脫硫取消旁路后熱工控制邏輯優(yōu)化

劉增鋒 趙一平

（山西漳澤電力股份有限公司蒲洲發(fā)電分公司，山西 運(yùn)城044500）

0 引言

蒲洲發(fā)電分公司2×300 MW 機(jī)組脫硫系統(tǒng)于2006年隨機(jī)組竣工投入運(yùn)行，2008年后由于機(jī)組燃煤硫分增高，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行困難，煙氣超標(biāo)排放。為滿足國家環(huán)保要求，于2010—2011年陸續(xù)對#1、#2 機(jī)組原脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了增容改造，改造后脫硫效率≥95.5%。脫硫系統(tǒng)設(shè)置煙氣旁路，在原煙道和凈煙道之間設(shè)計(jì)有旁路煙道及旁路擋板，當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)及增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)入吸收塔。當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)或脫硫系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以開啟脫硫旁路擋板，煙氣通過旁路煙道進(jìn)入煙囪排放，以免因?yàn)樵鰤猴L(fēng)機(jī)或脫硫系統(tǒng)故障而導(dǎo)致機(jī)組停運(yùn)。在脫硫系統(tǒng)運(yùn)行期間，此方案對主機(jī)組正常安全運(yùn)行起到了切實(shí)的保護(hù)作用。但隨著國家環(huán)保政策的日益嚴(yán)格，2010年后各地相繼出臺(tái)了地方規(guī)定，要求對安裝有旁路煙道的脫硫系統(tǒng)進(jìn)行改造，拆除旁路煙道，防止偷排。蒲洲發(fā)電分公司公司響應(yīng)國家環(huán)保政策要求，在2013年1B檢修、2014年2C檢修期間取消了旁路擋板及其輔助設(shè)備，增設(shè)事故煙氣噴水減溫系統(tǒng)，并且對脫硫系統(tǒng)、主機(jī)系統(tǒng)DCS邏輯進(jìn)行了優(yōu)化。

1 脫硫無旁路運(yùn)行存在的問題

由于脫硫系統(tǒng)的煙氣旁路取消，增壓風(fēng)機(jī)、吸收塔將成為鍋爐煙氣的必經(jīng)通道，該通道發(fā)生任何問題，都將危及機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，因此，必須保障脫硫系統(tǒng)的安全性和可靠性，達(dá)到要求的脫硫效率，減少機(jī)組停運(yùn)率，保證可用率。但這勢必對脫硫裝置主、輔設(shè)備的可靠和穩(wěn)定運(yùn)行提出更高的要求，做到與發(fā)電機(jī)組主設(shè)備同等可靠、同步運(yùn)行、同步檢修，這也對鍋爐運(yùn)行提出了更高的要求，須在事故緊急工況時(shí)能安全運(yùn)行。

1.1 增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性

蒲洲發(fā)電分公司每臺(tái)爐煙氣系統(tǒng)只配了一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)，取消脫硫煙氣旁路后，若增壓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障停運(yùn)，將觸發(fā)機(jī)組RB動(dòng)作。因此增壓風(fēng)機(jī)與主機(jī)的六大風(fēng)機(jī)和給水泵同樣重要，加強(qiáng)增壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)極其重要。

1.2 漿液循環(huán)泵的可靠性

漿液循環(huán)泵是脫硫系統(tǒng)的重要設(shè)備，循環(huán)泵的跳閘會(huì)引起脫硫效率降低，凈煙氣排放不達(dá)標(biāo)。甚至可能由于煙氣量大導(dǎo)致吸收塔內(nèi)煙氣溫度高，引起吸收塔內(nèi)部部件及防腐層損壞。

1.3 吸收塔的超溫保護(hù)

