李 梅，謝碧蓉，朱紅綾

(1.重慶電力高等專(zhuān)科學(xué)校，重慶400053;2.重慶發(fā)電廠，重慶400053)

0 引言

重慶發(fā)電廠2×200MW機(jī)組脫硫裝置系全套引進(jìn)德國(guó)脫硫設(shè)備和脫硫技術(shù)，是在2臺(tái)200MW機(jī)組配套的鍋爐上，安裝一套共用的濕式石灰石——石膏法煙氣脫硫裝置，該裝置主要包括煙氣處理系統(tǒng)、石灰石漿制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水供應(yīng)系統(tǒng)及相應(yīng)的電氣和監(jiān)控系統(tǒng)。2000年10月投入試運(yùn)行以來(lái)，通過(guò)對(duì)運(yùn)行設(shè)備不斷消化吸收，優(yōu)化和完善，設(shè)備投入率不斷提高，二氧化硫排放量逐年減少，為改善重慶市大氣環(huán)境質(zhì)量起到了較大作用。近年來(lái)，由于該裝置及配套使用的DCS系統(tǒng)的硬件已經(jīng)老化，又缺少備品備件，嚴(yán)重影響脫硫的質(zhì)量和效率，導(dǎo)致環(huán)保數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)，發(fā)電量降低，經(jīng)濟(jì)效益下降顯著。

1 濕法煙氣脫硫工藝流程

來(lái)自電除塵器的煙氣在軸流式增壓風(fēng)機(jī)的作用下，經(jīng)各自的原煙氣擋板匯合后進(jìn)入吸收塔，煙氣自下向上流動(dòng)，被向下噴淋的石灰石漿液微滴洗滌。噴淋層有4層，分別對(duì)應(yīng)4臺(tái)循環(huán)泵。循環(huán)泵將吸收塔反應(yīng)池底部的漿液打到噴淋層，通過(guò)噴嘴霧化，使氣液充分接觸、反應(yīng)，吸收煙氣中的酸性氣體SO2、SO3、HF和HCL。新鮮的石灰石漿液補(bǔ)充到2個(gè)對(duì)應(yīng)上層噴淋層的循環(huán)泵出口。煙氣中的SO2與水和石灰石反應(yīng)生成CaSO3，除少量的CaSO3被煙氣中的氧自然氧化外，大部分在吸收塔反應(yīng)池中被氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣氧化生成石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去攜帶的漿霧后，進(jìn)入再熱器，被蒸汽加熱至80℃以上，然后由煙囪排入大氣。

2 控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題

2.1 脫硫環(huán)保數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)

重慶電廠脫硫控制系統(tǒng)采用Siemens公司TELEPERM XP分散控制系統(tǒng)，由自動(dòng)控制、操作監(jiān)視和工程師站組成。由于其生產(chǎn)于上世紀(jì)九十年代，內(nèi)存很小，早已不能滿(mǎn)足國(guó)家環(huán)保節(jié)能減排要求的“脫硫技術(shù)參數(shù)至少需要保存三個(gè)月以上的歷史數(shù)據(jù)”的要求。如果環(huán)保數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)，就必須降低發(fā)電量，直到環(huán)保數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)為止。這樣就會(huì)造成經(jīng)濟(jì)效益顯著下降。

2.2 脫硫電動(dòng)執(zhí)行器經(jīng)常損壞

脫硫吸收塔除霧器是脫硫工藝的最后一道工序，脫硫后的凈煙氣將從除霧器中通過(guò)進(jìn)入煙道，所以會(huì)粘上石膏漿液和霧氣，需要隨時(shí)進(jìn)行沖洗，因此設(shè)計(jì)有沖洗水門(mén)四十個(gè)，而控制沖洗水門(mén)的電動(dòng)頭均采用德國(guó)進(jìn)口的AUMA電動(dòng)執(zhí)行器。這些執(zhí)行器運(yùn)行了近十年，并且是脫硫工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，動(dòng)作頻繁，導(dǎo)致沖洗水閥門(mén)磨損，經(jīng)常會(huì)損壞，需要及時(shí)更換。但AUMA執(zhí)行器要求使用配套的進(jìn)口蝶閥，使用國(guó)產(chǎn)蝶閥，因性能無(wú)法滿(mǎn)足其要求，會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行器損壞。目前已有多個(gè)執(zhí)行器帶病運(yùn)行，嚴(yán)重影響脫硫的質(zhì)量和效率，必須更換。

3 控制系統(tǒng)改造措施

3.1 脫硫DCS系統(tǒng)改造

由于該系統(tǒng)是原裝德國(guó)全套進(jìn)口設(shè)備，升級(jí)換代成本非常高。經(jīng)過(guò)考察后決定利用主機(jī)現(xiàn)有的DCS控制系統(tǒng)，將脫硫環(huán)保參數(shù)從脫硫TXP系統(tǒng)中引出，送入主機(jī)DCS系統(tǒng)進(jìn)行處理保存，這樣就可以隨時(shí)調(diào)用三個(gè)月以上的環(huán)保歷史數(shù)據(jù)，完全滿(mǎn)足了節(jié)能減排的要求。

