裴俊峰，吳 偉

（華能沁北發(fā)電有限責(zé)任公司，河南省 濟源市，454662）

0 引言

華能沁北電廠共有4臺600 MW的超臨界直流燃煤鍋爐發(fā)電機組，其中一期2臺機組為煙氣脫硫（flue gas desulfurization，F(xiàn)GD）改造工程，二期2臺機組主機與脫硫系統(tǒng)同步投產(chǎn)。4臺機組均采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝、1爐1塔，脫硫率不小于95%，每套煙氣脫硫裝置的出力在鍋爐BMCR工況的基礎(chǔ)上進行設(shè)計，最小可調(diào)能力與單臺爐不投油最低穩(wěn)燃負荷（即30%BMCR工況，燃用設(shè)計煤種）相適應(yīng)；4套脫硫系統(tǒng)均于2008年順利通過168 h試運。在脫硫系統(tǒng)調(diào)試過程中，為了掌握脫硫系統(tǒng)的投運對主機鍋爐設(shè)備的影響，在鍋爐冷態(tài)方式下進行了旁路擋板關(guān)閉試驗。

1 系統(tǒng)流程簡圖及主要設(shè)備規(guī)范

脫硫系統(tǒng)煙氣流程如圖1所示。

主機及脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備規(guī)范如下。

（1）鍋爐。型式：超臨界直流爐；最大連續(xù)蒸發(fā)量：1900 t/h；鍋爐排煙溫度（空預(yù)器出口）：115℃；每臺爐實際耗煤量：237.6 t/h，鍋爐不完全燃燒熱損失：2.7%。

（2）除塵器。每臺爐配2臺靜電除塵器，除塵效率為99.7%，引風(fēng)機出口粉塵濃度為72.0 mg/m3。

（3）引風(fēng)機。型式：靜調(diào)軸流；數(shù)量：2臺；風(fēng)量（BMCR工況）：438.7 m3/s；風(fēng)壓（BMCR工況）：4430 Pa；電動機功率：3300 kW；過量空氣系數(shù)：1.415。

（4）增壓風(fēng)機。型式：動調(diào)；數(shù)量：1爐1臺；設(shè)計流量：2206800 m3/h；全壓：3500 Pa；入口壓力：0 Pa；轉(zhuǎn)速：745 r/min；風(fēng)機效率（110%負荷）：85.5%；風(fēng)機效率（100%負荷）：88%；風(fēng)機效率（75%負荷）：86.8%；100%負荷聯(lián)軸器處功耗：4152 kW。

（5）回轉(zhuǎn)式煙氣再熱器（gas-gas heater，GGH）。防泄漏密封風(fēng)機軸功率（軸處）：185 kW；總泄漏量（未處理煙氣→處理后煙氣）：1%（設(shè)計點）；原煙氣溫度（設(shè)計/最低穩(wěn)燃負荷）：115℃/98℃；凈煙氣溫度（設(shè)計/最低穩(wěn)燃負荷）：42.4℃/37.5℃；換熱器煙氣阻力（原煙氣側(cè)/凈煙氣側(cè)）：480 Pa/420 Pa。

（6）煙囪。高度：210 m；出口內(nèi)徑：9500 mm；型式：單管式。

2 試驗工況

機組檢修結(jié)束后，在機組準備正常啟動前進行鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)和脫硫煙風(fēng)系統(tǒng)的冷態(tài)試驗。在煙道旁路擋板開啟的情況下，鍋爐冷態(tài)啟動2臺引風(fēng)機、2臺送風(fēng)機運行，控制爐膛負壓在-100 Pa左右，投入引風(fēng)機自動。逐漸開啟2臺送風(fēng)機動葉至送風(fēng)機出力最大（不超過額定出力），模擬鍋爐600 MW運行工況（由于是冷態(tài)試驗，實際送風(fēng)機出力最大時風(fēng)量仍小于鍋爐600 MW運行時的煙氣量）。正常后啟動GGH運行，啟動增壓風(fēng)機，投入脫硫系統(tǒng)，增壓風(fēng)機動葉投入自動控制,設(shè)定增壓風(fēng)機入口負壓跟蹤設(shè)定值為-200 Pa。由于煙氣為冷態(tài)空氣，因此只需要運行1臺漿液循環(huán)泵或不啟動漿液循環(huán)泵。

