1000MW機組脫硫增壓風機增設旁路煙道及其控制優化

（國電浙江北侖第一發電有限公司，浙江寧波315800）

1000MW機組脫硫增壓風機增設旁路煙道及其控制優化

孫正杰，張濤

（國電浙江北侖第一發電有限公司，浙江寧波315800）

介紹了北侖發電廠6號機組脫硫增壓風機增設旁路煙道改造項目的實施情況。增設增壓風機旁路煙道后，通過控制方式優化及運行方式的改變，實現了由引風機克服煙氣脫硫系統的阻力，節能效果明顯。

FGD；增壓風機；控制優化；節能

1 概述

目前國內大型火力發電廠的脫硫裝置主要采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫（FGD）技術。濕法脫硫裝置的運行電耗較大，據測算，1000MW機組的FGD運行廠用電率為0.8%～0.9%。因此，如何降低脫硫系統廠用電率，降低脫硫系統的運行成本，是當前開展脫硫系統優化的主要目標。北侖發電廠6號機組脫硫增壓風機增設旁路煙道及其控制優化項目的實施，為開展同類型節能改造提供了參考。

北侖發電廠三期2×1000MW機組鍋爐引風機選用了成都電力機械廠生產的AN系列靜葉可調的軸流風機，電機額定功率7200kW。引風機在容量選擇時，考慮到空預器阻力增加等因素，全壓及功率均有一定裕量。FGD的增壓風機采用成都電力機械廠生產的動葉可調、徑向進風、軸向出風的AN系列軸流式風機，2臺并聯布置，設計流量1740870Nm3/h，電機額定功率2100kW。

實際運行中，當機組負荷1000MW、增壓風機入口壓力設定為-50Pa，FGD煙氣入口溫度115℃時，每臺引風機電機功率約為3900kW，每臺增壓風機電機功率約為1440kW。通過查閱引風機的特性曲線，結合實際運行及試驗情況，判斷鍋爐滿負荷時引風機的裕量較大。因此可以考慮通過停運脫硫增壓風機，由引風機來克服FGD裝置的阻力，以達到節能的目的。

2 系統改造

6號機組鍋爐煙氣從引風機后煙道引出，通過增壓風機升壓后進入吸收塔，在吸收塔內脫硫凈化。凈煙氣經除霧器除去水霧后，進入凈煙道從煙囪排入大氣。FGD煙氣系統配置2臺增壓風機，每臺增壓風機進、出口配置相應的擋板；系統配置1塊FGD旁路擋板（簡稱大旁路擋板），分上、下兩部分，由2個電動執行機構控制。為實現引風機全流量帶FGD裝置運行，在每臺增壓風機入口與吸收塔入口之間各增加1個旁路煙道（簡稱小旁路），煙道按鍋爐BMCR（鍋爐最大蒸發量）工況100%煙氣流量設計。改造完成后，增壓風機的運行方式有所改變，當機組負荷在一定范圍時，增壓風機停運，煙氣通過新增的小旁路煙道直接進入吸收塔。當機組負荷超出范圍時，啟動增壓風機，關閉增壓風機小旁路擋板。圖1是改造后的煙道示意圖。

圖1 改造后的增壓風機旁路煙道

3 控制方式優化

FGD正常運行時，增壓風機入口壓力設置在-50Pa左右。但當FGD在小旁路運行方式時，引風機出口壓力值必定會大于整個FGD裝置的阻力，最高會達到1.5kPa以上，此時如果FGD旁路擋板快開，會引起引風機失速、爐膛壓力擾動等問題，影響機組安全穩定運行，因此必須對FGD旁路控制方式及控制策略進行優化。

3.1 更換FGD旁路擋板執行機構

原旁路擋板分上、下2塊，擋板全開動作時間為16s。為減少旁路擋板開啟時對爐膛壓力的擾動，更換了下旁路擋板的電動執行機構，更換后擋板全開動作時間為120s，而上旁路擋板電動執行機構保持不變。

