孫普春，李寧

(華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠，山東 鄒城 273522)

1 系統(tǒng)概況

華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠(以下簡(jiǎn)稱(chēng)鄒縣電廠)一期、二期工程4×335 MW機(jī)組煙氣脫硫技術(shù)改造工程采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，未設(shè)計(jì)煙氣換熱器(GGH)，煙氣脫硫裝置出口溫度為45～55℃，為滿(mǎn)足脫硫系統(tǒng)的需要，同期對(duì)靜電除塵器進(jìn)行了技術(shù)改造。2009年4臺(tái)機(jī)組對(duì)應(yīng)的脫硫系統(tǒng)相繼投產(chǎn)運(yùn)行，原煙囪先后于2009年12月19日和2010年2月28日發(fā)生2次比較嚴(yán)重的紅磚和防腐材料脫落事件，主要原因?yàn)樵瓱焽柽\(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)24年，僅在原煙囪內(nèi)部采用泡沫玻璃磚防腐，泡沫玻璃磚密封不嚴(yán)，酸液通過(guò)磚縫滲入紅磚砌體內(nèi)，致使煙囪內(nèi)部防腐材料和紅磚脫落，一度造成煙道防爆片動(dòng)作，旁路擋板打開(kāi)，增壓風(fēng)機(jī)跳閘，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。在每臺(tái)吸收塔上部水平煙道處各加裝一個(gè)直徑為5.5 m、高20.0 m的臨時(shí)鋼煙囪，臨時(shí)煙囪運(yùn)行后對(duì)原煙囪加裝鈦-鋼復(fù)合板內(nèi)筒，以確保機(jī)組脫硫系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。加裝臨時(shí)煙囪后原煙囪加裝堵板的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 加裝臨時(shí)煙囪后原煙囪加裝堵板的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)

2 原煙囪和臨時(shí)煙囪安全切換的技術(shù)環(huán)節(jié)

2.1 加裝臨時(shí)煙囪的技術(shù)改造

若加裝臨時(shí)煙囪，機(jī)組啟、停期間脫硫系統(tǒng)退出后，煙氣要經(jīng)過(guò)靜煙氣煙道、臨時(shí)煙囪排放。鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)工況，煙氣溫度為144℃，實(shí)際煙氣量為1827538.18 m3/h。由于吸收塔內(nèi)除霧器耐溫80℃，故在臨時(shí)煙囪啟動(dòng)過(guò)程中需要對(duì)煙氣進(jìn)行噴水減溫，防止引入吸收塔的熱煙氣損壞除霧器及吸收塔塔內(nèi)件。因鍋爐啟動(dòng)時(shí)煙氣系統(tǒng)入口擋板門(mén)為關(guān)閉狀態(tài)，加之吸收塔為封閉結(jié)構(gòu)，在鍋爐啟動(dòng)初始過(guò)程中，吸收塔內(nèi)壓力為0，所以，熱煙氣會(huì)有一部分流到吸收塔內(nèi)，待吸收塔內(nèi)壓力與煙道壓力平衡后，熱煙氣將不再以流動(dòng)方式傳遞熱量，而是以熱傳遞方式將煙氣中熱量傳入吸收塔。經(jīng)初步估算，取這2個(gè)過(guò)程中的最大煙氣量，將40%最大煙氣量的煙氣從144℃降到80℃來(lái)計(jì)算減溫水量，經(jīng)計(jì)算需要汽化水18 t/h(絕熱加濕過(guò)程)。噴水減溫時(shí)只有約1/8的噴入水能被汽化，所以煙氣溫度降低到80℃時(shí)，噴水減溫水量一般應(yīng)在150 t/h左右。煙氣減溫噴淋由除霧器水泵供水，除霧器沖洗水泵單臺(tái)容量為206 m3/h，所以，根據(jù)除霧器沖洗水流量，減溫水量按206 m3/h考慮。經(jīng)過(guò)計(jì)算，直徑為6020 mm的凈煙氣煙道布置噴嘴數(shù)為38個(gè)，單個(gè)噴嘴流量為42.8×(1+8%)L/min，所以單層減溫噴淋水流量為100 m3/h左右。因減溫水量為206 m3/h，所以共設(shè)2層減溫噴淋層。另外，為使未汽化的噴淋水不流入主煙道而流入吸收塔內(nèi)，在凈煙氣煙道水平段末端設(shè)置1個(gè)擋水板，擋水板為扇形，高200 mm，弧長(zhǎng)為1/4圓弧。

出口煙氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)測(cè)點(diǎn)移位。為了滿(mǎn)足環(huán)保要求，臨時(shí)煙囪運(yùn)行期間，需要將出口CEMS測(cè)點(diǎn)由混合煙道移位到臨時(shí)煙囪處，原煙囪恢復(fù)正常運(yùn)行后，將出口CEMS測(cè)點(diǎn)移位到混合煙道上。

