脫硫APS系統(tǒng)在1 000 MW機(jī)組中的應(yīng)用

蔣 健

（浙江省電力試驗(yàn)研究院，杭州 310014）

脫硫APS系統(tǒng)在1 000 MW機(jī)組中的應(yīng)用

蔣 健

（浙江省電力試驗(yàn)研究院，杭州 310014）

通過寧海1 000 MW機(jī)組脫硫系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)APS系統(tǒng)的可行性分析，闡述脫硫APS系統(tǒng)的重要意義，總結(jié)了在實(shí)現(xiàn)脫硫APS系統(tǒng)過程中產(chǎn)生的問題和解決方法，表明了脫硫APS系統(tǒng)的實(shí)用性和可靠性，對(duì)其他機(jī)組脫硫APS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試具有參考價(jià)值。

1 000 MW機(jī)組；脫硫；APS系統(tǒng)

將機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng) （Automatic Powered System，簡(jiǎn)稱APS）應(yīng)用于脫硫系統(tǒng)時(shí)，運(yùn)行人員僅需按下啟動(dòng)控制鍵，系統(tǒng)就將按照設(shè)計(jì)的先后順序、規(guī)定的時(shí)間和各控制子系統(tǒng)的工作情況，自動(dòng)啟停相關(guān)設(shè)備，協(xié)調(diào)脫硫各系統(tǒng)的控制，在少量人工干預(yù)甚至完全不用人工干預(yù)的情況下，自動(dòng)完成整個(gè)脫硫系統(tǒng)的啟停。

脫硫APS系統(tǒng)的主要目的是減少電廠運(yùn)行人員的操作，避免人工操作造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定，提高機(jī)組自動(dòng)化水平，并確保電廠脫硫系統(tǒng)和主機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 系統(tǒng)概述

寧海電廠二期6號(hào)機(jī)組為1 000 MW機(jī)組，脫硫系統(tǒng)比其他電廠多1臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)，但少了GGH（氣氣換熱）系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)1 000 MW機(jī)組基本上都配備了脫硫系統(tǒng)，但尚未應(yīng)用脫硫APS系統(tǒng)。由于脫硫系統(tǒng)的工藝和流程已相當(dāng)成熟，經(jīng)過研究和改進(jìn)，APS系統(tǒng)在1 000 MW機(jī)組脫硫系統(tǒng)中的應(yīng)用是可以實(shí)現(xiàn)的。

寧海電廠二期6號(hào)機(jī)組脫硫APS系統(tǒng)包括煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)和除霧器沖洗系統(tǒng)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)可分為4層：機(jī)組控制級(jí)、功能組控制級(jí)、功能子組控制級(jí)和單個(gè)設(shè)備控制級(jí)。脫硫系統(tǒng)就是機(jī)組控制級(jí)，功能組控制級(jí)就是脫硫系統(tǒng)中各個(gè)系統(tǒng)如煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)等，功能子組控制級(jí)就是功能組控制級(jí)下的小控制系統(tǒng)，如煙氣系統(tǒng)中的增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)的吸收塔循環(huán)泵系統(tǒng)，單個(gè)設(shè)備控制級(jí)則控制增壓風(fēng)機(jī)、吸收塔循環(huán)泵等。脫硫APS系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)見圖1。

2 啟動(dòng)條件和啟停步驟

實(shí)現(xiàn)脫硫APS系統(tǒng)首先需要確定系統(tǒng)啟動(dòng)條件和啟停步驟。

圖1 脫硫APS系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

脫硫系統(tǒng)啟動(dòng)前需要有足夠的水和石灰石漿液，所以作為公用系統(tǒng)的水系統(tǒng)必須先滿足脫硫需要，即至少要有1臺(tái)工藝水泵運(yùn)行且工藝水箱液位正常，濾液水泵運(yùn)行和聯(lián)絡(luò)門打開，以保證制漿、吸收塔和除霧器沖洗等用水系統(tǒng)正常工作。滿足漿液條件需要至少1臺(tái)石灰石漿液泵運(yùn)行，石灰石漿液箱液位和石灰石漿液密度正常。而輔助系統(tǒng)設(shè)備需要壓縮空氣系統(tǒng)投運(yùn)。脫硫系統(tǒng)投運(yùn)還需滿足一些其他條件，若電除塵無法正常投運(yùn)或含塵量高、鍋爐有任一油槍投入、FGD進(jìn)口煙氣溫度或壓力不正常、吸收塔液位太高或太低、吸收塔排空門沒開等都不能保證脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行，這些條件都必須在投脫硫APS系統(tǒng)前滿足。此外，運(yùn)行人員還需要在啟動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)、氧化風(fēng)機(jī)和吸收塔循環(huán)泵前預(yù)選好需要啟動(dòng)的設(shè)備，既防止6 kV大電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)引起沖擊，又保證脫硫系統(tǒng)能正常運(yùn)行。

