鍋爐引風機替代增壓風機投運脫硫裝置運行技術研究

楊偉鋒YANG Wei-feng

（大唐戶縣第二發電廠，戶縣 710302）

（Datang Huxian Second Power Plant，Huxian 710302，China）

0 引言

近年來，國家環境保護督查的重點內容逐漸轉向火力發電企業脫硫裝置的運行情況，保持脫硫裝置“長期、穩定、高效、達標”投運是企業順利通過國家環保核查的基本要求。國家環保部“環辦【2009】8 號文”及《燃煤發電機組脫硫電價及脫硫設施運行管理辦法》中均明確規定：“脫硫設施投運率在90%以上的，扣減停運時間所發電量的脫硫電價款；投運率在80%－90%的，扣減停運時間所發電量的脫硫電價款并處1 倍罰款。”。受脫硫增壓風機故障的影響和制約，造成脫硫增壓風機停運檢修，進一步導致脫硫投運率不足，在這種情況下，因主機脫硫停運，使得火電企業面臨被迫停運和增發電量接受處罰的境地。

1 鍋爐引風機帶脫硫裝置運行試驗前準備工作

1.1 鍋爐引風機帶脫硫裝置運行的可行性論證

1.1.1 煙氣通過脫硫裝置所需要消耗的總壓力。如圖1 所示，通過查詢2 號機組分別在150MW 和200MW 工況下增壓風機出口壓力的歷史運行曲線，發現在這兩種負荷下，脫硫煙氣在1500Pa、2000Pa 的初始壓力下，就可以克服脫硫裝置的煙氣系統阻力，進一步滿足煙氣脫硫的需要。

1.1.2 鍋爐引風機能為脫硫煙氣提供的壓力。根據設計要求，鍋爐引風機的總壓力為4450Pa，在負荷170MW的工況下，2 號機組引風機靜葉開度、運行電流、相對額定電流分別為40%、100A、238A。

通過對比分析上述運行工況，在較低負荷下，可得出鍋爐引風機可以提供足夠的壓頭，使得鍋爐尾部煙氣進一步克服脫硫裝置的系統阻力，進而對煙氣進行脫硫處理，然后進行排放。機組實際能帶的最大負荷點，可以在實際運行中通過試驗確定。

1.2 試驗相關的保護邏輯修改工作

1.2.1 增加鍋爐MFT 時保護開啟脫硫旁路擋板，關閉原煙氣擋板邏輯（原為鍋爐MFT 連鎖跳增壓風機，再由增壓風機連開旁路擋板）。

1.2.2 屏蔽2 號增壓風機入口壓力超-1000Pa 至500Pa 范圍，保護聯開旁路擋板邏輯（試驗時增壓風機入口壓力將超過500Pa）。

1.2.3 屏蔽2 號增壓風機停運，旁路擋板聯開邏輯。

1.2.4 屏蔽2 號增壓風機動葉開度小于10%聯開旁路擋板邏輯。

1.3 編制2 號脫硫裝置進煙步驟運行措施

1.3.1 號機組負荷降至150MW，保持磨煤機A、B、C運行，保持磨煤機A 煤量在20t/h 左右，煤質盡量好。

1.3.2 試驗小油槍投入正常。

1.3.3 脫硫吸收塔系統投入運行。

1.3.4 聯系集控，2 號脫硫裝置準備進煙。

1.3.5 開啟2 號脫硫裝置凈煙氣擋板。

1.3.6 開啟2 號脫硫裝置原煙氣擋板。

1.3.7 在關閉旁路擋板前，機組不應進行其它任何操作，值長應通知外圍各專業停止可能影響到主機運行的操作。

1.3.8 機組長安排巡檢兩名分別到旁路擋板及引風機處，拿好對講機及巡檢工具，在關閉旁路門時加強和機組長聯系。

1.3.9 脫硫值班員先手動緩慢關閉2 號機組脫硫旁路擋板1，在關閉旁路擋板時，機組長應注意鍋爐爐膛壓力波動情況，加強監視鍋爐引風機的運行電流、振動、出入口壓力、各部溫度的波動情況，防止引起引風機喘振。在開大引風機靜葉時，應注意保持靜葉開度不能大于90%或保證引風機電流不大于230A。在關閉旁路擋板時，如爐膛負壓變正可適當降低機組負荷，負荷最低可降至135MW，在降負荷過程中如發現燃燒不穩可投入小油槍助燃。機組長在監盤時如發現異常立即通知就地停止旁路擋板關閉工作，若引風機振動、出入口壓力、參數及鍋爐爐膛壓力波動有異常增大趨勢且不能控制，立即全開旁路擋板。

1.3.10 脫硫值班員手動緩慢關閉2號機組脫硫旁路擋板2，在關閉旁路擋板時，機組長應注意鍋爐爐膛壓力波動情況，加強監視鍋爐引風機的運行電流、振動、出入口壓力、各部溫度的波動情況，防止引起引風機喘振。在開大引風機靜葉時，應注意保持靜葉開度不能大于90%或保證引風機電流不大于230A。在關閉旁路擋板時，如爐膛負壓變正可適當降低機組負荷，負荷最低可降至135MW，在降負荷過程中如發現燃燒不穩可投入小油槍助燃。機組長在監盤時如發現異常立即通知就地停止旁路擋板關閉工作，若引風機振動、出入口壓力、參數及鍋爐爐膛壓力波動有異常增大趨勢且不能控制，立即全開旁路擋板。