原脫硫系統(tǒng)沒有設(shè)計(jì)事故噴淋系統(tǒng)，當(dāng)原煙氣溫度高于165 ℃時(shí)，觸發(fā)FGD 跳閘信號(hào)，使增壓風(fēng)機(jī)跳閘并打開旁路擋板，防止高溫?zé)煔膺M(jìn)入吸收塔超溫。取消脫硫煙氣旁路后，吸收塔成了煙氣流通的唯一通道，為防止主機(jī)系統(tǒng)故障導(dǎo)致高溫?zé)煔膺M(jìn)入吸收塔破壞吸收塔內(nèi)部設(shè)備及防腐層，需加裝事故噴淋系統(tǒng)并增加煙氣溫度高觸發(fā)鍋爐MFT 邏輯。噴淋冷卻設(shè)置二級(jí)，均布置于吸收塔入口前的煙道內(nèi)。每個(gè)噴嘴流量為2～12m3/h，噴嘴布置保證當(dāng)噴淋時(shí)能將煙道斷面全覆蓋。事故噴淋水量約200t/h，事故噴淋水設(shè)置兩路供水，一路為除霧器沖洗水，另一路為消防水。正常情況由除霧器沖洗水泵供給，除霧器沖洗水泵事故時(shí)用消防水，以確保供水系統(tǒng)的可靠性，供水管路閥門設(shè)計(jì)為斷電自動(dòng)打開氣動(dòng)閥門，當(dāng)氣動(dòng)閥門失電時(shí)，閥門開啟，避免由于系統(tǒng)失電對噴淋系統(tǒng)造成影響。為避免噴淋管噴嘴堵塞，設(shè)置反吹裝置，在不進(jìn)行事故噴淋時(shí)，定期用壓縮空氣對噴嘴進(jìn)行吹掃，防止煙氣倒灌導(dǎo)致噴嘴堵塞，吹掃氣源近取自氧化風(fēng)機(jī)母管。噴淋水進(jìn)入增壓風(fēng)機(jī)底部煙道溝槽，排入吸收塔區(qū)集水坑，由增設(shè)的一臺(tái)集水坑泵排出。

1.4 引風(fēng)機(jī)出口與增壓風(fēng)機(jī)入口煙道的壓力保護(hù)

原設(shè)計(jì)中，原煙氣壓力高于500Pa或低于－800Pa時(shí)，快開旁路擋板。取消旁路擋板后，為防止引風(fēng)機(jī)出口與增壓風(fēng)機(jī)入口煙道超壓，需對該段煙道的煙氣壓力進(jìn)行監(jiān)測，一旦參數(shù)越限，及時(shí)提供報(bào)警，必要時(shí)需停爐。

