電廠脫硫脫硝系統(tǒng)的電氣與自控設計

劉海平

（萊蕪鋼鐵集團有限公司設備檢修中心，山東萊蕪 271104）

0 引言

電廠為了滿足社會發(fā)展及人們生活的需求，發(fā)電量每年都在不斷上漲，而因發(fā)電造成的環(huán)境污染也日益嚴重。為了改變這一現(xiàn)狀，我國陸續(xù)出臺有關電廠排放標準的相關政策法規(guī)，最大限度對電廠中有害氣體的排出進行控制，使電廠污染氣體的排放濃度達到國家相關標準，實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)保事業(yè)的共同發(fā)展。

1 脫硫脫硝系統(tǒng)結構及存在問題

1.1 脫硫系統(tǒng)組成結構分析

（1）系統(tǒng)的組成與結構.通過分析發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)可知，該系統(tǒng)的組成結構有：煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、石膏脫水存運系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)等。

（2）存在問題。發(fā)電廠中應用的脫硫工程方案中，燃煤中的含硫量可達到0.65%，復核之后發(fā)現(xiàn)使用脫硫工程方案后，燃煤的含硫量達到了0.8%。加上煤炭市場自身的穩(wěn)定性不足，使得在實際燃煤過程中，煤炭中含有硫含量與方案中設計的數(shù)據(jù)存在一定偏差，最終燃煤中的含硫量可能會達到1%。雖然發(fā)電廠出于環(huán)境保護的目的，都建立了石灰石制漿系統(tǒng)，但由于設備及保養(yǎng)方式老化，在運行過程中很難達到出力最大，制漿系統(tǒng)的工作效率也會比實際偏低，導致電廠使用的脫硫系統(tǒng)效率較低。一些發(fā)電廠使用的脫硫系統(tǒng)采用的事故漿液桶只有1個，且需要4臺機組同時使用才能進行。若在工作過程中，超過2臺以上的機組需要進行維修，加上事故漿液桶的儲存量較低，就會導致塔漿液排放很難滿足吸收硫的要求。另外，電廠中使用的煙氣再熱器具有較高的漏風器，而脫硫系統(tǒng)的除塵效果較高，也會使未經(jīng)處理的二氧化硫排放到空氣中。

（3）硬接線方式及特點。電氣信息利用硬接線接入至DCS（Distributed Control System，分布式控制系統(tǒng)）。接入信息主要有開關量輸入/輸出、模擬量輸入等，接入方式多是空接點或是直流信號，直流信號多為（5～20）mA。利用硬接線方式后，利用DCS中的CRT（Cathpde Ray Tube，陰極射線管）顯示器可實現(xiàn)電氣信息的報警顯示，也可對電氣設備進行調(diào)節(jié)，使得整個電氣控制系統(tǒng)的安全性及可靠性大大提高，并對DCS的控制范圍進行了有效擴大，實現(xiàn)了機電系統(tǒng)運行的一體化，并對機電系統(tǒng)運行進行了有效監(jiān)控。電氣量的D模件柜具有集中布置的特點，很容易對其進行管理，且設備也有較好的運行環(huán)境，信號傳輸需要的中轉環(huán)節(jié)較少，對現(xiàn)場信號可以進行快速可靠的反應。在連接電纜一次敷設成功后，出現(xiàn)故障的概率很小，因而后期維護的工作量較低。但硬接線方式存在的問題是：DCS需要配置很多的變送器及機柜、連接電纜等，施工較為復雜，施工成本較高。另外，廠用電系統(tǒng)多采取微機化的綜合保護測控裝置，在電氣系統(tǒng)的電壓及電流等都實現(xiàn)了直接式的交流采樣，因具有較高的精度，也可以進行網(wǎng)絡接口電壓傳輸。

1.2 脫硝系統(tǒng)結構及存在問題

（1）脫硝系統(tǒng)組成及結構。發(fā)電廠使用的脫硝系統(tǒng)結構主要有煙氣系統(tǒng)、掃吹系統(tǒng)、氨氣混合系統(tǒng)以及空氣壓縮系統(tǒng)。

（2）存在問題。因燃料及采用燃燒方式的影響，導致電廠采用的選擇性催化還原系統(tǒng)入口處有較高的氣體濃度，造成系統(tǒng)脫硝效率大大降低。在電廠脫硝系統(tǒng)正常運行時，脫硝的效率可達到80%。但由于在脫硝過程中煙氣出現(xiàn)泄漏，與鍋爐中含有的其他氣體混合進而產(chǎn)生化學反應，而生成硫酸銨及硫酸氰胺。由于硫酸氰胺在液態(tài)狀態(tài)下的黏性很強，且在低溫環(huán)境下很容易使空氣預熱器被堵塞，導致催化劑被失效，進而降低脫硝效率，甚至使脫硝系統(tǒng)失去效用。

