摘 要：FGD裝置煙氣系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)組與脫硫系統(tǒng)的接口部分，而煙氣系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)設(shè)備是旁路擋板門(mén)與增壓風(fēng)機(jī)，旁路擋板門(mén)與增壓風(fēng)機(jī)將直接對(duì)主機(jī)安全運(yùn)行造成影響，本文圍繞旁路擋板門(mén)與增壓風(fēng)機(jī)對(duì)火力發(fā)電廠的安全性進(jìn)行分析，既不能讓FGD保護(hù)誤動(dòng)作旁路擋板門(mén)打開(kāi)影響脫硫達(dá)標(biāo)率，又不能使旁路擋板門(mén)拒動(dòng)影響機(jī)組安全，從中找出薄弱的環(huán)節(jié)，并針對(duì)性的加以優(yōu)化改進(jìn)，以達(dá)到燃煤電廠主機(jī)與脫硫裝置共同連續(xù)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

關(guān)鍵詞：FGD裝置 旁路擋板 優(yōu)化改進(jìn) 安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

中圖分類號(hào)：TM31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（b）-0113-02

南陽(yáng)鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司2×350 MW燃煤發(fā)電機(jī)組于1994年12月開(kāi)工建設(shè)，于1998年5月和12月分別投入商業(yè)運(yùn)行，2001年4月通過(guò)了國(guó)家環(huán)?？偩纸M織的建設(shè)項(xiàng)目環(huán)保設(shè)施驗(yàn)收。2007年依據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局環(huán)[2004]378號(hào)文對(duì)兩臺(tái)機(jī)組加裝脫硫設(shè)施，脫硫設(shè)施由中機(jī)新能源開(kāi)發(fā)公司總承包建設(shè)，采用目前世界上技術(shù)最為成熟、應(yīng)用業(yè)績(jī)最多的石灰石-石膏脫硫工藝（一爐一塔脫硫裝置），于2008年6月投入運(yùn)行，2008年8月通過(guò)河南省環(huán)保局組織的建設(shè)項(xiàng)目環(huán)保設(shè)施驗(yàn)收。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

南陽(yáng)鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司2×350 MW燃煤發(fā)電機(jī)組采用石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)的煙氣脫硫裝置主要由包括鍋爐煙氣系統(tǒng)、增壓風(fēng)機(jī)、石灰石卸料和貯存系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、吸收塔、氧化空氣系統(tǒng)、過(guò)濾液水及工藝水系統(tǒng)、吸收塔排水坑及事故漿液箱、石膏旋流站與廢水旋流站、真空皮帶機(jī)和廢水處理系統(tǒng)等組成。其中煙氣系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)組與脫硫系統(tǒng)的接口部分，而煙氣系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)設(shè)備是旁路擋板門(mén)與增壓風(fēng)機(jī)，上述設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)將直接對(duì)主機(jī)安全運(yùn)行造成影響。在目前國(guó)內(nèi)已建或在建的大多火力電廠中均設(shè)有旁路擋板門(mén)，旁路擋板門(mén)的設(shè)計(jì)為整套發(fā)電機(jī)組提供了更靈活的運(yùn)行方式，如：在建過(guò)程中，即使脫硫工程工期不與主體工程同步也不會(huì)影響機(jī)組發(fā)電；不會(huì)因FGD故障或檢修影響發(fā)電機(jī)組運(yùn)行；當(dāng)鍋爐側(cè)粉塵、煙溫超標(biāo)等異常工況下可打開(kāi)旁路擋板門(mén)運(yùn)行，確保FGD安全。

為貫徹落實(shí)國(guó)務(wù)院節(jié)能減排工作部署，提高脫硫裝置投運(yùn)率，控制SO2排放量，保護(hù)環(huán)境，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)，國(guó)家環(huán)?？偩钟?007年6月11日聯(lián)合發(fā)布了《燃煤發(fā)電機(jī)組脫硫電價(jià)及脫硫設(shè)施運(yùn)行管理辦法（試行）》，《辦法》從脫硫設(shè)施建設(shè)安裝、在線監(jiān)測(cè)、脫硫電價(jià)、運(yùn)行監(jiān)管、脫硫產(chǎn)業(yè)化等方面提出了全面、系統(tǒng)的措施。因此必須關(guān)閉FGD煙氣旁路擋板運(yùn)行。

南陽(yáng)鴨河口發(fā)電有限責(zé)任公司2×350 MW燃煤發(fā)電機(jī)組煙氣系統(tǒng)主要由煙道、旁路擋板門(mén)、增壓風(fēng)機(jī)、原煙氣擋板門(mén)及凈煙氣擋板門(mén)組成，旁路擋板門(mén)一分為二為上下結(jié)構(gòu)，旁路擋板門(mén)葉片由雙驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，其系統(tǒng)流程如圖1。

