煙氣脫硫旁路擋板拆除改造實踐

李遠源，李艾嶺

（華能汕頭電廠，汕頭515071）

隨著對污染物排放控制的日趨嚴格，對火電企業的發展和生產經營帶來嚴峻挑戰?，F根據《國家環境保護“十二五”規劃》的最新環保要求，取消煙氣旁路。為保證脫硫系統的安全運行，在吸收塔入口煙道上增加事故噴淋減溫裝置［1］，以保證在事故工況下，吸收塔內部件不會因超溫而損壞。

1 拆除煙氣旁路改造的必要性

目前廣東各地市環保部門正積極推進當地污染項目的治理。數據顯示，廣東的火電廠、水泥、工業鍋爐、生活污水是污染物排放的四個主體，其中火電廠由于發電量增加了20%和煙氣旁路的結果，使2011年全省SO2和NOx排放量同比不降反升1.03%和4.90%。為此，2012年底前，廣東要取消1.747×107kW燃煤火電機組煙氣旁路，完成1.468×107kW火電機組脫硝改造［2］；2014年底前，現役燃煤火電機組全部要建成煙氣脫硝工程，完成取消脫硫旁路任務。

2 技術改造方案

2.1 拆除旁路煙道擋板

華能汕頭電廠脫硫煙氣旁路擋板拆除后，在拆除煙道中原煙氣擋板和凈煙氣擋板后，形成明顯斷開層，需要在兩側加裝堵板，其中靠近凈煙氣側的堵板內部涂玻璃鱗片防腐處理，同時拆除擋板密封風機及其加熱器。

2.2 入口煙道增加事故噴水減溫裝置

2.2.1 增加事故減溫噴淋的重要性

由于煙氣旁路的取消，脫硫吸收塔成為鍋爐煙氣的唯一通道，因此吸收塔的安全運行是機組安全、穩定運行的重要組成部分，必須減少由于脫硫系統的不可靠而導致整個機組停機的情況，而進入脫硫島的煙氣超溫是可能導致脫硫吸收塔故障的一個重要因素［3］。由于吸收塔的殼體材料為碳鋼，其設計溫度為130℃，塔內防腐鱗片、橡膠及除霧器最高使用溫度≤85℃；因此為了保證脫硫系統安全、穩定運行，進入吸收塔的煙氣必須≤85℃。由于以上原因，在取消旁路后，必須在吸收塔入口煙道上增加噴水減溫裝置。當鍋爐煙氣溫度異常升高或漿液循環泵全部停運時，安裝在原煙氣煙道中的事故噴淋系統可以對高溫煙氣進行噴水降溫，使進入吸收塔的煙氣溫度達到70℃左右，更好地滿足吸收塔允許的溫度范圍要求。

2.2.2 噴淋裝置設計

事故噴淋降溫的原理是利用霧化噴嘴將工藝水變成粒徑很小的水幕，與高溫煙氣接觸，在短時間內汽化，從而降低煙氣溫度，達到保護吸收塔內件的目的。

在全廠停電事故工況下，3臺漿液循環泵全停，吸收塔入口煙氣溫度≥160℃，煙氣流量不大于1.26×105m3/h，為最不利工況。根據最不利工況水量，吸收塔內煙氣溫度不超過80℃，系統所需最大事故噴淋水量為136t/h；按5min的事故時間考慮，所需水量為11.5m3。

噴淋供水母管布置在原煙氣進入吸收塔前煙道頂部，供水量按136t/h設計。供水管道上設手動球閥、水表、壓力表和氣動球閥，氣動球閥能在失電的狀態下快速打開。噴淋供水管進入煙道內部，再分若干支路接噴淋噴嘴。噴嘴向塔內布置，噴水范圍布滿煙道截面。由于事故噴淋裝置距吸收塔入口很近，噴淋裝置支架和煙道需采取玻璃鱗片防腐處理。

根據B＆W公司的規范要求，事故噴淋布置的位置最好在煙氣流場穩定的區域。由于噴嘴是均布的，只有煙氣在煙道截面上的分布均勻，才能使煙道截面各個區域內的煙氣能夠均勻冷卻；另外事故噴淋的安裝位置必須離吸收塔入口有一定的距離，由于冷卻需要時間，足夠的距離才能夠保證煙氣在進入吸收塔前降到要求的溫度［4］，而不會破壞吸收塔內防腐層及內件。通常噴水減溫所需最小距離為1.5～3m。

