1、平海电厂脱硫取消烟气旁路的技术应用摘要：取消烟气旁路是火电厂烟气脱硫行业发展的必然趋势，介绍了平海电厂脱硫装置取消烟气旁路改造的技术应用,为大型燃煤火电机组取消烟气旁路改造或无旁路设计提供借鉴。 关键词：脱硫装置，取消烟气旁路，可靠性 中图分类号：TF741.344 文献标识码：A 文章编号： 引言 为保证机组安全可靠性运行，国内已投运的湿法脱硫装置一般设有100%旁路烟道。随着国家环保标准的日益严格，火电厂烟气脱硫装置取消烟气旁路或无烟气旁路设计成为大势所趋。 1 平海电厂脱硫烟气系统简介 平海发电厂一期工程 21000MW 超超临界压力燃煤发电机组，脱硫装置为石灰石?石膏就地强制氧化湿法烟
2、气脱硫工艺。从锅炉引风机主烟道引出的烟气，通过并列布置的两台动叶可调轴流式增压风机升压后进入吸收塔反应区，在吸收塔内脱硫净化，经除雾器除去细小液滴后，再进入净烟气烟道。烟气系统设置增压风机进、出口挡板门和吸收塔出口净烟气挡板门、旁路挡板门。 2 取消烟气旁路对设备的安全影响 取消烟气旁路的影响主要是锅炉故障和脱硫装置本身故障两个方面，这两种故障均对脱硫装置及锅炉的安全可靠运行造成威胁。 2.1 锅炉故障及其影响 （1）脱硫装置入口原烟气温度一般在 120150左右，当锅炉尾部烟道二次燃烧或空预器故障等异常时，机组排烟温度快速升高至 160以上，烟温过高对吸收塔喷淋层、除雾器以及吸收塔防腐材料造
3、成破坏性损伤。因此,必须采取可靠的措施控制脱硫系统入口烟温。 （2）烟尘对脱硫吸收塔浆液系统的污染影响很大，甚至导致吸收塔浆液无法反应，最终导致脱硫装置被迫停运。因此电除尘装置的安全可靠性非常重要。 2.2 脱硫装置本身故障及其影响 脱硫装置本身故障将会影响锅炉的安全运行，主要包括以下几个方面： （1）吸收塔浆液循环泵故障全停将会导致进入吸收塔的烟气温度超过防腐内衬所能承受的最高值，使脱硫装置被迫停运。 （2）石灰石浆液供给系统故障将会导致吸收塔内浆液 pH 值极低，使吸收塔处于强酸腐蚀的环境中，对吸收塔及有关设备运行极为不利，必须使机组降负荷或停运。 （3）脱硫 6KV 母线电源故障将导致增
4、压风机、浆液循环泵等设备停电，造成机组停运。因此必须采取措施保证脱硫 6KV 母线及大容量设备供电的安全可靠性。 3 取消烟气旁路的可靠性分析 平海电厂吸收塔采用丁基橡胶内衬，塔内喷淋层和除雾器分别采用FRP 材料和 PP 材料制作，均为低温应用材料。因此，取消烟气旁路后应对现有工艺系统、电气系统和控制系统进行可靠性分析以确定系统可靠性程度。 3.1 取消烟气旁路后工艺系统可靠性分析 原设计 1 个石灰石浆液箱储存两台机组所需石灰石浆液，通过各自的石灰石浆液泵分别供浆。如果出现石灰石浆液箱搅拌器故障等问题将直接影响两台机组脱硫系统石灰石浆液的供应，对脱硫装置的安全可靠运行造成影响。所以需对石灰
5、石浆液供浆系统进行改造，提高安全可靠性。 3.2 取消烟气旁路后电气系统可靠性分析 原设计每台机组的脱硫装置采用 6kV 单母线不分段接线方式，每台机组分别提供两路 6kV 电源，一路电源工作，另一路备用，采用备自投实现自动切换。脱硫取消旁路烟道后，增压风机、浆液循环泵将变为与主机引风机同等重要的 I 类负荷。但现备自投装置模式下，6KV 脱硫段一路失电情况下将导致增压风机、循环泵同时失电而引起机组停运。所以必须对现有的备自投装置进行完善改造。 另外，原设计电除尘 A、B、C 段电源，其中电除尘 A、B 段电源分别带 A、B 侧电除尘的全部整流变，电除尘 C 段作为备用母线电源。如果其中一段母
6、线电源跳闸，相应侧的整流变跳闸，大量的烟尘进入吸收塔导致脱硫装置被迫停运。所以必须对电除尘段的电源优化改造，提高安全可靠性。 4 取消烟气旁路的改造技术方案 通过取消烟气旁路的设备安全影响及可靠性分析，平海电厂从工艺系统、电气系统、控制系统及逻辑优化等方面，制定安全可靠的改造技术方案。 4.1 工艺系统技术改造 （1）烟气旁路改造。在旁路烟道上增加两道堵板，堵板之间烟道拆除，使旁路烟道明显断开，新增的堵板烟气侧进行防腐。原旁路挡板关闭，拆除旁路档板执行机构，并将相应的旁路挡板密封风管道封堵。 （2）增加烟气事故冷却水系统。为避免高温烟气进入吸收塔对喷淋层、除雾器以及吸收塔防腐材料造成破坏性损伤
