脫硫取消旁路后熱工控制邏輯優化

劉增鋒 趙一平

（山西漳澤電力股份有限公司蒲洲發電分公司，山西 運城044500）

0 引言

蒲洲發電分公司2×300 MW 機組脫硫系統于2006年隨機組竣工投入運行，2008年后由于機組燃煤硫分增高，脫硫系統運行困難，煙氣超標排放。為滿足國家環保要求，于2010—2011年陸續對#1、#2 機組原脫硫系統進行了增容改造，改造后脫硫效率≥95.5%。脫硫系統設置煙氣旁路，在原煙道和凈煙道之間設計有旁路煙道及旁路擋板，當機組正常運行時，煙氣經引風機及增壓風機進入吸收塔。當增壓風機或脫硫系統發生故障時，可以開啟脫硫旁路擋板，煙氣通過旁路煙道進入煙囪排放，以免因為增壓風機或脫硫系統故障而導致機組停運。在脫硫系統運行期間，此方案對主機組正常安全運行起到了切實的保護作用。但隨著國家環保政策的日益嚴格，2010年后各地相繼出臺了地方規定，要求對安裝有旁路煙道的脫硫系統進行改造，拆除旁路煙道，防止偷排。蒲洲發電分公司公司響應國家環保政策要求，在2013年1B檢修、2014年2C檢修期間取消了旁路擋板及其輔助設備，增設事故煙氣噴水減溫系統，并且對脫硫系統、主機系統DCS邏輯進行了優化。

1 脫硫無旁路運行存在的問題

由于脫硫系統的煙氣旁路取消，增壓風機、吸收塔將成為鍋爐煙氣的必經通道，該通道發生任何問題，都將危及機組的安全、穩定運行，因此，必須保障脫硫系統的安全性和可靠性，達到要求的脫硫效率，減少機組停運率，保證可用率。但這勢必對脫硫裝置主、輔設備的可靠和穩定運行提出更高的要求，做到與發電機組主設備同等可靠、同步運行、同步檢修，這也對鍋爐運行提出了更高的要求，須在事故緊急工況時能安全運行。

1.1 增壓風機運行的可靠性

蒲洲發電分公司每臺爐煙氣系統只配了一臺增壓風機，取消脫硫煙氣旁路后，若增壓風機出現故障停運，將觸發機組RB動作。因此增壓風機與主機的六大風機和給水泵同樣重要，加強增壓風機的運行維護極其重要。

1.2 漿液循環泵的可靠性

漿液循環泵是脫硫系統的重要設備，循環泵的跳閘會引起脫硫效率降低，凈煙氣排放不達標。甚至可能由于煙氣量大導致吸收塔內煙氣溫度高，引起吸收塔內部部件及防腐層損壞。

1.3 吸收塔的超溫保護

原脫硫系統沒有設計事故噴淋系統，當原煙氣溫度高于165 ℃時，觸發FGD 跳閘信號，使增壓風機跳閘并打開旁路擋板，防止高溫煙氣進入吸收塔超溫。取消脫硫煙氣旁路后，吸收塔成了煙氣流通的唯一通道，為防止主機系統故障導致高溫煙氣進入吸收塔破壞吸收塔內部設備及防腐層，需加裝事故噴淋系統并增加煙氣溫度高觸發鍋爐MFT 邏輯。噴淋冷卻設置二級，均布置于吸收塔入口前的煙道內。每個噴嘴流量為2～12m3/h，噴嘴布置保證當噴淋時能將煙道斷面全覆蓋。事故噴淋水量約200t/h，事故噴淋水設置兩路供水，一路為除霧器沖洗水，另一路為消防水。正常情況由除霧器沖洗水泵供給，除霧器沖洗水泵事故時用消防水，以確保供水系統的可靠性，供水管路閥門設計為斷電自動打開氣動閥門，當氣動閥門失電時，閥門開啟，避免由于系統失電對噴淋系統造成影響。為避免噴淋管噴嘴堵塞，設置反吹裝置，在不進行事故噴淋時，定期用壓縮空氣對噴嘴進行吹掃，防止煙氣倒灌導致噴嘴堵塞，吹掃氣源近取自氧化風機母管。噴淋水進入增壓風機底部煙道溝槽，排入吸收塔區集水坑，由增設的一臺集水坑泵排出。

1.4 引風機出口與增壓風機入口煙道的壓力保護

原設計中，原煙氣壓力高于500Pa或低于－800Pa時，快開旁路擋板。取消旁路擋板后，為防止引風機出口與增壓風機入口煙道超壓，需對該段煙道的煙氣壓力進行監測，一旦參數越限，及時提供報警，必要時需停爐。