1.3.11 旁路擋板全關后，系統全面檢查一次。

1.3.12 若運行1 小時后，工況正常，可嘗試增加機組所帶負荷。加負荷時注意加強集控和脫硫聯系，密切關注前述各相關參數，發現異常立即停止加負荷工作。

1.4 編寫運行注意事項及異常事故處理

1.4.1 機組帶固定負荷運行，在有操作時，集控機組長、脫硫班長應加強聯系。

1.4.2 運行中機組長注意密切監視鍋爐引風機的運行電流、振動、出入口壓力、各部溫度的波動情況。若引風機發生喘振、引風機振動、出入口壓力、電流或鍋爐爐膛壓力波動有異常增大趨勢且不能控制，立即全開旁路擋板。

1.4.3 擋板全關后前4 小時，每30 分鐘到就地檢查一次引風機的運行情況，并做好記錄。4 小時以后按正常巡回檢查制要求進行巡檢工作。

1.4.4 在進行鍋爐吹灰、排污等定期工作時，機組長應提前和脫硫聯系。在進行操作時，操作應緩慢進行，防止出現爐膛負壓的大幅波動。

1.4.5 加強對各運行磨煤機的檢查和監視。值長應通知燃運保證2 號爐煤質，防止斷煤、堵煤等情況的發生；在運行中如必須進行切換磨煤機運行時，操作應緩慢進行，防止造成鍋爐負荷、壓力的大幅波動。

1.4.6 鍋爐風量調整應緩慢進行，不要大開大關，防止造成爐膛負壓的大幅波動，在進行鍋爐吹灰時，可將引、送風機全部放在手動位置。

1.4.7 值長應督促灰控加強對撈渣機的檢查，防止因撈渣機的故障造成機組負荷的變化。

1.4.8 在運行中如發生MFT 動作、鍋爐滅火等異常情況時，應按照規程相關規定進行處理。

2 鍋爐引風機帶脫硫裝置運行試驗的實施

根據事先的論證，結合預想方案，通過試驗對鍋爐引風機替代增壓風機投運脫硫裝置進行驗證，試驗非常順利，機組運行穩定，相關運行參數如表1 所示。

表1

3 脫爐引風機帶脫硫裝置運行經驗總結

3.1 脫硫裝置投運時，實際是靠關閉旁路擋板提高脫硫裝置入口壓力，將煙氣送入吸收塔進行脫硫。此過程必須緩慢進行，集控和脫硫加強聯系，防止引風機發生喘振，造成鍋爐負壓不穩等不安全現象。在擋板關閉初期壓力升高不明顯，旁路擋板1 可適當快速關閉，當旁路擋板2 關到50%以下，引風機出口壓力升高到1KPa 以上時，對引風機運行影響較大，必須緩慢進行。

3.2 脫硫裝置停運時，旁路擋板前的壓力處于最高點，此時開啟一點點，煙氣節流效果非常突出，此時旁路擋板開啟速度過快，對引風機和爐膛負壓影響非常大。操作時，必須非常謹慎，集控和脫硫要加強溝通，控制好引風機運行狀態和爐膛負壓確保機組運行穩定。

3.3 引風機帶脫硫運行機組，通過對低硫份、高熱值的優質煤進行燃燒，能夠確保鍋爐運行的穩定性，機組運行參數正常，運行中機組負載固定的負荷，固定磨煤機運行，加強監視運行的磨煤機，為了保證鍋爐運行的安全性，切換磨煤機、大幅加減風量等調整操作盡可能避免。

4 試驗存在的問題及應對

4.1 引風機喘振問題及應對。對于鍋爐引風機來說，原設計運行工況出口通常為微負壓，現在出口運行壓力為1700Pa，在運行過程中，鍋爐引風機性能曲線發生平移，進而容易發生喘振，對其運行的安全性構成影響。

在關閉旁路擋板時，在一側擋板關完后，就地檢查引風機聲音明顯發生變化，當引風機出口壓力升至1KPa 以上時，引風機A、B 會出現明顯的搶風現象，隨著引風機出口壓力的升高，引風機的電流波動較大，比較難控制，如調節不好，一側風機會帶不上負荷，電流回到空載電流附近（90A 左右），而另一側電流會明顯增大，而且電流減小的風機靜葉會因為出口壓力的升高而出現卡澀，操作不動的現象，而且振動值明顯上升（振動值上升約20цm 左右），就地檢查風機聲音異常，有喘振跡象，出現此問題后，需開大旁路擋板，待引風機出口壓力降低后將引風機電流兩側調整正常后才能重新開始關閉旁路擋板。當出現此種情況時，既對引風機安全運行威脅較大，而且會影響到爐膛負壓的變化，影響鍋爐燃燒的穩定。

