電廠脫硫系統改造探討

張瑞巖

神華廣東國華粵電臺山發電有限公司 廣東江門 529228

摘要：隨著社會經濟的快速發展，電廠作為經濟發展過程中的重要支柱，發電技術方面也得到不斷提升及完善。而脫硫系統經過改造后的運行更加安全可靠及環保。本文根據多年工作實踐，對機組脫硫系統增容及取消旁路的改造進行探討。

關鍵詞：電廠；脫硫系統；改造

一、概況闡述

隨著我國環境污染的日益嚴重，電廠所排放的SO2加劇了大氣污染。我國國家環境保護部環辦文件要求，電廠已建的脫硫設施旁路煙道需要拆除，對原有的脫硫系統進行增容改造，達到讓機組環保、安全運行。表1 為某電廠脫硫系統的設計參數。

表1 電廠脫硫系統主要設計參數

項目 改造前 改造后

入口SO2濃度（標干態，60%O2/m）/mg·m-3 1299 2200

出口SO2濃度/mg·m-3 ≤104 ≤50

脫硫效率/% ≥92 ≥97.7

二、脫硫改造情況

電廠的2號機組脫硫系統改造在先，于2012年11月至2013年2月，1號機組脫硫系統于2013年4月至2013年6月進行改造，改造內容包括脫硫包括煙氣系統、吸收系統、吸收劑制備及石膏脫水系統以及電氣系統等。

（一）煙氣系統改造

煙氣系統改造內容：拆除增壓風機、旁路擋板門和原煙氣擋板門。脫硫系統阻力由引風機克服，原引風機為臥式、單級、軸流式風機，功率3670kW，額定電流為405 A。改造后引風機為臥式、雙級、軸流式風機，功率為7400kW，額定電流為805 A。對引風機出口（第一個膨脹節之后）至煙囪之間的煙道進行了優化及加固。在GGH入口原煙段水平直段設置2層事故噴淋。

（二）吸收系統改造

吸收塔漿池區加高2.8 m，漿池容積達到3 513m3，以保證滿足漿液的反應時間。在原最上層噴淋層與除霧器之間新增2層噴淋層，吸收塔實行分段提升。改造后吸收塔整體升高了3.6m。每塔配5臺漿液循環泵，原3臺8 800 m3/ h漿液循環泵保留2臺，將另1臺更換為流量11700 m3 /h的漿液循環泵，同時新增2臺11700 m3/h漿液循環泵。每個吸收塔增加2臺4200 m3/h的氧化風機，將原2臺67 m3 / h的石膏排出泵更換為97 m3/h的泵。吸收塔原配有7臺攪拌器，上層增加3臺功率為22 kW的攪拌器，每塔配10臺攪拌器。

（三）吸收劑制備及石膏脫水系統改造

制槳系統增容方案采用外購石灰石粉，罐車運輸，新增石灰石漿液箱，設置3臺石灰石漿液供漿泵，新增一座石灰石粉倉，粉倉容積滿足改造后2臺爐BMCR工況下3天的石灰石粉耗量。罐車自帶的輸送風機把石灰石粉輸送到倉頂部。新增1套石灰石供漿管路。脫水系統整體更換旋流器，改造前旋流器出力為67 m3/h，改造后出力調整到97 m3/h。拆除原有真空皮帶脫水機及其配套設備，更換2臺31m2真空皮帶脫水機（原真空氣皮帶脫水機有效過濾面積為15.2m2）。

（四）電氣系統改造

每臺機組的脫硫6 kV段現一分為二，標示為脫硫6 kV I段和脫硫6 kV II段，兩段之間增加母聯開關，同時完善原有的快切裝置，使兩側電源互為備用1 2號爐各新增加一段脫硫6 kV母線，標示為脫硫6 kV 段，新增兩段母線采用單母線分段接線方式（帶快切裝置），電源從高壓廠工作段1號機組6 kV1A2及2號機組6 kV2A2段引接1 2號脫硫系統各新增加一段400 V脫硫PC（動力中心）段及保安MCC（電動機控制中心）段。

三、運行調整

電廠1、2號機組脫硫系統改造后，運行了一段時間，逐步進入安全平穩期 表2為2013年9月3日14∶ 00環保監測數據，當時1號機組負荷700W，2號機組負荷600 MW。

表2 電廠脫硫系統改造后監測數據

項目 1號機組 2號機組

出口SO2濃度/mg·m-3 18.59 34.53

出口NOx濃度/mg·m-3 90.72 87.62

O2含量/% 3.58 3.90

出口煙塵濃度//mg·m-3 19.73 16.20

煙氣溫度/℃ 82.35 73.10

煙氣流量/m3·h-1 2232295 1488786

脫硫效率/% 97.04 96.99

（一）熱工邏輯調整

原先的脫硫裝置當脫硫系統故障后可以迅速打開脫硫旁路擋板，使鍋爐的原煙氣通過旁路進入煙囪排放，而不影響機組的安全運行，只要求在鍋爐煙氣脫硫通道擋板故障全關的情況下緊急停爐處理當脫硫裝置旁路取消后，脫硫系統故障需觸發鍋爐MFT（主燃料跳閘）信號，電廠1、2號機組脫硫系統相關的熱工邏輯調整如下：

（1）增加脫硫系統故障觸發鍋爐 MFT。脫硫原煙氣溫度>180℃（三取二），延時180s，鍋爐MFT；脫硫凈煙氣溫度>75℃（三取二）且脫硫5臺循環漿液泵全停，延時15s，鍋爐MFT。