3.2 修改FGD旁路擋板的控制策略

3.2.1 FGD旁路擋板控制策略修改原則

（1）只要增壓風機在運行，旁路擋板的聯鎖保護維持改造前不變。

（2）當FGD采用增壓風機旁路煙道運行方式時，為減少對機組運行的影響，FGD旁路擋板均采用慢開方式。

（3）引入爐膛負壓值參與FGD旁路擋板快/慢開保護。

3.2.2 修改后的旁路快開聯鎖條件

（1）增壓風機任一停運且任一小旁路擋板未開到位。

（2）增壓風機保護預動作，滿足以下任一條件觸發：增壓風機軸承溫度高，增壓風機電機軸承溫度高、振動大，控制油壓低，潤滑油壓低。

（3）原煙氣壓力大于2.5kPa。

（4）FGD出口壓力大于1kPa，且任一增壓風機運行延時10 s。

（5）FGD保護1動作且增壓風機運行。FGD保護1指滿足以下任一條件觸發：鍋爐MFT、運行漿液循環泵少于2臺、FGD入口煙氣溫度高。

（6）原煙氣壓力大于1kPa、小旁路擋板在關位且任一增壓風機動葉開度大于5%。

（7）原煙氣壓力低于-1kPa。

（8）汽機跳閘或者RB（Run Back，輔機故障減負荷），且增壓風機運行（任一）。

（9）增壓風機6A/6B動葉開度反饋故障且增壓風機6A/6B運行。

（10）所有漿液循環泵跳閘，快開旁路擋板6B。

3.2.3 修改后的旁路慢開聯鎖條件

（1）原煙氣壓力大于2.2kPa（三取二）。

（2）爐膛負壓大于1.5kPa，且小旁路擋板在開位。

（3）FGD保護1動作。

（4）小旁路擋板離開開位，且增壓風機A/B均未運行，延時2s。

（5）FGD任一凈煙氣擋板不在開位，延時2s。

（6）機組RB動作且小旁路擋板在開位，延時3min。

4 運行試驗

設備改造完成后，對6號機組脫硫系統增壓風機旁路煙道運行情況進行試驗，過程如下：機組在700MW負荷，開啟FGD旁路擋板，停運2臺增壓風機，打開2塊小旁路煙道擋板。系統運行穩定后，慢慢關小FGD旁路擋板至50%開度，然后先關FGD上旁路擋板，再慢慢關閉FGD下旁路擋板，運行人員在操作過程中密切關注鍋爐爐膛負壓及引風機的運行情況，直至擋板全部關閉。此時脫硫煙氣系統通過小旁路煙道由引風機克服阻力運行。試驗時，漿液循環泵保持3臺運行，脫硫系統阻力保持不變。完成上述步驟后，機組進行升、降負荷，并在相應負荷下保持穩定運行，記錄相應參數。試驗過程中，當機組負荷在550～1000MW變動時，引風機靜葉調節機構能夠滿足鍋爐調節要求。當機組負荷約500MW時，出現引風機6A靜葉開大而電流不變現象，判斷引風機6A有輕微失速，停止降低負荷。試驗表明機組負荷在550～1000MW時，引風機能夠帶脫硫系統運行。當機組負荷小于550MW時，為確保機組安全運行，脫硫系統宜啟用增壓風機。

表1為FGD在2種運行方式下的參數比較，表2為FGD在2種運行方式下的4臺風機總功率及節能情況。

從試驗的結果來看，不同機組負荷下4臺風機總功率節能情況有所不同，在550～1000MW負荷段，4臺風機總功率節能1 200～1 800kW，平均節電約為1 520kWh/h，月節電達110萬kWh，年節電在1000萬kWh以上，廠用電率下降0.17%～0.2%，節能效果明顯。

表2 2種方式下4臺風機節能情況

5 FGD系統可靠性評價

由于更換了FGD下旁路擋板的電動執行機構，旁路擋板開/關速度降低，因此當FGD旁路擋板動作時有效降低了對主機煙風系統的干擾。

6號機組脫硫系統項目改造完成后，以小旁路方式運行，機組在550～1000MW時投AGC運行穩定，期間曾發生1次由一次風機6A跳閘引起的機組RB動作，FGD旁路擋板在機組RB后延時3min慢開，FGD及鍋爐各調節系統均動作正常。

在增壓風機運行方式時，由于因增壓風機故障引起的FGD撤出占有很大比例，而脫硫系統以小旁路方式運行時，增壓風機停運，因而大大提高了脫硫系統的可靠性和穩定性。

表1 FGD在2種方式下運行參數

6 結語

1000MW機組通過增設增壓風機旁路煙道來實現引風機全流量帶FGD裝置運行，在投入較小的情況下，取得了很好的節能效果，綜合效益明顯。

[1]曾庭華，楊華，馬斌，等.濕法煙氣脫硫系統的安全性及優化[M].北京：中國電力出版社，2003.

[2]武文江.石灰石-石膏濕法煙氣技術[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[3]閻維平，劉忠，王春波，等.電站燃煤鍋爐石灰石濕法煙氣脫硫裝置運行與控制[M].北京：中國電力出版社，2005.

（本文編輯：徐晗）

Application and Control Optimization of Bypass FlueAdded to Desulphurization Boost-up Fan for 1000MW Unit

SUN Zheng-jie，ZHANG Tao
（Guodian Zhejiang Beilun No.1 Power Generation Co.，Ltd，Ningbo Zhejiang 315800，China）

The implementation of the retrofit project that adds the bypass flue to the desulphurization boost-up fan（BUF）of Unit 6 in Beilun Power Plant is described.The control mode optimization and operation mode alteration are carried out after the bypass flue is added to the BUF so that induced draft fan can overcome the resistance of flue gas desulphurization（FGD）system and obvious effect of energy saving is achieved.

FGD；boost-up fan；control optimization；energy saving

TK39

：B

：1007-1881（2012）06-0041-03

2011-08-31

孫正杰（1976-），男，浙江慈溪人，工程碩士，工程師，從事火電廠煙氣脫硫技術管理工作。