原煙囪拆除堵板、臨時(shí)煙囪加裝堵板的煙氣脫硫系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 原煙囪拆除堵板、臨時(shí)煙囪加裝堵板的煙氣脫硫系統(tǒng)

2.2 原煙囪和臨時(shí)煙囪的安全切換

原煙囪和臨時(shí)煙囪安全切換的重點(diǎn)環(huán)節(jié)為原煙囪加裝堵板、拆除堵板。在機(jī)組運(yùn)行期間，煙氣禁止通過(guò)原煙囪排放，確保旁路擋板在任何情況下都不能打開(kāi)，靜煙氣擋板門(mén)也不能打開(kāi)。加裝、拆除擋板期間，增壓風(fēng)機(jī)跳閘將嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。

2.2.1 原煙囪加裝、拆除堵板前需要做的工作

原煙囪與煙道隔離施工作業(yè)在水平煙道內(nèi)進(jìn)行，施工期間嚴(yán)禁煙氣進(jìn)入水平煙道，鍋爐煙氣全部通過(guò)脫硫系統(tǒng)。為了確保旁路擋板門(mén)和靜煙氣擋板門(mén)在原煙囪加裝、拆除堵板期間不能打開(kāi)，主要從邏輯和機(jī)械2個(gè)方面來(lái)保證。施工前檢查相關(guān)邏輯，根據(jù)系統(tǒng)工藝要求采取相應(yīng)措施，保證旁路擋板門(mén)任何情況下不發(fā)開(kāi)指令和快開(kāi)指令信號(hào)，旁路擋板門(mén)關(guān)閉并鎖死，凈煙氣擋板門(mén)關(guān)閉后鎖死并停電。

為避免加裝、拆除堵板期間增壓風(fēng)機(jī)跳閘對(duì)主機(jī)組造成影響，隔離施工前應(yīng)取消“增壓風(fēng)機(jī)跳閘聯(lián)關(guān)原煙氣擋板”邏輯，使增壓風(fēng)機(jī)跳閘后原煙氣擋板門(mén)保持開(kāi)啟狀態(tài)并自動(dòng)聯(lián)鎖增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉全開(kāi)，以確保煙氣通道暢通。

完成臨時(shí)煙囪的安裝防腐、事故噴淋系統(tǒng)的技術(shù)改造及出口CEMS測(cè)點(diǎn)移位工作。

2.2.2 原煙囪加裝堵板、拆除堵板期間的檢查、維護(hù)、應(yīng)急處理

施工期間，主機(jī)運(yùn)行人員和脫硫運(yùn)行值班人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)爐膛負(fù)壓、吸風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)的檢查、監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)采取相應(yīng)措施，避免發(fā)生增壓風(fēng)機(jī)跳閘。增壓風(fēng)機(jī)一旦跳閘，脫硫運(yùn)行值班人員應(yīng)立即開(kāi)啟吸收塔除霧器電動(dòng)沖洗門(mén)和吸收塔出口煙道減溫噴淋水閥門(mén)，以確保除霧器安全，同時(shí)檢查核實(shí)原煙氣煙道排污門(mén)、凈煙氣煙道排污門(mén)在全開(kāi)狀態(tài)。在處理過(guò)程中，若爐膛負(fù)壓波動(dòng)超過(guò)±500 Pa，集控運(yùn)行值班人員應(yīng)快速投油穩(wěn)燃并停用1套制粉系統(tǒng)，快速降低機(jī)組負(fù)荷并解除吸、送風(fēng)機(jī)自動(dòng)，手動(dòng)調(diào)整爐膛負(fù)壓至正常范圍;若吸風(fēng)機(jī)因喘振保護(hù)動(dòng)作跳閘或爐膛負(fù)壓達(dá)保護(hù)動(dòng)作值，則鍋爐按緊急停爐處理。由于運(yùn)行、檢修、施工方工作到位，加裝、拆除堵板期間未發(fā)生增壓風(fēng)機(jī)跳閘。

2.3 原煙囪隔離后臨時(shí)煙囪運(yùn)行期間的安全操作措施

原煙囪隔離后臨時(shí)煙囪即將恢復(fù)運(yùn)行時(shí)，首先將增壓風(fēng)機(jī)跳閘聯(lián)鎖邏輯修改為“旁路擋板快開(kāi)、聯(lián)鎖關(guān)閉原煙氣擋板”，并恢復(fù)邏輯保護(hù)，全開(kāi)凈煙氣擋板門(mén)后將其鎖死并停電，以保證增壓風(fēng)機(jī)跳閘后煙氣通過(guò)旁路擋板、靜煙氣擋板、臨時(shí)煙囪排放。在機(jī)組正常運(yùn)行中，脫硫運(yùn)行值班人員應(yīng)控制增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓在-200 Pa左右并保持其穩(wěn)定，不得隨意修改增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓設(shè)定值，加強(qiáng)與集控值班人員的聯(lián)系，做好爐膛負(fù)壓的監(jiān)視、調(diào)整，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)吸風(fēng)機(jī)電流及吸風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓的監(jiān)視。

