300MW火力發電廠脫硫(FGD)旁路煙氣檔板改造

摘要闡述300MW火力發電廠脫硫（FGD）旁路煙氣檔板取消的改造方案，研究改造后對機組安全可靠運行的影響及采取的技術對策。

關鍵詞 300MW機組 FGD 旁路煙氣檔板

中圖分類號：TM6文獻標志碼：A

Transformation of the Flue Baffle of FGD in 300MW Thermal Power Plant

XU Weining

(Xiamen Huaxia International Power Development Co.， Ltd.， Xiamen， Fujian 361026)

AbstractThis paper discusses the transformation methods of canceling the flue baffle of FGD in 300MW thermal power plant， researches safe and reliable operation of the unit and the technical measures taken after transformation.

Key words300MW unit; FGD; flue baffle

0 前言

自從美國和日本在上世紀70年代開始安裝第一套煙氣脫硫（FGD）裝置以來，FGD技術已有40年的歷史了。歐洲以德國為代表在70年代末期開始發展FGD技術。我國在90年代初期開始引進FGD技術。隨著人們對環境權益保護的日益增強，以及政府對環保的重視和大力監督，促使FGD技術成為一項新興產業得到迅猛發展，也成為電廠建設項目中必不可缺的一個環節。

為了提高脫硫效率，降低成本，各種不同工藝的FGD被用于實踐。如石灰石濕法工藝、循環流化床工藝、電子束工藝、海水脫硫等。但是投入脫硫系統除直接投入設備及維護資金外仍需要損耗較大的廠用電率，增加電廠運營成本。在不同脫硫處理工藝方法進入市場檢驗安全可靠性的前期，為防止FGD系統故障而直接影響整機運行安全，在早期的FGD煙氣系統中設有旁路煙氣檔板，當FGD系統故障時，煙氣可以通過旁路煙氣檔板的旁路通道向煙囪排出，然后退出FGD系統進行檢修或維護。隨著FGD技術不斷完善，以及脫硫機組運行技術經驗的豐富積累，取消旁路煙氣檔板，既是政府對于電廠環保排放的強制要求同時也標志著我國FGD技術日臻成熟可經市場檢驗。

1 FGD工藝流程示意

廈門華夏國際電力發展有限公司#1、#2、#3、#4機組于2006年同步投入四臺機組脫硫和脫硝系統。公司采用的脫硫方法為海水脫硫工藝，其流程示意如下（紅色為原煙氣道，綠色為凈煙氣道）：

圖1海水脫硫工藝流程

公司四臺機組的海水脫硫系統在設計和基建時均設置有煙氣旁路煙道，根據福建省減排工作聯席會議辦公室下發的閩減排辦[2010]33號《福建省減排工作聯席會議辦公室關于裝機容量300mw以上燃煤電廠取消脫硫旁路煙道和建設投運脫硝設施的通知》要求，公司#1、#2機組脫硫旁路煙道要求在2012年前取消，#3、#4機組脫硫旁路煙道要求在2011年前取消。在嚴格的煙氣排放監管下徹底消除鍋爐未進行脫硫處理的原煙氣直接進入主煙道并最終進入煙囪排向大氣的可能。

2 取消旁路煙道的方法

旁路煙道與原煙氣煙道進行物理割斷的原則是：將旁路煙道與主煙道進行物理割斷，留出明顯的物理斷口，同時保留原有旁路煙道和煙氣旁路擋板門，在邏輯控制上取消所有旁路系統的控制信號及邏輯并對相應的熱控邏輯進行必要的調整。