2 熱工控制邏輯優(yōu)化

2.1 脫硫DCS系統(tǒng)邏輯優(yōu)化內(nèi)容

（1）FGD 跳閘觸發(fā)鍋爐MFT：凈煙氣溫度高于80 ℃，延時(shí)15s觸發(fā)MFT（三選二，新增測點(diǎn)）；邏輯組態(tài)在單元脫硫DCS系統(tǒng)控制器內(nèi)，并將3個(gè)模擬量輸入信號(hào)、3個(gè)開關(guān)量輸出信號(hào)布置在不同的板卡上。（2）送主機(jī)信號(hào)：脫硫系統(tǒng)已投用。漿液循環(huán)泵運(yùn)行兩臺(tái)以上。（3）增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)允許條件：1）吸收塔任意兩臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行；2）增壓風(fēng)機(jī)靜葉開度＜30%；3）脫硫入口煙溫＜170 ℃；4）電氣設(shè)備無故障；5）無事故按鈕分閘信號(hào)；6）冷卻風(fēng)機(jī)至少運(yùn)行一臺(tái)；7）設(shè)備無跳閘首出。（4）聯(lián)鎖跳增壓風(fēng)機(jī)：引風(fēng)機(jī)全跳。（5）除霧器沖洗水泵聯(lián)鎖啟動(dòng)條件（下面任一條件）：1）漿液循環(huán)泵全停；2）原煙氣溫度高于150 ℃；3）凈煙氣溫度高于60 ℃延時(shí)5s；4）僅有一臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行。聯(lián)啟除霧器沖洗水泵按A、B、C 所選進(jìn)行，壓力低于0.5 MPa聯(lián)啟第二臺(tái)泵。聯(lián)啟除霧器沖洗水泵保護(hù)信號(hào)為脈沖信號(hào)，便于除霧器沖洗水泵聯(lián)啟后運(yùn)行人員能根據(jù)現(xiàn)場情況手動(dòng)啟停。（6）脫硫事故噴淋聯(lián)鎖打開條件：1）原煙氣溫度高于160 ℃或凈煙氣溫度高于60 ℃延時(shí)5s，聯(lián)鎖開啟一級(jí)事故噴淋氣動(dòng)門；2）原煙氣溫度高于170℃或凈煙氣溫度高于70 ℃延時(shí)5s，聯(lián)鎖開啟二級(jí)事故噴淋氣動(dòng)門。開啟一、二級(jí)事故噴淋系統(tǒng)閥門保護(hù)信號(hào)為脈沖信號(hào)，便于閥門開啟后運(yùn)行人員能根據(jù)現(xiàn)場情況手動(dòng)關(guān)閉。（7）消防水事故噴淋氣動(dòng)閥聯(lián)鎖打開條件：脫硫系統(tǒng)失電。（8）增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行、跳閘信號(hào)送主機(jī)：增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行3個(gè)信號(hào)邏輯組態(tài)需在單元脫硫DCS系統(tǒng)控制器內(nèi)，并將3 個(gè)開關(guān)量輸出信號(hào)布置在不同的板卡上。（9）取消的邏輯、順控：1）增壓風(fēng)機(jī)、旁路擋板、原煙氣擋板、凈煙氣擋板、吸收塔排空門順控邏輯取消；2）保護(hù)脫硫開旁路擋板邏輯取消；3）煙氣系統(tǒng)啟動(dòng)允許條件邏輯部分取消；4）增壓風(fēng)機(jī)跳閘保護(hù)中振動(dòng)保護(hù)邏輯取消，電機(jī)線圈溫度保護(hù)只設(shè)報(bào)警；5）原FGD 跳閘請求鍋爐MFT 邏輯取消；6）入口煙溫小于140 ℃自動(dòng)停原事故噴淋邏輯取消；7）原FGD 跳閘邏輯取消；8）吸收塔液位低保護(hù)停循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、石膏排漿泵邏輯取消；9）循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、石膏排漿泵啟允許中對吸收塔液位要求邏輯取消；10）氧化風(fēng)機(jī)啟允許中對凈煙擋板或吸收塔排空門的要求邏輯取消；11）氧化風(fēng)機(jī)保護(hù)停中對凈煙擋板或吸收塔排空門的要求邏輯取消；12）原、凈煙氣擋板對除霧器沖洗程控運(yùn)行影響邏輯取消；13）循環(huán)泵入口壓力小于40kPa保護(hù)停邏輯取消；14）氧化風(fēng)機(jī)保護(hù)停中對原煙氣壓力要求邏輯取消；15）循環(huán)泵停順控條件凈煙氣擋板關(guān)邏輯取消；16）煙氣系統(tǒng)中擋板密封風(fēng)機(jī)及加熱器相關(guān)邏輯全部取消；17）#2機(jī)組主機(jī)引風(fēng)機(jī)畫面中脫硫旁路擋板信號(hào)取消及畫面修改；18）循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、真空泵電機(jī)線圈溫度保護(hù)只設(shè)報(bào)警。

2.2 主機(jī)側(cè)DCS系統(tǒng)邏輯修改

（1）主機(jī)DCS側(cè)增加由脫硫DCS側(cè)送來的兩個(gè)模擬量信號(hào)做畫面顯示：1）FGD 入口壓力；2）FGD 入口溫度。（2）主機(jī)DCS側(cè)增加由脫硫DCS側(cè)送來的4個(gè)開關(guān)量信號(hào)：1）脫硫請求主機(jī)MFT，三取二后觸發(fā)MFT（3個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào)要分布在不同的板卡上）；2）脫硫投運(yùn)、FGD 緊急跳閘兩個(gè)信號(hào)做畫面顯示，報(bào)警；3）增壓風(fēng)機(jī)跳閘三取二后觸發(fā)機(jī)組RB 同時(shí)進(jìn)行報(bào)警（3個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào)要分布在不同的板卡上）。（3）主機(jī)DCS側(cè)增加送往脫硫DCS側(cè)兩個(gè)模擬量信號(hào)：1）引風(fēng)機(jī)A靜葉開度；2）引風(fēng)機(jī)B 靜葉開度。（4）主機(jī)DCS側(cè)增加送往脫硫DCS側(cè)四個(gè)開關(guān)量信號(hào)：1）任一油槍投運(yùn)；2）主機(jī)MFT；3）A 引風(fēng)機(jī)停運(yùn)；4）B 引風(fēng)機(jī)停運(yùn)。（5）主機(jī)DCS側(cè)將送脫硫DCS鍋爐熱負(fù)荷改為機(jī)組負(fù)荷。

3 結(jié)語

蒲洲發(fā)電分公司#1、#2機(jī)組取消脫硫旁路煙道后，對熱工控制邏輯進(jìn)行了優(yōu)化，設(shè)備運(yùn)行狀況良好；#1機(jī)組分別發(fā)生一次風(fēng)機(jī)故障和增壓風(fēng)機(jī)變頻故障RB動(dòng)作，煙氣壓力穩(wěn)定，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行正常。