臨時(shí)煙囪運(yùn)行期間，啟、停鍋爐時(shí)脫硫系統(tǒng)退出后，吸收塔出口煙氣溫度不允許超過(guò)100℃(靜煙氣煙道防腐材料的設(shè)計(jì)溫度)，因此，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行期間運(yùn)行人員應(yīng)密切關(guān)注吸收塔出口煙氣溫度的變化，發(fā)現(xiàn)煙氣溫度異常升高時(shí)，應(yīng)及時(shí)開(kāi)啟事故噴淋水和除霧器沖洗水門(mén)。在啟、停鍋爐期間，要及時(shí)開(kāi)啟增壓風(fēng)機(jī)確保吸收塔出口煙氣溫度不超過(guò)100℃，因機(jī)組啟、停鍋爐期間提前開(kāi)啟增壓風(fēng)機(jī)，必然造成吸收塔內(nèi)漿液污染，運(yùn)行人員應(yīng)拋棄漿液，避免造成吸收塔漿液中毒。

臨時(shí)煙囪運(yùn)行期間，在增壓風(fēng)機(jī)入口擋板門(mén)前增加1路消防水水源，以備機(jī)組啟、停時(shí)降低煙溫，滿(mǎn)足靜煙氣煙道防腐的要求。

2.4 原煙囪加裝復(fù)合鈦板的技術(shù)方案

按照國(guó)際工業(yè)煙囪協(xié)會(huì)(CICIND)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，燃煤電廠排出的煙氣雖然在脫硫過(guò)程中除去了大部分氧化硫，但脫硫后煙氣濕度增大，溫度降低，使煙氣中單位體積的稀釋硫酸相應(yīng)增加，其煙氣通常被視為“高”化學(xué)腐蝕等級(jí)，因而應(yīng)按強(qiáng)腐蝕性煙氣等級(jí)來(lái)考慮煙囪結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計(jì)。2000年，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院組織部分電力設(shè)計(jì)院的工程技術(shù)人員與意大利哈蒙公司煙囪專(zhuān)家、國(guó)際工業(yè)煙囪學(xué)會(huì)理事進(jìn)行了技術(shù)交流和探討，認(rèn)為濕法煙氣脫硫系統(tǒng)取消GGH后采用薄復(fù)層鈦-鋼復(fù)合板的防腐措施在國(guó)際上早有先例，并寫(xiě)入了國(guó)際煙囪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中。在滿(mǎn)足環(huán)保要求的條件下，不設(shè)GGH的煙囪內(nèi)筒宜選用抗?jié)B密閉性好、整體性強(qiáng)、自重小的鈦-鋼復(fù)合板材料。鈦-鋼復(fù)合板(鈦板厚1.2 mm)是一種較合適的組合材料，它真正做到了結(jié)構(gòu)(鋼)、防腐(鈦)各司其職，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。

由于鈦-鋼復(fù)合板筒體的安裝方式不同，而且建設(shè)單位所選擇的技術(shù)方案也不相同，鄒縣電廠技術(shù)人員經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，最終決定采用液壓提升筒體的安裝方式，確保了原煙囪鈦-鋼復(fù)合板筒體的安全安裝。

3 結(jié)束語(yǔ)

鄒縣電廠原煙囪與臨時(shí)煙囪的安全切換在各級(jí)人員的密切配合下順利完成。濕法脫硫煙囪的設(shè)計(jì)在我國(guó)剛起步，還沒(méi)有較多的運(yùn)行實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)時(shí)只能借鑒外國(guó)經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)中遇到的主要問(wèn)題是業(yè)主對(duì)脫硫煙囪的運(yùn)行情況認(rèn)識(shí)不足，雖然知道脫硫后煙氣腐蝕性強(qiáng)，但為了節(jié)省投資，不愿采用抗腐蝕性強(qiáng)的煙囪內(nèi)筒，使?jié)穹摿驘焽璺栏阅芙档?。在以后的濕法煙氣脫硫中，各?jí)人員必須提高對(duì)煙囪防腐的認(rèn)識(shí)，煙囪的安全運(yùn)行方可得到保障。

［1］周至祥，段建中，薛建明.濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)全程控制指導(dǎo)手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2009.

［2］樊泉桂，閻維平.鍋爐原理［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2004.