脫硫旁路煙道拆除的割斷點選擇在煙氣旁路擋板門的門前。由于一期和二期的脫硫系統煙道現場布置有差異，割斷旁路煙道時對割斷口的位置選擇上有所區別（見附圖）：一期具體的斷口位置見圖2、圖3。二期具體的斷口位置見圖5、圖6。割斷后形成的兩個斷口（600mm€?00mm）用=6mm鋼板焊接封堵（材質Q235-A.F）。割斷后旁路煙道擋板門全關并對開度進行固定，門前的斷面采取可靠措施進行封堵。與原煙氣煙道相交的斷面由于要承受風壓和振動，必須進行加固封堵，封堵用=6mm鋼板焊接封堵（材質Q235-A.F）并用槽鋼做為橫向加固肋。本脫硫系統的煙道采用角鋼內貼式剛接煙道。斷開旁路煙道后原煙氣擋板門已經基本失去作用，要求將原煙氣擋板門開到全開的位置并進行固定開度限位，防止原煙氣擋板門運行中關閉。所有割斷后形成的斷面均要求進行保溫，保溫材料選擇巖棉板材。

3 取消脫硫旁路后對機組長期安全可靠運行影響的分析及對策

由于原來脫硫系統有旁路煙道，因此在鍋爐啟停、煤油混燒、機組負荷不穩定、機組MFT等工況下可以開啟旁路，而取消脫硫旁路后任何工況下煙氣必須經過GGH和脫硫塔，此時鍋爐煙風系統和脫硫煙風系統構成串聯，鍋爐運行參數變化可能影響脫硫系統運行，脫硫系統運行的可靠性制約著鍋爐的運行安全性，兩者相互關聯，無論哪一系統出現問題，都導致這一串聯系統出現斷裂而無法連續運行。機組的安全穩定運行對處于這一鏈條上的增壓風機、GGH、吸收塔、相關煙道乃至海水系統的運行可靠提出嚴格要求，這一鏈條上的任一環節退出運行主機的安全運行都面臨巨大的風險。主要的幾個影響因素如下：

3.1 增壓風機運行可靠性對串聯系統穩定性的影響及對策

取消旁路后，兩臺引風機直接與一臺增壓風機串聯運行，因增壓風機無備用，一旦增壓風機停運，引風機無法克服整個系統的阻力，為了鍋爐安全機組只能被迫停運。

對策：加強增壓風機的檢修維護，將增壓風機當作主設備對待。

3.2 GGH結垢、堵塞對串聯系統可靠性的影響及對策

在GGH的運行中，換熱元件的結垢、堵塞、腐蝕幾乎無法避免，GGH結構、堵塞嚴重后，增壓風機和引風機的出力無法抵消系統阻力，從而威脅到主機安全運行。

對策：采用微油點火系統，配合目前加裝暖風器的改造，基本可以實現少油或脫油點火，油污的影響較少。在平時的檢修維護中做到逢停必查，并納入主設備的管理范疇中。

3.3 鍋爐排煙溫度異常對吸收塔的影響

采用海水噴淋，煙氣可以在吸收塔內得到較為有效的降溫，并不需要采用石灰石—石膏法脫硫那樣在吸收塔內配置緊急噴淋系統。

3.4 點火初期凈煙道及煙囪的腐蝕影響

由于低溫下就啟動海水系統對煙囪及凈煙道的腐蝕必然加重，必須提高煙囪及凈煙道的防腐要求，要加強煙道和煙囪防腐的檢查和維護力度。

3.5 運行人員長期操作習慣突然改變的適應影響

運行人員長期在脫硫系統存在旁路的狀況下操作，取消旁路后在緊急情況下慣性思維可能誤導操作，應及時根據旁路取消后的邏輯修改重新編制運行操作卡，修改規程，重點培訓。

4 脫硫部分邏輯修改措施

仔細分析旁路取消后設備運行方式、運行操作方式改變對熱控邏輯進行修改，對于取消設備及其控制畫面進行相應刪除。

（1）增壓風機啟動許可條件增加：即任一引風機風煙通道證實打開且出口門及動葉全開（大于95%）；保證啟動時風煙道系統暢通。

（2）增壓風機停運許可條件：改為兩臺引風機全停，防止引風機出口憋壓，停增壓風機須先停兩臺引風機運行，然后再停增壓風機。

（3）增壓風機停發出10分鐘脈沖強制開增壓風機靜葉到100%。，打開引風機出口風煙通道，防止爐膛壓力過高。運行仍然應該及時降低引風機出力，防止由于壓力突高使得煙道膨脹節受損。