查看DCS組態(tài)，可知FGD保護(hù)將因下列任一條件而自動(dòng)啟動(dòng)而打開(kāi)旁路擋板。

（1）三臺(tái)吸收塔漿液循環(huán)泵同時(shí)出故障。

（2）FGD入口原煙氣溫度>最高溫度180 ℃并延時(shí)15分鐘。

（3）FGD正常運(yùn)行時(shí)入口原煙氣擋板未打開(kāi)或出口凈煙氣擋板未打開(kāi)。

（4）增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)。

（5）增壓風(fēng)機(jī)入口壓力“過(guò)高”（600 Pa）或 “過(guò)低”（-1000 Pa）。

（6）四臺(tái)吸收塔攪拌器緊靠的兩臺(tái)停止或四臺(tái)吸收塔攪拌器有三臺(tái)或四臺(tái)停止。

（7）鍋爐MFT。

（8）原煙氣煙塵高含量超過(guò)300 mg/Nm3。

（9）鍋爐負(fù)荷低于35%BMCR。

而增壓風(fēng)機(jī)保護(hù)將因下列任一條件而自動(dòng)啟動(dòng)觸發(fā)FGD。

（1）兩個(gè)軸承振動(dòng)任一達(dá)到跳閘值。

（2）增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)定子溫度（6個(gè)）和增壓風(fēng)機(jī)軸承溫度（6個(gè)）任一溫度高。

（3）潤(rùn)滑油壓低低。

（4）油位低低。

（5）風(fēng)機(jī)啟動(dòng)70 s后兩個(gè)煙氣進(jìn)口檔板全未開(kāi)。

（6）增壓風(fēng)機(jī)失速>5000 Pa 120 s。

（7）冷卻風(fēng)機(jī)全停。

（8）FGD保護(hù)動(dòng)作。

由此可見(jiàn)，影響增壓風(fēng)機(jī)跳閘的條件有8個(gè)，而觸發(fā)FGD保護(hù)條件能達(dá)到16個(gè)，而FGD保護(hù)一動(dòng)作須立即連鎖打開(kāi)旁路擋板，若保護(hù)經(jīng)常誤動(dòng)作旁路擋板經(jīng)常打開(kāi)務(wù)必影響脫硫達(dá)標(biāo)率，尤其是旁路擋板實(shí)行鉛封后，每次打開(kāi)需向環(huán)保部門(mén)申請(qǐng)重新鉛封，手續(xù)極其繁瑣。而若旁路擋板若不能及時(shí)打開(kāi)，務(wù)必影響機(jī)組的運(yùn)行以致鍋爐保護(hù)動(dòng)作而使機(jī)組停運(yùn)。另外脫硫系統(tǒng)旁路煙氣擋板采用的是EMG DIM500執(zhí)行器，就地手輪與執(zhí)行器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變比較大，電動(dòng)打開(kāi)擋板只需20 s，而手動(dòng)操作1分鐘只能打開(kāi)2%，全開(kāi)差不多需要一個(gè)小時(shí)，一旦發(fā)生兩個(gè)執(zhí)行器同時(shí)失電、控制板故障、過(guò)力矩等特惡劣異常情況，不能就地手動(dòng)及時(shí)打開(kāi)一個(gè)旁路擋板，嚴(yán)重威脅機(jī)組穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

2 優(yōu)化方案

2.1 結(jié)合實(shí)際優(yōu)化FGD保護(hù)

（1）對(duì)進(jìn)出口煙氣擋板任一未打開(kāi)這一條件進(jìn)行優(yōu)化，因進(jìn)、出口擋板開(kāi)均為電動(dòng)執(zhí)行器單點(diǎn)開(kāi)信號(hào)，任一信號(hào)誤動(dòng)如接線松動(dòng)均會(huì)造成系統(tǒng)誤跳，可將增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板開(kāi)信號(hào)并上增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力<-600 Pa條件；將增壓風(fēng)機(jī)出口擋板開(kāi)信號(hào)并上增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力>500 Pa（壓力信號(hào)采用增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力三個(gè)測(cè)點(diǎn)取中值）；運(yùn)行中，進(jìn)、出口煙氣擋板開(kāi)信號(hào)丟失時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

（2）對(duì)增壓風(fēng)機(jī)兩個(gè)軸承振動(dòng)任一達(dá)到跳閘值進(jìn)行優(yōu)化，因增壓風(fēng)機(jī)任一振動(dòng)信號(hào)誤動(dòng)均會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)。邏輯修改為當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)一個(gè)振動(dòng)達(dá)到跳閘值，同時(shí)另一個(gè)達(dá)到報(bào)警值時(shí)，延時(shí)3 s增壓風(fēng)機(jī)跳閘，這樣避免單點(diǎn)誤動(dòng)。

（3）取消增壓風(fēng)機(jī)油站油位低低保護(hù)條件，因油站油位低低信號(hào)不可靠且為單點(diǎn)跳閘條件，易造成增壓風(fēng)機(jī)保護(hù)誤動(dòng)，改為報(bào)警，保護(hù)由油壓低低實(shí)現(xiàn)。

（4）增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)定子溫度（6個(gè)）和增壓風(fēng)機(jī)軸承溫度（6個(gè)）任一溫度高跳增壓風(fēng)機(jī)邏輯不合理容易誤動(dòng)，修改為六取二跳增壓風(fēng)機(jī)。

