淺析某電廠四臺機組脫硫保護優化

溫建春

（南陽鴨河口發電有限責任公司，河南 南陽 473000）

淺析某電廠四臺機組脫硫保護優化

溫建春

（南陽鴨河口發電有限責任公司，河南 南陽 473000）

本文主要通過對某電廠脫硫DCS控制系統并入主控系統過程中潛在和面臨的主要問題的分析，提出相關的DCS保護邏輯優化方案。進而通過一系列的實驗、分析和實施，最終解決了這些影響機組安全穩定運行和主要設備異常狀態下影響機組接帶負荷能力的問題，保證了設備的安全可靠運行，使系統處于良好穩定的運行狀態。

脫硫系統；DCS系統；增壓風機；負荷

伴隨著我國火力發電企業環境保護達標標準要求的不斷提高，火力發電廠脫硫系統逐漸融入機組的主控系統。其主要設備的安全穩定運行直接與機組的安全穩定運行和接帶負荷能力掛鉤，重要程度不言而喻。這對該系統各主要設備的相關控制保護提出了更高的標準。

一、現狀調查和問題分析

1.系統現狀

某電廠四臺機組脫硫系統2007年開始建設，2008年投入運行，采用一爐一塔石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝。

每臺機組脫硫系統煙道上均設有擋板系統，包括原煙氣擋板，凈煙氣擋板和旁路煙氣擋板。在正常運行時，FGD進、出口擋板開啟，旁路擋板關閉。在故障情況下，開啟煙氣旁路擋板門，關閉FGD進、出口擋板，煙氣通過旁路煙道繞過FGD系統直接排到煙囪。

隨著環保要求的逐步提高，某廠適時取消了脫硫系統的旁路擋板。

2.問題分析

（1）主機組安全運行問題

脫硫系統跳閘，主機系統是否聯鎖跳閘，各方意見不一。

（2）脫硫系統安全運行問題

脫硫系統以前的安全保護設計已不能滿足要求，需要重新設計并升級。

二、對策制定

1.針對主機的安全運行問題，有兩種方案：

A.脫硫跳閘，主機組聯鎖跳閘；

B.脫硫跳閘，主機組RB動作。

方案A：在脫硫系統跳閘后，主機組聯鎖跳閘。在安全性上比較穩妥，但必須考慮到，主機組跳閘，對于機組的經濟性影響較大，故作為后備方案。

方案B：可以使運行人員針對具體的故障原因，必要的判斷和反應時間，是我們可以優先考慮的方案。但此方案由于牽扯設備太多（包括增壓風機、漿液循環泵、脫硫煙道內襯；引風機、送風機、一次風機、磨煤機、給煤機、油槍系統、給水泵等等主輔設備），系統控制設計較為復雜，技術難度較高，改造的技術要求全面而龐雜。針對該方案，技術人員首先詳細討論、分析了工藝、設備的相關參數，理論上具有可行性。同時考慮到機組的安全性，改造后必須進行相關試驗，最終確認是否可行。該方案充分考慮到機組運行的安全性和經濟性，故作為優選方案。

2.針對新的脫硫系統安全運行要求，優化方案如下：

（1）FGD保護相關邏輯全部取消，改報警。

（2）增壓風機保護相關邏輯進保留油站重故障保護，其他全部取消，改報警。

三、對策實施

1.脫硫跳閘后主機RB動作，確定了兩大步試驗方案：

1.1預備性試驗

（1）增壓風機停運，機組最大出力。

（2）增壓風機帶負荷啟動試驗。

（3）增壓風機跳閘試驗。

1.2RB試驗

90%負荷以上增壓風機RB試驗。

2.在對相關控制邏輯進行充分討論和研究后，進行了控制邏輯和相關保護的大范圍修改。相關邏輯修改完成后，進入試驗階段。

3.試驗過程

3.1增壓風機停運，機組最大出力試驗

（a）實驗過程

機組冷態運行，兩臺送風機，兩臺一次風機，兩臺引風機均運行，增壓風機停運。引風機在自動方式運行，逐漸增加送風機和一次風機送風量，使引風機接近最大出力。

（1）檢查鍋爐相關系統具備正常啟動運行條件。撈渣機水封已建立正常，投入火檢冷卻風系統、鍋爐輸灰系統、省煤器輸灰系統、脫硫漿液循環系統運行、增壓風機油站運行、增壓風機冷卻風機運行。

（2）檢查脫硫通道（增壓風機導葉開度100%）及鍋爐煙風通道建立正常，啟動鍋爐A側風煙系統運行，檢查各部參數正常，引風機靜葉投自動，手動增加送風機動調至20%，記錄相關數據。

（3）啟動鍋爐B側風煙系統運行，檢查各部參數正常，并入引風機后靜葉投自動，手動增加送風機動調至20%，記錄相關數據。

（4）手動增加A、B送風機動調至30%，記錄相關數據。

（5）手動增加A、B送風機動調至40%，記錄相關數據。

逐漸增加送風量，使煙氣量達到最大，記錄相關數據。

（b）發現問題及改進措施

由于冷態運行與熱態有較大的差別，冷態時阻力很小，故冷態數據只能作為參考。熱態試驗具體試驗方法如下。

機組在負荷400MW時，引風自動方式運行，記錄增壓風機進出差壓和引風機進出口差壓，增壓風機動葉逐漸關小，引風自動開大，直到引風機進出口差壓等于試驗前增壓風機進出差壓與引風機進出口差壓之和。