（4）兩臺引風機全停時且增壓風機靜葉開度大于10%（10秒脈沖）強制關增壓風機靜葉到10%。及時降低增壓風機出力，防止FGD入口壓力過低而損壞膨脹節。

（5）取消煙氣系統、增壓風機順序啟停控制邏輯。

（6）增壓風機跳閘條件保持不變，不走順控停脫硫程序，直接跳閘。

（7）引風機啟動許可條件增加1條：增壓風機在運行。由于增壓風機啟動需保持入口靜葉全關狀態下啟動，此時引風機出口風煙道不通暢，引風機不允許啟動，否則引風機出口憋壓。所以啟動引風機前需先啟動增壓風機，使得風煙道保持暢通。如果增壓風機改為變頻，則允許在增壓風機入口靜葉全開狀態下啟動增壓風機，此時風煙道暢通，可以先啟動引風機，則本條可以考慮取消。

（8）脫硫部分MFT條件，同時增加MFT首出邏輯：（匯總后通過上環信號或上硬接線）

①增壓風機跳。原有邏輯是增壓風機跳則打開旁路擋板門，保持風煙道暢通，而取消旁路后，在風煙道為單一通道的情況下，如果增壓風機突跳，則可能導致煙道、爐膛超壓，所以需增加一條增壓風機跳即MFT這一條件。

②3臺海水泵全停30秒后且GGH凈煙氣進口溫度大于60℃。原有邏輯是海水泵全停則打開旁路擋板門，退出脫硫運行，現在由于取消旁路，如果海水泵全停，導致吸收塔內噴淋失去，而吸收塔內的除霧器要求工作溫度不能超過85℃，超溫半小時則容易由于溫度過高損壞除霧器，同時溫度過高也容易損壞防腐涂層，嚴重的還會引起防腐涂層著火，所以增加該條MFT條件。

（9）凈煙氣擋板門關許可條件改為： 增壓風機停30分鐘后，主要是為了防止運行中誤動。

（10）取消煙氣旁路門控制邏輯。由于取消旁路，原邏輯取消，重新設計新邏輯。取消旁路后，鍋爐一點火煙氣即經過FGD，此時煙氣中必然含有部分油污及未燃燼煤粉，這些油污及未燃燼煤粉隨著煙氣流動附著在GGH的傳熱元件上，運行必須在鍋爐點火前至少投入一層海水噴淋，降低煙氣溫度避免傳熱元件著火。注意事項：由于低溫下就啟動海水系統對煙囪及凈煙道的腐蝕必然加重，必須提高煙囪及凈煙道的防腐要求，要加強防腐的檢查和維護力度。

（11）取消原煙氣擋板門控制邏輯。由于取消旁路，為了防止誤動，取消該門所有的控制邏輯并在機械上采取在全開位置固定。

5 結論

脫硫系統取消旁路煙氣檔板后，徹底杜絕了人為或誤操作使未進行脫硫處理的原煙氣直接通過煙囪排向大氣的可能性。由于原脫硫系統及熱控邏輯從投產到改造已運行了五年，運行人員需要在今后的實際工作中積累經驗，提出更為可靠的運行措施和熱控邏輯，不斷改進現行的工作方法，完善脫硫及鍋爐整啟過程中的操作卡。由于增壓風機沒有備用輔機，海水泵工作條件十分惡劣，在檢修工作中，也應提高脫硫輔機的檢修質量，有充足的備品備件，做好設備防腐，提高設備的安全水平。運行人員在工作中加強脫硫系統輔機的檢查，及時發現問題及時處理，盡量降低故障率，增加改造后整臺機組的安全穩定可靠性。

6 附圖

（下轉第157頁）（上接第107頁）

圖2#1爐脫硫旁路斷口示意圖

圖3#2爐脫硫旁路斷門示意圖

圖5#3爐脫硫旁路斷口示意圖

圖6#4爐脫硫旁路斷口示意圖