2 熱工控制邏輯優化

2.1 脫硫DCS系統邏輯優化內容

（1）FGD 跳閘觸發鍋爐MFT：凈煙氣溫度高于80 ℃，延時15s觸發MFT（三選二，新增測點）；邏輯組態在單元脫硫DCS系統控制器內，并將3個模擬量輸入信號、3個開關量輸出信號布置在不同的板卡上。（2）送主機信號：脫硫系統已投用。漿液循環泵運行兩臺以上。（3）增壓風機啟動允許條件：1）吸收塔任意兩臺漿液循環泵運行；2）增壓風機靜葉開度＜30%；3）脫硫入口煙溫＜170 ℃；4）電氣設備無故障；5）無事故按鈕分閘信號；6）冷卻風機至少運行一臺；7）設備無跳閘首出。（4）聯鎖跳增壓風機：引風機全跳。（5）除霧器沖洗水泵聯鎖啟動條件（下面任一條件）：1）漿液循環泵全停；2）原煙氣溫度高于150 ℃；3）凈煙氣溫度高于60 ℃延時5s；4）僅有一臺漿液循環泵運行。聯啟除霧器沖洗水泵按A、B、C 所選進行，壓力低于0.5 MPa聯啟第二臺泵。聯啟除霧器沖洗水泵保護信號為脈沖信號，便于除霧器沖洗水泵聯啟后運行人員能根據現場情況手動啟停。（6）脫硫事故噴淋聯鎖打開條件：1）原煙氣溫度高于160 ℃或凈煙氣溫度高于60 ℃延時5s，聯鎖開啟一級事故噴淋氣動門；2）原煙氣溫度高于170℃或凈煙氣溫度高于70 ℃延時5s，聯鎖開啟二級事故噴淋氣動門。開啟一、二級事故噴淋系統閥門保護信號為脈沖信號，便于閥門開啟后運行人員能根據現場情況手動關閉。（7）消防水事故噴淋氣動閥聯鎖打開條件：脫硫系統失電。（8）增壓風機運行、跳閘信號送主機：增壓風機運行3個信號邏輯組態需在單元脫硫DCS系統控制器內，并將3 個開關量輸出信號布置在不同的板卡上。（9）取消的邏輯、順控：1）增壓風機、旁路擋板、原煙氣擋板、凈煙氣擋板、吸收塔排空門順控邏輯取消；2）保護脫硫開旁路擋板邏輯取消；3）煙氣系統啟動允許條件邏輯部分取消；4）增壓風機跳閘保護中振動保護邏輯取消，電機線圈溫度保護只設報警；5）原FGD 跳閘請求鍋爐MFT 邏輯取消；6）入口煙溫小于140 ℃自動停原事故噴淋邏輯取消；7）原FGD 跳閘邏輯取消；8）吸收塔液位低保護停循環泵、氧化風機、石膏排漿泵邏輯取消；9）循環泵、氧化風機、石膏排漿泵啟允許中對吸收塔液位要求邏輯取消；10）氧化風機啟允許中對凈煙擋板或吸收塔排空門的要求邏輯取消；11）氧化風機保護停中對凈煙擋板或吸收塔排空門的要求邏輯取消；12）原、凈煙氣擋板對除霧器沖洗程控運行影響邏輯取消；13）循環泵入口壓力小于40kPa保護停邏輯取消；14）氧化風機保護停中對原煙氣壓力要求邏輯取消；15）循環泵停順控條件凈煙氣擋板關邏輯取消；16）煙氣系統中擋板密封風機及加熱器相關邏輯全部取消；17）#2機組主機引風機畫面中脫硫旁路擋板信號取消及畫面修改；18）循環泵、氧化風機、真空泵電機線圈溫度保護只設報警。

2.2 主機側DCS系統邏輯修改

（1）主機DCS側增加由脫硫DCS側送來的兩個模擬量信號做畫面顯示：1）FGD 入口壓力；2）FGD 入口溫度。（2）主機DCS側增加由脫硫DCS側送來的4個開關量信號：1）脫硫請求主機MFT，三取二后觸發MFT（3個開關量輸入信號要分布在不同的板卡上）；2）脫硫投運、FGD 緊急跳閘兩個信號做畫面顯示，報警；3）增壓風機跳閘三取二后觸發機組RB 同時進行報警（3個開關量輸入信號要分布在不同的板卡上）。（3）主機DCS側增加送往脫硫DCS側兩個模擬量信號：1）引風機A靜葉開度；2）引風機B 靜葉開度。（4）主機DCS側增加送往脫硫DCS側四個開關量信號：1）任一油槍投運；2）主機MFT；3）A 引風機停運；4）B 引風機停運。（5）主機DCS側將送脫硫DCS鍋爐熱負荷改為機組負荷。

3 結語

蒲洲發電分公司#1、#2機組取消脫硫旁路煙道后，對熱工控制邏輯進行了優化，設備運行狀況良好；#1機組分別發生一次風機故障和增壓風機變頻故障RB動作，煙氣壓力穩定，脫硫系統運行正常。