針對引風機易發生喘振問題我們可以采取以下運行措施來預防：①脫硫裝置投、退時，引風機就地派值班員嚴密監視，及時掌握現場情況，集控和脫硫加強聯系，緩慢操作，及時調整，確保引風機不發生喘振，脫硫穩定投退，鍋爐爐膛負壓平穩，機組運行安全；②在關閉旁路擋板時，在引風機出口壓力升至1kPa 以上時，引風機A、B 會出現明顯的搶風現象，在操作時盡量切為手動調整，并特別注意控制引風機A、B 的電流，盡量保持兩側電流偏差不超過5A，擋板關完后，引風機、送風機調整解列為手動調整，運行磨煤機盡量固定，加強對運行磨煤機的檢查維護，盡量避免進行切換磨煤機的操作，風量調整適應緩慢進行，避免風量大幅波動；③機組運行中帶固定負荷，如需進行小幅加減負荷工作時，機組長應與脫硫班長溝通聯系后再進行調整，并安排值班員到引風機就地進行檢查；④要求各運行值當班期間做好引風機喘振事故預想，一旦發生異常時能做到心中有數、沉著應對。

實踐證明，為了避免和防止引風機喘振帶來的不利影響，通常情況下，需要做好以上四點共走。

4.2 旁路擋板漏煙問題及應對。在運行過程中，引風機帶脫硫裝置的旁路擋板前壓力在1000Pa 到2000Pa，與平時運行的微負壓相比，要高出許多，在這種情況下，旁路煙氣泄漏比較嚴重。

進行停機檢修時，對旁路擋板的密封情況進行處理和改善，在一定程度上降低旁路擋板密封縫隙；對密封風系統的暢通性，以及分布的合理性進行檢查；在運行過程中，確保擋板密封風系統正常投運，與旁路擋板前煙氣壓力相比，確保擋板密封風壓力高出500Pa，進一步減少煙氣的泄漏，滿足相應的環保要求。

4.3 引風機出口膨脹節及煙道正壓運行問題及應對。對于引風機來說，當出口膨脹節，以及煙道設計正常時，通常情況下為負壓運行，現為1000Pa 以上的正壓運行，造成部分地方存在煙氣泄漏。

4.4 機組可帶負荷較小，整體電耗相對升高。正常情況下，去掉脫硫增壓風機且機組帶滿負荷，必須對鍋爐引風機進行擴容改造。當前鍋爐引風機帶脫硫運行可作為脫硫增壓風機故障，需長時間停機檢修情況下的應急方案。

5 鍋爐引風機替代增壓風機投運脫硫裝置運行技術綜合經濟性分析

5.1 增壓風機故障期間主機停運的經濟性分析。機組每天平均負荷240MW，根據計算15 天少發電：240×24×15=8640 萬kwh，上網電價按0.3 元/kwh 計算，那么該發電廠損失近2592 萬元，同時扣除發電的平均成本0.2 元/kwh，這時，發電廠凈利潤損失864 萬元。

5.2 增壓風機故障期間主機運行、脫硫停運的經濟性分析。主機投入運行時，當月脫硫停運率不滿足80%，環保按“投運率低于80%的，扣減停運時間所發電量的脫硫電價款并處5 倍罰款。”在這種情況下，需要扣減該期間發電脫硫電價0.015 元/kwh 的6 倍，也就是每度電扣減0.09 元。

5.3 增壓風機故障期間主機運行，引風機帶脫硫運行的經濟性分析。對于機組來說，如果每天平均負荷160MW，扣除投運準備和故障恢復期5 天，在10 天內，該發電廠的發電量，根據計算為160×24×10=3840 萬kwh，上網電價按0.3 元/kwh 計算，那么該發電廠獲電價款為1152萬元，同時扣除發電成本0.2 元/kwh，這時發電廠的凈利潤為384 萬元。

增壓風機故障期間三種運行方式的經濟性分析匯總如表2 所示。

表2

由表2 三種運行方式經濟性對比分析可看出，在增壓風機故障期間選擇主機運行，引風機帶脫硫運行方式，企業的凈收益最大。

6 結論

在檢修脫硫增壓風機故障的過程中，通過鍋爐引風機對增壓風機進行代替，進一步使脫硫裝置投入運行，對于企業來說，這時解決增壓風機故障問題的創新方案。一方面保證了脫硫裝置的投運率，另一方面給企業增發了電量，在一定程度上為火電企業贏得顯著的經濟效益和社會效益。本方案也可作為火電機組雨季低負荷運行時，停運增壓風機，節能降耗的運行優化方案。

[1]曾庭華，楊華，馬斌，王力.濕法煙氣脫硫系統的安全性及優化[M].中國電力出版社，2004.

[2]周至祥，段建中，薛建明.火電廠濕法煙氣脫硫技術手冊[M].中國電力出版社，2007.

[3]曾庭華，楊華，廖永進，郭斌.濕法煙氣脫硫系統的調試、試驗及運行[M].國電力出版社，2008.

[4]宋紅兵，段傳和.濕法煙氣脫硫裝置系統培訓教材[M].大唐環境科技工程有限公司，2012.