分析了脫硫APS系統(tǒng)啟動(dòng)條件后，還需要確定系統(tǒng)啟停的具體步驟。脫硫APS系統(tǒng)中各子系統(tǒng)投入的順序依次是吸收塔系統(tǒng)、除霧器系統(tǒng)、供漿系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)。停運(yùn)順控依次為煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、除霧器系統(tǒng)、供漿系統(tǒng)。脫硫APS系統(tǒng)啟動(dòng)階段設(shè)有一個(gè)斷點(diǎn)，即手動(dòng)關(guān)閉煙氣旁路，此時(shí)吸收塔系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)已全部啟動(dòng)，運(yùn)行人員需手動(dòng)慢關(guān)煙氣旁路擋板，并保證增壓風(fēng)機(jī)前入口壓力穩(wěn)定。而脫硫APS系統(tǒng)停運(yùn)階段則不設(shè)斷點(diǎn)。脫硫APS系統(tǒng)啟動(dòng)完成時(shí)間約1.5～2 h，停運(yùn)完成時(shí)間0.5 h。

3 過程分析及難點(diǎn)解決

3.1 增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)

在脫硫APS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，對(duì)已有的邏輯進(jìn)行了較多修改和完善。其中主要難點(diǎn)在于2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)順序以及增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度控制和動(dòng)葉、電流偏置投自動(dòng)的控制。

啟動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)時(shí)，首先投入增壓風(fēng)機(jī)A的啟動(dòng)順控，打開出口門，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，再打開進(jìn)口擋板，最后把風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開到35%。因?yàn)楦鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)，煙氣旁路擋板關(guān)閉時(shí)，增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉一般控制在35%左右，此時(shí)增壓風(fēng)機(jī)前的壓力和爐膛壓力能保持穩(wěn)定。之所以先開進(jìn)口擋板再開風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，是因?yàn)樵鰤猴L(fēng)機(jī)動(dòng)葉在開的過程中對(duì)進(jìn)口擋板有巨大的拉力，動(dòng)葉比進(jìn)口擋板先開會(huì)造成進(jìn)口擋板無法正常開啟或開啟很慢，容易引起增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板設(shè)備損壞或增壓風(fēng)機(jī)跳閘。

在脫硫APS系統(tǒng)啟動(dòng)步驟中，不能直接對(duì)增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉設(shè)置開度指令，因?yàn)橹苯虞斎腴_度指令，動(dòng)葉會(huì)快速開到設(shè)定值目標(biāo)，而動(dòng)葉開得太快會(huì)引起增壓風(fēng)機(jī)入口前壓力劇烈波動(dòng)。當(dāng)APS開動(dòng)葉指令到達(dá)時(shí)，西門子T3000系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥CCTRL功能塊的端口C_TRACK將變?yōu)?，此時(shí)增壓風(fēng)機(jī)出口動(dòng)葉指令自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)閥CCTRL功能塊端口TRACK_V上的動(dòng)葉指令預(yù)定數(shù)值35%，然后通過RAXFR功能塊實(shí)現(xiàn)逐漸爬升，即動(dòng)葉開度從0%慢慢開到35%，變化速率為0.2%/s，以保證增壓風(fēng)機(jī)前壓力穩(wěn)定。

增壓風(fēng)機(jī)A動(dòng)葉開到35%后，啟動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)B的順控，等到增壓風(fēng)機(jī)B動(dòng)葉也開到35%，才投入2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)的自動(dòng)，并設(shè)置初始入口壓力值為150 Pa。如果增壓風(fēng)機(jī)A啟動(dòng)后就先投入自動(dòng)，在增壓風(fēng)機(jī)B動(dòng)葉打開過程中將會(huì)引起增壓風(fēng)機(jī)前壓力波動(dòng)，使增壓風(fēng)機(jī)A的動(dòng)葉開度頻繁變化，不利于增壓風(fēng)機(jī)入口前壓力控制。壓力設(shè)定值設(shè)定完成后，自動(dòng)復(fù)位到手動(dòng)壓力設(shè)定方式，方便運(yùn)行人員根據(jù)工況隨時(shí)手動(dòng)設(shè)置增壓風(fēng)機(jī)前入口壓力設(shè)定值。

當(dāng)2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)都投入自動(dòng)后，1 000 MW機(jī)組增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)還要投入電流偏置的調(diào)節(jié)控制，目的是讓2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)的出力盡可能相同，即電流盡可能接近，同時(shí)也要求2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度不能相差太大，一般不能大于8%～10%。經(jīng)過調(diào)試，電流偏置設(shè)定在-5 A，即增壓風(fēng)機(jī)A電流比增壓風(fēng)機(jī)B電流大5 A。脫硫APS系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)過程見圖2。