7、，在吸收塔入口设计一套烟气事故冷却水系统。平海电厂未设计事故冷却水泵和高位水箱系统，而是将消防水作为水源，与全厂消防水系统母管连接，系统简单且可靠性为 100%。同时考虑喷嘴的防堵措施，设计一路压缩空气定期吹扫。 （3）为提高石灰石供浆系统的可靠性，增加一个备用石灰石浆液箱。系统连接上将两台机组的石灰石供浆泵分别连接在两个石灰石浆液箱上实现互为备用。另外，为提高供浆系统的可靠性，防止供浆管道磨损漏浆等影响正常供浆，在 1、2 号脱硫供浆管道之间增加联络管道，使两台机组供浆管路在紧急情况下互为备用。 4.2 电气系统的优化改造 （1）脱硫 6KV 母线电源改造。原设计的备自投装置切换时间不满足改
8、造后的可靠性要求。因此，将脱硫 6KV 段双路电源切换更换为无扰切换的厂用电快切装置。同时将增压风机、上两层吸收塔浆液循环泵定为一类设备，低电压保护定值为 4S；其他 6KV 设备为二类设备，低电压保护定值为 0.5S。这样，在脱硫 6KV 段工作电源失去时，备用电源自动投入确保两台增压风机和上层的两台浆液循环泵不跳闸，保障脱硫系统的正常运行。 （2）电除尘电源优化改造。为提高电除尘电源的可靠性，在电除尘段加装备自投装置。如果某一电除尘段工作电源故障，备自投装置自动投入，监盘人员监视到母线备用段开关合闸正常后，在远方迅速恢复电除尘整流变运行，尽可能降低进入吸收塔的烟尘量。如果除尘备用段电源备自
9、投失败，延时 60S，通过热控主机 RB 逻辑停运该侧的送、引风机，确保脱硫系统的安全运行。 4.3 逻辑的优化完善 （1）增加脱硫 MFT 锅炉信号 取消烟气旁路后，烟气温度关系到原烟道及吸收塔内防腐衬胶的安全，以及考虑脱硫烟道最大承受压力因素。因此当温度过高时启动事故喷淋系统以降低进入吸收塔的烟温。当 FGD 入口烟温超温、出口净烟气温度超温、引风机出口烟温超温、所有吸收塔浆液循环泵均故障停运、FGD 入口压力高于本段烟道最大承受压力以及 2 台增压风机都跳闸时，发出锅炉 MFT 信号。 （2）完善锅炉启停顺控条件 取消烟气旁路设计后，由于增压风机与机组风烟道连接一体，故启动时考虑风组通道
10、建立逻辑；增压风机全停后触发信号使脱硫烟风系统通道保持畅通。 （3）烟气事故冷却水系统逻辑 为保证烟气事故冷却水系统实际运用中的关键保护作用，需完善相应控制逻辑，如事故消防水喷淋门联锁开、关条件。 5 取消烟气旁路的运行 取消烟气旁路后，脱硫烟气系统必须与机组同步启停,期间应避免烟尘污染吸收塔浆液品质。因此在操作上注意以下原则： （1）为避免进入 FGD 装置的烟尘浓度及燃油未燃尽物含量过高，在锅炉启动前，投入静电除尘器三、四电场整流变运行。 （2）至少启动一台浆液循环泵运行后，方可启动增压风机、引送风机。 （3）机组投入制粉系统点火后，注意控制 FGD 入口烟尘浓度不超过50mg/Nm3。F
11、GD 入口烟温达到 100后，增加启动一台浆液循环泵，控制吸收塔出口烟温不高于 55。 （4）机组并网升负荷过程中，根据运行情况投入静电除尘器一、二电场整流变，控制 FGD 入口烟尘不高于 50mg/Nm3；同时根据脱硫效率和吸收塔出口烟温，适时投运其他浆液循环泵。 （5）在锅炉启动初期，密切监视脱硫系统运行参数，加大对吸收塔浆液品质的化验分析，观察吸收塔 PH 值反应变化情况等。一旦出现吸收塔溢流起泡、pH 值控制异常、浆液品质恶化、石膏脱水困难等，可采取置换吸收塔浆液的方式进行处理。 6 结语 新建机组脱硫装置取消烟气旁路已成为目前国家环保部门的强制要求，已投产机组取消烟气旁路是火电厂烟气脱硫行业发展的必然趋势。本文研究的取消烟气旁路的技术应用，从多方面采用技术措施，如增加烟气事故冷却水系统、增加备用石灰石浆液箱及两台脱硫装置供浆管道之间增加联络管道、优化相关 6KV 及 380V 电气系统等，确保技改方案的安全可靠。因此，取消烟气旁路课题只要针对现有系统或设备进行安全可靠性分析，采取必要的技术措施，机组与脱硫装置完全可以达到长期、安全、稳定、经济运行。 参考文献： 1 蒋进从,封乾君. 国华三河电厂脱硫装置限消烟气旁路技术 J . 电力建设,2008, 29 (2)61-63 2 黄涛，大型燃煤火电机组取消脱硫旁路烟道的应对措施，电力环境保护，2009