試驗期間投入主機爐膛壓力高高（+3000 Pa）跳閘送風(fēng)機和爐膛壓力低低（-3000 Pa）跳閘引風(fēng)機保護，投入爐膛壓力高高（+3000 Pa）及主燃料跳閘（main fuel trip，MFT）和爐膛壓力低低（-3000 Pa）及MFT增壓風(fēng)機保護；投入單側(cè)引風(fēng)機跳閘對應(yīng)側(cè)送風(fēng)機跳閘保護；投入下列脫硫系統(tǒng)旁路擋板門相關(guān)連鎖保護：

（1）增壓風(fēng)機停止，快開旁路擋板。

（2）增壓風(fēng)機入口負壓高于+500 Pa，快開旁路擋板。

（3）增壓風(fēng)機入口負壓低于-800 Pa，快開旁路擋板。

（4）原煙氣擋板門開位置消失，快開旁路擋板。

（5）凈煙氣擋板門開位置消失，快開旁路擋板。

（6）鍋爐MFT動作，快開旁路擋板。

3 試驗及分析

3.1 關(guān)閉旁路擋板對鍋爐負壓的影響

機組和脫硫系統(tǒng)模擬正常運行方式后，逐步關(guān)閉2段式擋板中的調(diào)節(jié)擋板（下?lián)醢澹^察鍋爐負壓、增壓風(fēng)機入口負壓和增壓風(fēng)機動葉的跟蹤情況。全關(guān)調(diào)節(jié)擋板后維持運行10 min，打開調(diào)節(jié)擋板（下?lián)醢澹?，確認調(diào)節(jié)擋板（下?lián)醢澹┐蜷_后，關(guān)閉上擋板（全開、全關(guān)不具備調(diào)節(jié)功能），在關(guān)閉過程中注意觀察鍋爐負壓、增壓風(fēng)機入口負壓和增壓風(fēng)機動葉的跟蹤情況。當上擋板關(guān)閉機組穩(wěn)定運行后，逐步關(guān)閉調(diào)節(jié)擋板（下?lián)醢澹?，觀察鍋爐負壓、增壓風(fēng)機入口負壓和增壓風(fēng)機動葉的跟蹤情況，在關(guān)閉過程中注意檢查GGH運行情況及增壓風(fēng)機運行狀態(tài)，防止增壓風(fēng)機發(fā)生喘振或失速現(xiàn)象。如全部設(shè)備參數(shù)運行正常，全部關(guān)閉旁路擋板運行，并記錄各項參數(shù)后維持此狀態(tài)運行。此階段主要運行參數(shù)如表1。

表1 關(guān)閉旁路擋板階段機組運行參數(shù)Tab.1 Operation parameters under simulated operation

試驗結(jié)論：冷態(tài)條件下關(guān)閉1段擋板對鍋爐及脫硫沒有任何影響，增壓風(fēng)機動葉能夠自動跟蹤增壓風(fēng)機入口負壓設(shè)定值，在全關(guān)旁路擋板時應(yīng)該先關(guān)閉全開、全關(guān)擋板，然后緩慢關(guān)閉調(diào)節(jié)擋板，特別是關(guān)閉速度對增壓風(fēng)機入口負壓影響較大，出現(xiàn)關(guān)閉過快造成增壓風(fēng)機入口壓力出現(xiàn)波動，從而造成增壓風(fēng)機入口負壓波動到保護值（+500 Pa，-800 Pa）后旁路擋板動作快開，因此，應(yīng)該根據(jù)入口壓力變化情況緩慢關(guān)閉調(diào)節(jié)擋板，保證增壓風(fēng)機入口壓力不至于波動太快。但無論擋板關(guān)閉快慢，在試驗過程中爐膛壓力沒有明顯波動。全關(guān)擋板后脫硫增壓風(fēng)機能夠自動跟蹤增壓風(fēng)機入口壓力，跟蹤過程爐膛壓力無明顯變化。

3.2 機組增減負荷對增壓風(fēng)機動葉跟蹤能力的影響

脫硫旁路擋板全部關(guān)閉后，按5%設(shè)置輸入階躍降低送風(fēng)機出力，觀察鍋爐負壓、增壓風(fēng)機入口負壓和增壓風(fēng)機動葉的跟蹤情況，并記錄各項參數(shù)。如5%階躍擾動跟蹤正常，將擾動幅度增加至10%進行試驗，如試驗正常逐步增加擾動幅度至50%，記錄各項參數(shù)。

試驗結(jié)論：機組正常加、減負荷和快速加、減負荷，脫硫增壓風(fēng)機自動跟蹤正常，爐膛壓力無明顯變化，增壓風(fēng)機入口壓力出現(xiàn)波動，但增壓風(fēng)機動葉跟蹤后增壓風(fēng)機入口壓力迅速恢復(fù)正常。此階段主要運行數(shù)據(jù)如表2所示。