圖2 脫硫APS系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)過程圖

3.2 其他系統(tǒng)

除了增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的邏輯修改外，還增加了其他系統(tǒng)的修改。

（1）增加脫硫APS系統(tǒng)允許啟動(dòng)條件畫面，使運(yùn)行人員明確脫硫APS系統(tǒng)的啟動(dòng)條件。

（2）增壓風(fēng)機(jī)、氧化風(fēng)機(jī)、吸收塔循環(huán)泵均為6 kV大電機(jī)，需每隔15 s啟動(dòng)一臺(tái)，否則會(huì)引起電流的沖擊。因此在脫硫APS系統(tǒng)啟動(dòng)前，運(yùn)行人員需在啟動(dòng)畫面上選擇1～2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)、任意2臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)和2～4臺(tái)吸收塔循環(huán)泵，作為脫硫APS系統(tǒng)啟動(dòng)的允許條件。

（3）當(dāng)吸收塔液位大于11 m時(shí)，除霧器沖洗順控不投運(yùn)，所以在投入脫硫APS系統(tǒng)時(shí)，運(yùn)行人員需選擇是否投入吸收塔除霧器沖洗順控。

（4）除霧器噴淋層沖洗的第一層下沖洗、第一層上沖洗和第二層沖洗系統(tǒng)再次自動(dòng)沖洗的間隔時(shí)間分別是40 min、40 min和60 min。因?yàn)殚g隔時(shí)間比較長(zhǎng)，因此在除霧器沖洗畫面上增加了沖洗順控等待時(shí)間。

（5）運(yùn)行人員選擇好需啟動(dòng)的2臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)后，當(dāng)脫硫APS系統(tǒng)執(zhí)行到需要啟動(dòng)氧化風(fēng)機(jī)步驟時(shí)，先啟動(dòng)其中一臺(tái)被選的氧化風(fēng)機(jī)順控，隔15 s后再自動(dòng)啟動(dòng)另外一臺(tái)被選的氧化風(fēng)機(jī)順控，然后再投入聯(lián)鎖模塊，這樣既可防止2臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，又保證了其備用關(guān)系。

（6）修改脫硫APS系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)除霧器噴淋閥的關(guān)閉邏輯，APS系統(tǒng)停運(yùn)后噴淋閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，保證吸收塔液位正常。

（7）修改脫硫APS系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)聯(lián)鎖模塊復(fù)位邏輯，使系統(tǒng)重啟時(shí)能正常投入聯(lián)鎖功能。

4 結(jié)語

脫硫APS系統(tǒng)改造完成后，多次應(yīng)用APS啟停脫硫系統(tǒng)，脫硫設(shè)備均啟停正常，增壓風(fēng)機(jī)前入口壓力和主機(jī)爐膛壓力穩(wěn)定，石灰石漿液pH值保持在5．2～5．4，脫硫率保持在95%以上，說明改進(jìn)后的脫硫APS系統(tǒng)能夠滿足1 000 MW機(jī)組自動(dòng)啟停的要求。

脫硫APS系統(tǒng)的投運(yùn)大大減輕了運(yùn)行人員的操作壓力，提高了脫硫系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，但同時(shí)也要求運(yùn)行人員更加熟悉系統(tǒng)的邏輯和步驟，并在設(shè)備故障和其他突發(fā)情況時(shí)能夠及時(shí)解決和手動(dòng)干預(yù)。

[1]孫長(zhǎng)生，馮國(guó)鋒．電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J]．自動(dòng)化博覽，2008，25（4）∶24－28．

[2]潘鳳萍，陳世和，張紅福，等．1 000 MW超超臨界機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]．中國(guó)電力，2009，42（10）∶15－18．

[3]歸一數(shù)，胡靜，王璟，等．APS技術(shù)在平圩電廠600 MW機(jī)組DCS改造中的應(yīng)用[C]．2006年全國(guó)發(fā)電廠DCS與SIS技術(shù)研討會(huì)暨熱工自動(dòng)化專業(yè)會(huì)議．2006年．

（本文編輯：徐 晗）

Application of Desulfurization APS System in 1 000 MW Unit

JIANG Jian
（Zhejiang Electric Power Test and Research Institute，Hangzhou 310014，China）

This paper analyzes the feasibility ofthe application ofthe desulfurization APS system for the 1 000 MW unit in Ninghai Power Plant，discusses the significance of the system,summarizes the problems and solutions during the process of application and indicates the practicality and reliability of the system.And it is of great reference value for the design and commissioning of the desulfurization APS system of other units.

1 000 MW unit；desulfurization；APS system

X773

B

1007-1881（2010）10-0040-03

2010-01-07

蔣 ?。?978-），男，浙江杭州人，工程師，從事熱工自動(dòng)化調(diào)試工作。