動(dòng)門(mén)：做為應(yīng)急水源，在工藝水箱液位過(guò)低或兩臺(tái)工藝水泵故障時(shí)，打開(kāi)此門(mén)，做為后備的三級(jí)噴淋的水源。

連鎖開(kāi)：

K:引風(fēng)機(jī)后煙氣溫度≥160℃時(shí)在30 s內(nèi)，2臺(tái)工藝水泵未啟動(dòng);(說(shuō)明正常噴淋故障，需打開(kāi)后備水源)

L:工藝水箱液位過(guò)低，且煙氣溫度≥160℃時(shí)延時(shí)30 s；(水位過(guò)低，不能維護(hù)正常噴淋，提前打開(kāi)后備水源)

M:工藝水箱液位過(guò)低，且三級(jí)噴淋同時(shí)打開(kāi)時(shí)，而噴淋后煙氣溫度>70℃延時(shí)3 s；(說(shuō)明水泵打不出水，噴淋無(wú)效果)。

邏輯關(guān)系：(K+L+M)&Z

無(wú)連鎖關(guān)的邏輯，關(guān)由操作員手動(dòng)關(guān)閉。

關(guān)允許邏輯：

E：任意一臺(tái)海水升壓泵運(yùn)行；

J:引風(fēng)機(jī)后煙氣溫度<160℃。

N：三級(jí)噴淋水門(mén)全部關(guān)閉。

邏輯關(guān)系：E&J+N

邏輯框圖分別如圖2、圖3、圖4所示。

圖2　一級(jí)噴淋水工業(yè)水進(jìn)水門(mén)邏輯圖

圖3　吸收塔工藝水一、二、三級(jí)噴淋水門(mén)邏輯圖

圖4　吸收塔冷卻水消防水進(jìn)水電動(dòng)門(mén)邏輯圖

4.4主機(jī)邏輯變更

(1)增加MFT跳閘邏輯[5，6]，當(dāng)脫硫系統(tǒng)發(fā)生重大故障，并且噴淋后的煙氣溫度大于70℃，為保護(hù)吸收塔超溫，必須緊急停機(jī)，跳機(jī)信號(hào)由脫硫電子室至鍋爐電子室通過(guò)硬接線三取二實(shí)現(xiàn)。

脫硫系統(tǒng)重大故障定義為：

1)2臺(tái)海水升壓泵全停，并且噴淋后煙氣溫度>70℃，但經(jīng)過(guò)180 s噴淋后煙氣溫度降小于5℃；(這條邏輯說(shuō)明噴淋效果不佳，或進(jìn)塔煙氣溫度過(guò)高，煙溫降不下來(lái)，需及時(shí)跳機(jī))。

2)2臺(tái)海水升壓泵全停，并且噴淋后煙氣溫度>70℃延時(shí)420 s；(因?yàn)槊摿蛩?nèi)防腐層最高允許溫度為80℃，在海水泵全跳的初期，塔內(nèi)仍潮濕，允許有短時(shí)的煙氣超溫時(shí)間。)

邏輯關(guān)系：A+B，延時(shí)1 s，MFT

由于MFT只跳燃料，送、引風(fēng)機(jī)并不跳，此種故障下的MFT，再經(jīng)3 s延時(shí)，若A或B故障仍存在，則發(fā)跳引風(fēng)機(jī)指令。研究認(rèn)為這條邏輯深層的物理意義在于雖然鍋爐燃料已中斷(MFT)，由于鍋爐蓄能很大，爐膛內(nèi)的溫度仍然很高，余熱煙氣溫度仍超過(guò)70℃，此時(shí)2臺(tái)海水泵已跳吸收塔內(nèi)無(wú)海水，噴淋后的煙氣溫度降不到70℃以下，為防止高溫?zé)煔膺M(jìn)入塔內(nèi)，通過(guò)跳引風(fēng)機(jī)并連鎖跳送風(fēng)機(jī)，煙氣不再進(jìn)入吸收塔，能避免吸收塔的損壞。

(2)在脫硫系統(tǒng)發(fā)生重大故障(1或2)時(shí)，引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度60 s閉鎖增加，目的是維護(hù)進(jìn)入脫硫塔的煙氣量不增加，以盡快通過(guò)噴淋降低煙氣溫度。

(3)煙道極限壓力為4.0 kPa，當(dāng)引風(fēng)機(jī)后煙氣壓力>4.0 kPa，壓力三取二跳引風(fēng)機(jī)，以保護(hù)煙道不損壞。

(4)新增脫硫RB邏輯[7]：發(fā)生脫硫RB時(shí)，目標(biāo)負(fù)荷為當(dāng)前目標(biāo)負(fù)荷減50 MW，負(fù)荷變化率為2.5 MW/s。脫硫RB邏輯為：

1)引風(fēng)機(jī)后煙氣壓力>3.5 kPa，延時(shí)2 s；(含義是，通過(guò)減負(fù)荷，能減少煙氣量，能防止煙氣壓力進(jìn)一步升高)。

2)引風(fēng)機(jī)后煙氣溫度>160℃，延時(shí)30 min。(含義是，此時(shí)已連鎖開(kāi)啟三級(jí)噴淋，工藝水箱的容量是按1 h噴淋容量設(shè)計(jì)的，通過(guò)減負(fù)荷能減少煙氣量，提高噴淋效果)。

邏輯關(guān)系：A+B

5增壓風(fēng)機(jī)邏輯討論

本系統(tǒng)無(wú)增壓風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)自動(dòng)不需要改動(dòng)。對(duì)仍有增壓風(fēng)機(jī)的讀者來(lái)說(shuō)，還需優(yōu)化增壓風(fēng)機(jī)邏輯，其邏輯優(yōu)化的原則如下：