該事故噴淋布置在原煙氣進入吸收塔前水平煙道處，距離吸收塔入口約2.8m，噴嘴的噴淋方向與煙氣流向一致，事故噴淋時未蒸發的水直接進入吸收塔漿池。

2.2.3 事故噴淋裝置的動作邏輯

噴淋裝置動作邏輯見圖1。

圖1 事故噴淋裝置工作邏輯圖

2.3 控制邏輯的變化

2.3.1 增壓風機的控制邏輯

由于該改造工程沒有采用“引增合一”，即保留原有增壓風機。取消旁路擋板后，為保證增壓風機因故跳閘而影響主機安全運行，主機和脫硫系統之間煙氣通道必須保持暢通。機組與脫硫系統（FGD）啟動的順序必須由原來的先啟動主機再啟動FGD改為先啟動FGD系統，再啟動鍋爐風煙系統；機組停運也必須改為先MFT后再停運FGD［5］。為保證當FGD事故跳閘時不會因煙氣通道不暢導致鍋爐MFT，故相關邏輯必須進行修改：

（1）取消MFT跳FGD條件（主機DCS和脫硫DCS）。

（2）所有漿液循環泵跳閘，且吸收塔進口煙溫大于90℃（三取中）；原延時2sMFT改為延時100sMFT。

（3）為保證不因爐膛壓力波動大而導致增壓風機跳閘，取消增壓風機入口壓力低MFT保護，增加增壓風機入口壓力≥0.8kPa（或≤－0.8kPa）時，其動葉由自動跳手動，以便運行人員及時調整增壓風機輸出功率。

2.3.2 “脫硫系統已運行”及“煙風通道已建立”的邏輯判斷

由于改造后FGD投運或空氣通道已建立必須優先于主機啟動，邏輯應作修改：

（1）“脫硫系統已運行”條件見圖2。

將引風機動葉開度作為增壓風機開度的前饋指令。

（2）“鍋爐煙風通道已建立”判斷邏輯見圖3。

圖2 “脫硫系統已運行”判斷邏輯

圖3 “鍋爐煙風通道已建立”判斷邏輯

2.3.3 改造后FGD運行效果

改造后的運行效果有：

（1）減少了旁路煙氣泄漏，避免了原煙氣直接滲入凈煙氣，脫硫效率比改造前明顯提高。在相同負荷工況下，脫硫效率提高1%～2%。機組滿負荷300MW工況時，改造前原煙氣SO2質量濃度1 973mg/m3，脫硫效率為89.16%；改造后原煙氣SO2質量濃度2 085mg/m3，脫硫效率為91.08%。

（2）機組滿負荷300MW工況時，鍋爐總煙風量1 016 500m3/h，改造前GGH原煙氣壓差為0.55kPa，改造后GGH原煙氣壓差為0.36kPa。

（3）機組滿負荷300MW工況時，改造前原煙氣溫度113℃，吸收塔入口煙氣溫度87.6℃，經GGH換熱后脫硫凈煙氣出口溫度為83.2℃；改造后原煙氣溫度113℃，吸收塔入口煙氣溫度86.5℃，脫硫凈煙氣溫度為80.3℃，改造前后排煙溫度約下降了3K。

（4）GGH吹灰器在不改變原來吹灰方式的情況下，吹灰效果較好，GGH運行電流波動較小，運行也較為平穩，一定程度上提高了系統的可靠性。

（5）由于拆除擋板密封風機及加熱器等部分附屬設備，一定程度上降低了廠用電量。

（6）煙道旁路擋板的拆除，避免了凈煙氣回流，降低了增壓風機能耗。

3 結語

在全面分析取消脫硫旁路煙道后對機組運行安全性影響的前提下，做好相應的系統改造，可有效提高脫硫系統安全性，確保機組不因脫硫系統出現故障而減負荷甚至停機。由于拆除了煙道旁路擋板，減少了原煙氣的泄漏，還有效地提高了系統脫硫效率，實現了改造的目標。

［1］陳華桂，戴興干.現役燃煤機組脫硫旁路拆除的影響及對策［J］.江蘇電機工程，2012，31（4）：68－70，74.

［2］郭浩杰，俞忠勇，胡隆.濕法煙氣脫硫系統拆除旁路擋板的方案及實施［J］.華電技術，2012，34（4）：10－12，22，76.

［3］黃濤.大型燃煤火電機組取消脫硫旁路煙道的應對措施［J］.電力環境保護，2009，25（4）：36－37.

［4］陳曉俊，謝燕燕.無旁路脫硫系統運行中出現的問題及處理［J］.陜西電力，2011，39（2）：68－70.

［5］郭長仕，王夢勤.火電廠煙氣無旁路濕法煙氣脫硫技術研究［J］.熱力發電，2012，41（8）：15－17.