（5）增壓風(fēng)機(jī)失速開(kāi)關(guān)報(bào)警跳閘邏輯經(jīng)查閱廠家資料及咨詢廠家，可只做報(bào)警不做保護(hù)。

（6）原煙氣煙塵高跳閘條件意義不大，一是煙塵測(cè)量受煤質(zhì)影響很大經(jīng)常超過(guò)300 mg/Nm3，二是煙塵若真是長(zhǎng)時(shí)間高可匯報(bào)相關(guān)人員采取措施無(wú)效后手動(dòng)退出FGD裝置。

（7）增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉投入自動(dòng)控制時(shí)，其設(shè)置的控制器輸出上、下極限設(shè)為30%～90%，但在實(shí)際運(yùn)行中，機(jī)組負(fù)荷在50%時(shí)，動(dòng)葉開(kāi)度也就在30%波動(dòng)，這時(shí)自動(dòng)控制已切為手動(dòng)，給運(yùn)行人員帶來(lái)很大的麻煩，往往造成出現(xiàn)手動(dòng)操作失誤而使壓力保護(hù)動(dòng)作，根據(jù)風(fēng)機(jī)特性將上、下極限設(shè)為15%～90%可大大提高自動(dòng)的投入時(shí)間而避免保護(hù)誤動(dòng)。

（8）對(duì)壓力取樣裝置定期維護(hù)，因?yàn)樵瓱煔庵袏A帶有一定的灰塵，可能會(huì)堵塞增壓風(fēng)機(jī)入口壓力測(cè)量裝置取樣孔，影響調(diào)節(jié)品質(zhì)，每次機(jī)組停運(yùn)檢修時(shí)對(duì)管路吹掃。

2.2 提高旁路擋板門(mén)執(zhí)行器的可靠性和可操作性

（1）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)增壓風(fēng)機(jī)跳閘只要原凈煙氣擋板門(mén)及增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉在開(kāi)位，煙氣仍能通過(guò)一部分，即使旁路擋板門(mén)當(dāng)時(shí)未連鎖及時(shí)打開(kāi)，之后只要盡快打開(kāi)旁路擋板仍能防止機(jī)組停機(jī)，考慮發(fā)生兩個(gè)執(zhí)行器同時(shí)失電、控制板故障、過(guò)力矩等特惡劣異常情況仍能較快的速度打開(kāi)一個(gè)旁路擋板，因此需對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行改造，以便其在失去動(dòng)力的情況依靠手輪驅(qū)動(dòng)或外加動(dòng)力迅速打開(kāi)旁路擋板防止發(fā)生停機(jī)事故。

（2）加強(qiáng)對(duì)旁路擋板門(mén)事故緊急快開(kāi)按鈕的維護(hù)，快開(kāi)按鈕獨(dú)立于DCS（分散控制）系統(tǒng)，直接與執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，可防止DCS故障情況下，無(wú)法及時(shí)打開(kāi)旁路擋板門(mén)。

（3）定期對(duì)旁路擋板門(mén)定期進(jìn)行試驗(yàn)，但經(jīng)常開(kāi)啟擋板會(huì)出現(xiàn)擋板關(guān)不嚴(yán)密的現(xiàn)象而影響脫硫效率，因此不能太頻繁，但每月需對(duì)其進(jìn)行一次活動(dòng)試驗(yàn)以驗(yàn)證路擋板門(mén)是否能正常動(dòng)作。

3 實(shí)施

方案確定后，經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后，利用#1、2機(jī)組檢修的機(jī)會(huì)，按照邏輯優(yōu)化方案對(duì)#1、2機(jī)FGD保護(hù)、增壓風(fēng)機(jī)保護(hù)進(jìn)行了修改。在檢修的同時(shí)對(duì)旁路擋板門(mén)事故緊急快開(kāi)按鈕和壓力測(cè)點(diǎn)取樣管路做了重點(diǎn)檢查。

另外通過(guò)招標(biāo)采購(gòu)，最終選用常州蘭陵閥門(mén)控制公司的SMART執(zhí)行器，可以和原有EMG執(zhí)行器減速機(jī)匹配使用，并且此執(zhí)行器可對(duì)開(kāi)、關(guān)、緊急各功能能分別設(shè)置運(yùn)行速度，對(duì)#1、2機(jī)下部旁路煙氣擋板執(zhí)行器進(jìn)行了更換。

4 結(jié)論

#1、2機(jī)FGD裝置保護(hù)優(yōu)化后，避免了如#2機(jī)增壓風(fēng)機(jī)因定子線圈溫度松動(dòng)而跳閘退出脫硫的問(wèn)題，大大降低保護(hù)誤動(dòng)的可能性，提高脫硫系統(tǒng)達(dá)標(biāo)率。執(zhí)行器更換后，旁路煙氣擋板電動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)間與改造前不超5 s，手動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)間比改造前縮短大大縮短，能控制在10 min內(nèi)，并且能在失去動(dòng)力的情況依靠電鉆帶動(dòng)，兩分鐘就可以打開(kāi)旁路煙氣擋板，實(shí)施效果良好。

參考文獻(xiàn)

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