(1)先啟增壓風(fēng)機(jī)，后啟引風(fēng)機(jī)；先停引風(fēng)機(jī)，后停增壓風(fēng)機(jī)；有順控邏輯的按此原則完善，或引風(fēng)機(jī)啟停增加允許條件，防止運(yùn)行人員誤操作。

(2)增壓風(fēng)機(jī)入口壓力控制邏輯建議：以增壓風(fēng)機(jī)入口壓力為主要被調(diào)量，使其控制在微負(fù)壓范圍內(nèi)。同時(shí)引入2臺(tái)引風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度或引風(fēng)機(jī)控制指令作為前饋信號(hào)，使得增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉能對(duì)被控參數(shù)進(jìn)行快速調(diào)節(jié)。

(3)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉對(duì)爐膛壓力會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取增壓風(fēng)機(jī)入口壓力傳遞函數(shù)，通過(guò)優(yōu)化增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉與引風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉的控制策略，提高爐膛壓力自動(dòng)控制的品質(zhì)。

(4)增壓風(fēng)機(jī)跳閘，應(yīng)全開(kāi)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉[7]，將增壓風(fēng)機(jī)作為煙氣通道，并快速減負(fù)荷，此時(shí)機(jī)組最大負(fù)荷應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)獲??；再啟增壓風(fēng)機(jī)有失速的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)獲取啟動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的允許參數(shù)，如增壓風(fēng)機(jī)入口壓力、增壓風(fēng)動(dòng)導(dǎo)葉開(kāi)度或最低負(fù)荷參數(shù)。

(5)重視送/引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)RB的試驗(yàn)，根據(jù)RB情況完善送/引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)相關(guān)邏輯及參數(shù)設(shè)置。

(6)增壓風(fēng)機(jī)前后煙道增加壓力測(cè)點(diǎn)，當(dāng)煙氣壓力超極限時(shí)跳引風(fēng)機(jī)或增壓風(fēng)機(jī)。

6結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)際運(yùn)行表明，在鍋爐點(diǎn)火(使用微油)開(kāi)始全過(guò)程投運(yùn)電除塵，電除塵仍受到未燃盡油污的影響，電除塵效率在一段時(shí)間內(nèi)下降。需加強(qiáng)對(duì)微油油槍運(yùn)行管理，盡量使微油充分燃燒，有條件的可改造為等離子點(diǎn)火或富氧點(diǎn)火，如何防止電除塵的污染還需進(jìn)一步研究。

在熱態(tài)對(duì)噴淋效果進(jìn)行了檢驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果修改了邏輯，原邏輯中三級(jí)工藝噴水淋水門(mén)是分級(jí)噴淋的，試驗(yàn)結(jié)果表明，在200MW以下負(fù)荷，引風(fēng)機(jī)后的溫度大于160℃時(shí)，采用工業(yè)水第一級(jí)噴淋就能把煙氣溫度控制在70℃，高于此負(fù)荷則三級(jí)同開(kāi)會(huì)有更好的效果。此工程工藝水箱容量能保證三級(jí)同開(kāi)1 h的用水量，能提供較長(zhǎng)的故障處理時(shí)間。

改造工程應(yīng)對(duì)引風(fēng)機(jī)后的煙道進(jìn)行承壓核算，其承壓至少達(dá)到2臺(tái)海水升壓泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，增加的煙氣阻力不超煙道承壓極限，試驗(yàn)明表鍋爐BMCR工況下，2臺(tái)海水泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)引風(fēng)機(jī)后煙氣壓力可達(dá)到3.2 kPa，本工程按4.0 kPa對(duì)煙道進(jìn)行了核算，核算結(jié)果有一個(gè)90°彎不能滿足要求，在機(jī)組運(yùn)行中進(jìn)行了加固處理[8]。

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(本文編輯：嚴(yán)加)

100% Unit Availability Rate After the Removal of Desulfurization Flue Gas Bypass

YANG Zhen-li

(Zhejiang Guohua (Zhoushan) Power Generation Co., Ltd ., Zhoushan 316012, China)

Abstract:According to the national "Twelfth Five Year" major pollutant emission reduction targets, the flue gas bypass system shall be removed from the desulphurization facilities of coal-fired generating units. The conventionally designed availability of the desulfurization system is 95%. The flue gas bypass will be opened to maintain the normal unit operation when the boiler or the desulfurization system is in trouble. After removing the flue gas bypass, various failures of the boiler or the desulfurization system need solving. If the availability of the unit reaches 100% at the same time, it is essential to study the reliability of the system. By comparing the change of the desulfurization process system and control logic optimization design before and after the flue gas bypass removal, technology system sets up a three-stage spray water system, where fire water is used as emergency backup water source, the flue gas temperature after spray is used for the protection of desulphurization absorption tower, and the availability of the system can come up to 100%. The thermal state experiment shows that the system after transformation can deal with the abnormal events such as high temperature of exhaust gas and serious failure of the desulfurization system, achieving the research expectation.

Key words:seawater desulfurization; flue gas bypass; three-stage spray; flue-gas temperature

DOI：10.11973/dlyny201601024

作者簡(jiǎn)介：楊震力(1968)，男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)闊峁は到y(tǒng)的可靠性、防雷接地、測(cè)量系統(tǒng)屏蔽抗技術(shù)，熱工控制技術(shù)。

中圖分類號(hào)：TM621；X701

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：2095-1256(2016)01-0110-07

收稿日期：2015-10-09