2 脫硫系統(tǒng)改造措施

2.1 對煙道系統(tǒng)進行改造

在對電廠的脫硫系統(tǒng)實施改造時，應先拆除增壓風機，將其中的增壓風機與引風機進行合并后，超出煙道系統(tǒng)中含有的擋板門，并從兩側位置對其進行封堵。在煙道氣側及凈煙氣側設置一個顯著的端口。使產(chǎn)生的煙氣可以利用增壓風機與引風機進入至煙道氣側中，通過利用吸收塔吸收及進化后再將其排出。

2.2 對吸收塔系統(tǒng)進行改造

脫硫系統(tǒng)中的吸收塔需要對石膏結晶及石灰石溶解的雙重需求來進行滿足。在對其改建的過程中應注意擴建吸收塔，并對其中原有的風機進行拆除，并新設置1臺氧風機，進而對吸收塔中出現(xiàn)的亞硫酸鈣氧化進行保證。由于除霧器經(jīng)常會出現(xiàn)結垢，而導致除霧器的堵塞，因此還應新增加1臺水沖洗裝置，且在系統(tǒng)中的噴淋層及除霧器之間增加1臺管式除霧器，以對除霧效果進行有效改善。

2.3 對石灰石漿液系統(tǒng)進行改造

對原有的球磨機系統(tǒng)進行拆除，并增加1套石灰石制漿系統(tǒng)，利用共同運行的方式使磨機制漿系統(tǒng)與石灰石制漿系統(tǒng)都可以同時進行工作。另外，對原有的石灰石漿液傳輸管道進行拆除，并對其進行更換。每套脫硫系統(tǒng)吸收塔裝置中都需要配備制漿系統(tǒng)，以提高脫硫效率。

3 脫硝系統(tǒng)改造措施

3.1 對省煤器進行分級

發(fā)電廠脫硝過程中，在分布設置省煤器時應該根據(jù)電廠脫硝系統(tǒng)入口產(chǎn)生的煙氣氣溫進行相應調(diào)整。以往的省煤器按照類別不同，分為低溫式與高溫式省煤器，通過對省煤器部分受熱面進行拆除，使高溫式省煤器可放置在脫硫系統(tǒng)入口處。再將低溫式省煤器放置在脫硝系統(tǒng)入口處，使省煤器的受熱面大大增加。

3.2 對增壓風機與引風機進行合并

為了增加電廠脫硝效率，需要改造原有脫硝系統(tǒng)中使用的單臺爐增壓風機與引風機。將增壓風機與引風機合并，取消增壓風機單獨工作的方式并擴容升級合并后的引風機，為引風機裝配好液壓油、潤滑油及冷卻風系統(tǒng)等。

3.3 分層原煙氣脫硝系統(tǒng)

在改造脫硫系統(tǒng)時，應注意將工藝催化劑進行分層，以初裝一層，預留一層的方式為開展基礎，在第一層的形式上開展疊加及擴層，且需要對蒸汽吹灰器進行增加，還需要增加聲波吹灰器，以作為輔助類型的裝置。

4 改造后的效果與分析

對脫硫脫硝系統(tǒng)進行升級改造后，設備的使用效率得到很大提高，污染氣體的排放量明顯減少，其中排放的二氧化碳及可見煙塵約減少90%。雖然在改造和審計脫硫脫硝系統(tǒng)時，投入的資金成本很高，但也帶來論文明顯的經(jīng)濟與社會效益。例如，發(fā)電廠排放的氣體達到了國家排放的相關標準，不僅使發(fā)電廠周邊的生存環(huán)境得到保護，也使企業(yè)自身的形象得到了提高，省去了為整治環(huán)境污染而需要的專項資金，使發(fā)電廠實現(xiàn)了經(jīng)濟效益與環(huán)境效益雙提高。

5 結語

在對發(fā)電廠升級改造過程中，應該結合污染物氣體排放濃度進行綜合考慮。在治理氣體污染過程中不僅要依靠單一設備對其實施處理，還需要綜合應用各種設備，將氣體排放中存在的污染物降到最低。通過改造脫硫系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)等，降低氣體中硫與硝的含量，從而使氣體中含有的有害物質(zhì)含量得以減少。發(fā)電廠發(fā)展過程中，不僅需要注意發(fā)電廠的經(jīng)濟效益，更要強調(diào)發(fā)電廠的環(huán)保效益，保證發(fā)電廠不受氣體污染的影響，實現(xiàn)發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展目標。