3.3 機組送風(fēng)機跳閘對脫硫系統(tǒng)的影響

上述試驗正常后，爐膛負壓、增壓風(fēng)機入口負壓跟蹤正常，調(diào)整送風(fēng)機出力至最大，穩(wěn)定10 min后事故按鈕跳閘1臺送風(fēng)機。觀察爐膛負壓、增壓風(fēng)機入口負壓和增壓風(fēng)機動葉的跟蹤情況，并記錄各項參數(shù)，見表3。

表2 機組增減負荷階段的運行參數(shù)Tab.2 Operation parameters under test

表3 機組送風(fēng)機跳閘階段的運行參數(shù)Tab.3 Operation parameters after test becomes normal

試驗結(jié)論：機組送風(fēng)機跳閘后，增壓風(fēng)機動葉跟蹤不及時，造成增壓風(fēng)機入口壓力超過-800 Pa，旁路擋板保護打開，爐膛壓力波動正常。

3.4 機組引風(fēng)機跳閘對脫硫系統(tǒng)的影響

送風(fēng)機事故按鈕試驗結(jié)束，重新啟動機組跳閘送風(fēng)機，恢復(fù)試驗工況，將2臺送風(fēng)機出力調(diào)整至最大，穩(wěn)定10 min后事故按鈕跳閘1臺引風(fēng)機，檢查對應(yīng)側(cè)送風(fēng)機跳閘。觀察爐膛負壓、增壓風(fēng)機入口負壓和增壓風(fēng)機動葉的跟蹤情況及各項參數(shù)是否正常。

試驗結(jié)論：機組引風(fēng)機跳閘后，增壓風(fēng)機動葉跟蹤正常，爐膛壓力波動正常。

3.5 增壓風(fēng)機入口正壓對鍋爐的影響

手動關(guān)小增壓風(fēng)機動葉，將增壓風(fēng)機入口壓力保護調(diào)至+500 Pa，當增壓風(fēng)機入口壓力超過+500 Pa時，旁路擋板及時開啟，鍋爐壓力無明顯變化。

3.6 增壓風(fēng)機跳閘對鍋爐負壓的影響

上述試驗結(jié)束后恢復(fù)試驗工況。調(diào)整送風(fēng)機出力至最大，穩(wěn)定10 min后事故按鈕使增壓風(fēng)機跳閘，觀察旁路擋板開啟及鍋爐負壓變化，檢查相關(guān)連鎖保護是否正常動作。試驗時應(yīng)嚴密監(jiān)視旁路擋板的開啟情況，如旁路擋板開啟異常，爐膛壓力達到+1500 Pa時，應(yīng)立即手動停止所有送風(fēng)機、引風(fēng)機運行。

試驗結(jié)論：增壓風(fēng)機事故按鈕按下后，旁路擋板及時打開，爐膛壓力無明顯變化。

3.7 機組MFT對脫硫系統(tǒng)的影響

重新投入脫硫系統(tǒng)運行，利用熱工強制信號使鍋爐MFT，檢查旁路擋板是否及時開啟及脫硫系統(tǒng)是否正常解列。

試驗結(jié)論：鍋爐MFT后，旁路擋板及時打開，增壓風(fēng)機正常保護停運，爐膛壓力無明顯變化。

4 機組正常運行后的各項參數(shù)變化

機組與脫硫系統(tǒng)正常運行后，機組與脫硫系統(tǒng)相關(guān)保護正常投入，經(jīng)過長期運行觀察，脫硫系統(tǒng)在故障情況下不會對鍋爐產(chǎn)生任何影響，主機設(shè)備跳閘后脫硫系統(tǒng)保護能夠準確動作。

5 結(jié)論

通過機組冷態(tài)試驗和長期的正常運行表明，在機組正常運行方式下，增壓風(fēng)機自動投入后關(guān)閉旁路擋板，機組鍋爐負壓正常、增壓風(fēng)機動葉跟蹤正常（正壓、負壓均正常）；在機組正常加、減負荷及快速加、減負荷情況下，增壓風(fēng)機動葉能夠自動跟蹤，對脫硫系統(tǒng)及鍋爐負壓沒有影響；當出現(xiàn)送風(fēng)機及增壓風(fēng)機跳閘等異常情況，脫硫系統(tǒng)保護能夠正常動作，打開旁路擋板，保護鍋爐安全；送風(fēng)機跳閘時，由于引風(fēng)機及增壓風(fēng)機未跳閘，此時爐膛負壓和增壓風(fēng)機入口負壓波動較大，但旁路擋板正常動作后，很快恢復(fù)正常。

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