（2）調整爐膛壓力低低保護設定值。原爐膛壓力低低（-5880Pa）延時3s，鍋爐MFT；改造后爐膛壓力低低（-4500pa）延時3s，鍋爐MFT。

（3）增加相關引風機跳閘條件。機組MFT且爐膛負壓低低（二取二）（- 5.5kPa）跳引風機；MFT且FGD 原煙氣溫度>180℃ 延時 60s 跳引風機；原煙氣溫度>180℃（三選二）延時480s跳引風機；循環漿液泵全停且凈煙氣溫度>75℃（三選二）延時315s跳引風機。

（二）脫硫系統啟停運行調整

在機組啟動前執行《吸收塔系統啟動前檢查卡》，機組引風機啟動時如果汽包金屬溫度大于100℃，必須至少有1臺循環漿泵在運行，在鍋爐點火、脫硫系統進熱煙氣前，至少要有2臺循環漿液泵在運行。脫硫煙氣系統停運前應適當降低吸收塔液位，依次停運循環漿液泵，當吸收塔前煙氣溫度降至70 ℃ 以下時停運最后 1 臺循環漿液泵，鍋爐 MFT且原煙氣溫度低于 40℃時方可停運 GGH。表3是電廠脫硫系統啟停條件。

表3 脫硫系統的啟停條件

項目 改造前 改造后

脫硫系

統啟動 電除塵投運正常鍋爐燃燒穩定 隨機組啟動

脫硫系統停止 開旁路擋板 鍋爐MFT且煙氣溫度降至

70℃以下時停運最后1臺循環漿液泵，原煙氣溫度低于40℃時方可停運GGH

（三）運行情況及調整

2013年5月24日11∶08 時，運行中的2號機組脫硫系統3臺循環漿液泵全部跳閘，2臺循環漿液在備用未啟，11∶12 時，凈煙氣溫度超過 75℃，延時

15s 后鍋爐 MFT 動作。脫硫現場檢查發現脫硫DCS 系統OPS2號 CPU 相關畫面發生藍屏現象，2號機組脫硫吸收塔相關設備無法操作和監控。最后調查的事故原因是2 號脫硫 DCS 系統（CHR03 柜）雙側 CPU 故障初始化，導致系統 DI（開關量輸入信號）與 AI（模擬量輸入信號）信號全部置0，導致控制信號輸出異常，誤發設備保護跳閘信號。為降低跳機風險，設計單位重新對五臺循環漿液泵的控制信號重新進行分配，現在 1 號機組已調整一個 CPU控制1、2、5 號循環漿泵，另一個 CPU 控制 3、4 循環漿泵，但 2 號機組循環漿泵控制做了優化處理，CPU分配控制未做調整。

2013 年 5 月，2 號機組多次出現循環漿泵進口電動閥限位故障導致循環漿泵跳閘，循環漿泵排放閥限位故障導致循環漿泵無法啟動的情況，其熱工邏輯進行了以下調整，見表 4。

表4 循環漿泵邏輯調整

調整前 調整后

循環漿泵啟動，入口閥非全開，延時1S跳循環漿泵 循環漿泵啟動，入口閥全關非開，延時1S跳循環漿泵

循環漿泵啟動，其排放閥非關，延時1S跳循環漿泵 取消

循環漿泵啟動條件：循環漿泵排放閥已關 取消

自2007年脫硫系統開始運行以來，就一直存在GGH堵塞問題。GGH原煙氣或凈煙氣差壓高時導致增壓風機馬達電流增大，電流會超過額定電流，動葉開度增大。通過在線高壓水沖洗和蒸汽吹灰都無法解決，只能開旁路擋板，限制機組負荷在400MW以下停運脫硫系統，進行 GGH 換熱元件化學沖洗。每臺機組一年要進行2～3 次，2012 年 GGH 沖洗情況見表 5。

表5 2012 年 GGH 換熱元件化學沖洗情況

機組 限負荷沖洗時間 沖洗前GGH壓差/ kpa

原煙氣 凈煙氣

2號 2012-01-01至2012-01-02 0.883 0.040

1號 2012-04-28至2012-05-02 0.689 0.789

2號 2012-09-15至2012-10-04 0.724 0.882

1號 2012-09-291至2012-10-04 0.644 0.701

1號 2012-12-31至2013-01-03 0.796 0.880

脫硫系統取消旁路后，如果出現 GGH 煙氣差壓高影響機組安全運行時，只能在機組停運后才能處理。機組改造時進行了 GGH 換熱元件間隙調大，吸收塔整體升高 3.6m，電除塵改為電袋復合除塵器等。脫硫運行中執行了下面規定：及時進行 GGH 吹灰，每個班至少兩次，如煙氣系統運行工況較差，須增加吹灰頻率或連續吹灰；每個夜班執行一次 GGH高壓水沖洗；每班至少進行一次除霧器沖洗。現在2臺機組的 GGH 煙氣差壓有了明顯的改善，見表6。

表6 1號脫硫系統改造前后的GGH煙氣差壓

負荷/MW 2012年9月9日 2013年9月9日

原煙氣差壓/kpa 凈煙氣差壓/kpa 原煙氣差壓/kpa 凈煙氣差壓/kpa

300 0.213 0.224 0.116 0.136

400 0.387 0.362 0.206 0.259

500 0.487 0.452 0.240 0.290

600 0.596 0.541 0.296 0.348

700 0.706 0.630 0.369 0.444

四、結束語

電廠脫硫系統及取消旁路改造后運行達到到了國家環保辦文件的要求，減少SO2排放量，從而也對企業節約了成本。雖然改造后有新的問題不斷出現，這個就需要我們在以后的工作中不斷努力完善設備運行環境，從而做到讓機組安全環保運行。