將從現(xiàn)場(chǎng)送到脫硫系統(tǒng)FGD控制室的環(huán)保參數(shù)采用一分二的方法再送到主機(jī)控制室，如圖1所示。在脫硫控制室安裝一分二的電流隔離器，將現(xiàn)場(chǎng)送來(lái)的環(huán)保信號(hào)一分為二，一組仍然送到脫硫OT上進(jìn)行監(jiān)控，另外一組則經(jīng)過(guò)電纜送到主機(jī)控制室，當(dāng)需要時(shí)可隨時(shí)調(diào)用環(huán)保數(shù)據(jù)。

圖1 Ⅰ/Ⅰ一分二隔離器示意圖

由于脫硫的卡件接線(xiàn)方式為繞線(xiàn)式，沒(méi)有端子連接，如想從中接出信號(hào)很困難。為了不破壞原有的線(xiàn)路，隔離器的接線(xiàn)方式采用了兩種方法:TXP的AO信號(hào)采用一進(jìn)二出的方式，AI信號(hào)則采用一進(jìn)一出的串聯(lián)方式。這樣既不破壞卡件的繞線(xiàn)，又將信號(hào)接出，成功地解決了這個(gè)問(wèn)題。

3.2 更換脫硫電動(dòng)執(zhí)行器

由于德國(guó)進(jìn)口的AUMA執(zhí)行器價(jià)格昂貴，且與閥門(mén)配套，沒(méi)有備品更換，成本太高。為節(jié)約成本，決定選用價(jià)格適宜的國(guó)產(chǎn)SDJ角行程閥門(mén)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

脫硫使用的TXP控制系統(tǒng)要求，當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)關(guān)限位信號(hào)先到，關(guān)力矩信號(hào)后到，否則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。采用的揚(yáng)州電動(dòng)頭只有4個(gè)限位開(kāi)關(guān)，兩開(kāi)兩關(guān)，如圖2所示。沒(méi)有力矩開(kāi)關(guān)限位，這樣在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。針對(duì)此種情況，將揚(yáng)州電動(dòng)頭的四個(gè)開(kāi)關(guān)中的S3設(shè)為關(guān)限位信號(hào)，S1設(shè)為關(guān)力矩(使用閉點(diǎn))，將S1的動(dòng)作時(shí)間調(diào)整為稍遲于S3的動(dòng)作時(shí)間，形成一個(gè)假力矩，即關(guān)限位S3先動(dòng)作，關(guān)行程S1后動(dòng)作，不同之處在于前者接受開(kāi)點(diǎn)信號(hào)，后者接受閉點(diǎn)信號(hào)。這樣，電動(dòng)頭完全可以正常動(dòng)作，滿(mǎn)足了生產(chǎn)上的要求，且節(jié)約了大量的資金。需要注意的是，調(diào)整關(guān)信號(hào)時(shí)要特別小心，一定要調(diào)整到閥門(mén)剛好關(guān)完的位置。

圖2 SDJ電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理圖

改造的關(guān)鍵技術(shù)主要有如下幾點(diǎn):

(1)國(guó)產(chǎn)執(zhí)行器和DCS系統(tǒng)控制信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)二次回路的改造。揚(yáng)州執(zhí)行器接線(xiàn)方式與控制方式均與AUMA執(zhí)行器不同，為了實(shí)現(xiàn)控制，經(jīng)過(guò)反復(fù)論證，研究出一套適合揚(yáng)州執(zhí)行器的二次接線(xiàn)方式。用S2與S3微動(dòng)開(kāi)關(guān)作為開(kāi)關(guān)限位，S1與S4微動(dòng)開(kāi)關(guān)作為開(kāi)關(guān)力矩，且將S1與S4的動(dòng)作時(shí)間調(diào)整為延遲于S2與S3的動(dòng)作時(shí)間，形成一個(gè)類(lèi)似于原AUMA執(zhí)行器的“力矩關(guān)”信號(hào)，這樣，在不改變控制邏輯的情況下，DCS才會(huì)確認(rèn)系統(tǒng)正常。

(2)機(jī)械連接方式的改造。設(shè)計(jì)制作了多方向連接器來(lái)解決國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行器與原有進(jìn)口閥門(mén)、國(guó)產(chǎn)閥門(mén)的連接器改造。AUMA執(zhí)行器使用花鍵連接，連接的角度非常多，360度均可。但是揚(yáng)州電動(dòng)頭就只有一個(gè)方向，銜接不匹配，因此將連接鍵位增加了三個(gè)鍵槽，這樣可以四個(gè)方向調(diào)整，連接起來(lái)就比以前容易多了。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)DCS記錄系統(tǒng)的改造，保證了環(huán)保指標(biāo)的全面完成;脫硫電動(dòng)執(zhí)行器改造，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備安全運(yùn)行。此次脫硫系統(tǒng)的改造，不但取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且對(duì)緩解重慶市的酸雨污染及降低溫室效應(yīng)起到了更大的作用。

［1］毛純?nèi)?重慶發(fā)電廠2×200MW機(jī)組煙氣脫硫工藝［J］.四川電力技術(shù)，2000，(1).

［2］何育東 屈小華 王鵬利，等.重慶發(fā)電廠2×200MW機(jī)組濕法煙氣脫硫工藝流程分析［J］.電力環(huán)境保護(hù)，2001，(4).

［3］賴(lài)羽，屈小華.重慶發(fā)電廠煙氣脫硫裝置吸收塔漿液的氧化效果問(wèn)題及改進(jìn)措施［J］.熱力發(fā)電，2002，(2).

［4］閆軍，何育東.燃用高硫煤脫硫裝置存在的問(wèn)題及其解決措施［J］.熱力發(fā)電，2006，(11).