如果引風機進出口差壓等于試驗前增壓風機進出差壓與引風機進出口差壓之和時，引風機還未達到最大出力，可以通過增壓風機進出口壓差和引風機余量適當增加發電功率得到增壓風機RB最大出力；否則引風機已達到最大出力且引風機進出口差壓小于試驗前增壓風機進出差壓與引風機進出口差壓之和時，則減小發電功率使引風機接近最大出力且引風機進出口差壓等于試驗前增壓風機進出差壓與引風機進出口差壓之和，

3.2增壓風機帶負荷啟動試驗

（a）實驗過程

機組冷態運行時，兩臺送風機運行，兩臺一次風機運作，兩臺引風機運行，增壓風機停運。

調整增壓風機導葉開度，觀察增壓風機入口壓力。

（1）手動增壓風機導葉開度由100%調至90%，記錄相關數據。

（2）手動增壓風機導葉開度調至80%，記錄相關數據。

（3）手動增壓風機導葉開度調至70%，記錄相關數據。

（4）手動增壓風機導葉開度調至60%，記錄相關數據。

（5）手動增壓風機導葉開度調至50%，記錄相關數據。

（6）手動增壓風機導葉開度調至40%，記錄相關數據。

（7）手動增壓風機導葉開度調至30%，記錄相關數據。

（b）啟動增壓風機，觀察增壓風機啟動電流和爐膛壓力。

（1）增壓風機導葉開度30%，啟動增壓風機，記錄相關數據，數據表略。

（c）發現問題及改進措施

為了防止6kV電機頻繁啟動，在送風量接近60%負荷，增壓風機開度在30%時，增壓風機啟動成功。在熱態啟動時此數據只能作為參考，由于熱態時煙氣密度較小，在同樣開度啟動電流可能有所降低。

3.3增壓風機跳閘試驗

（a）實驗過程

機組冷態運行，總風量約為90%負荷對應的風量，將增壓風機跳閘，觀察增壓風機對爐膛壓力、總風量等參數的影響，記錄相關數據，數據表略。

（b）發現問題及改進措施

在增壓風機跳閘時引風機開度超馳到當時負荷對應的開度，是否開到最大或者在原基礎上增加多少沒有具體數據，故試驗后修改為增壓風機跳閘后將引風機開度增加4%，增壓風機啟動時引風機開度減少4%，此回路作為粗調，爐膛壓力控制PID作為細調，保證爐膛壓力在正常波動范圍。

4.進一步的改進措施

4.1RB發生后運行人員監控注意事項

（1）密切監視爐膛壓力變化，避免出現發散振蕩和大幅度波動，出現這些情況要及時手動調整。

（2）密切監視引風機出口、增壓風機入口壓力，試驗時最大達到2.5kPa，當出現壓力較大超出報警值后及時手動干預，防止煙道撕裂。

（3）密切監視引風機出力，如果達到最大值并且長時間爐膛壓力大于200Pa，就要及時手動調整，減少給煤量，降低負荷。

（4）注意避免發生風機喘振。

（5）注意監視中間點溫度、主汽溫度、再熱汽溫，以及除氧器、高加、低加、凝汽器的水位。

4.2邏輯修改

（1）增加增壓風機跳閘觸發RB邏輯，RB目標值360MW。

（2）設增壓風機RB切磨數量選擇開關。

（3）增加增壓風機跳閘超馳送風動葉開度邏輯，超馳到22%開度與送風機指令選小值。

（4）增加增壓風機帶負荷啟動時，減小引風調節一定開度（5%）邏輯；增壓風機跳閘時增加引風調節一定開度（5%）。

（5）增加送風引風調節抗積分飽和邏輯。

（6）增壓風機停止，超馳增壓風機動葉全開。

（7）修改增壓風機動葉開度小于42%允許啟動。

四、效果檢查與驗證

通過試驗，主要檢驗了系統的控制功能、邏輯、時序等設計的合理性及現場設備的可靠性及特性。試驗過程中，先后進行了3項冷態試驗。試驗結束后機組各主要參數都維持在正常范圍內，滿足機組正常運行要求，試驗取得了成功。根據試驗結果，在機組運行時增壓風機RB功能可以投入。

隨后，我們分別在其他機組進行了相關試驗，試驗都非常成功。

結語

通過實驗和改造，完善了脫硫系統并入主控系統后的相關控制缺陷，進一步保證了機組的安全穩定環保經濟運行，為我們以后的類似工作也提供了較為科學合理的解決方案。

［1］集控運行規程南陽天益發電有限責任公司［Z］.

［2］電業安全工作規程（熱力和機械部分）［S］.

［3］李鱗章，霍耀光.熱工自動化600MW火力發電機組培訓教材第2版［M］.北京：中國電力出版社，2006.

TU823

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