戴航丹,羅志浩,柳衛(wèi)榮,吳芝京
(1.浙江省電力公司電力科學(xué)研究院,杭州 310014;2.浙江省火電建設(shè)公司,杭州 310016;3.浙江浙能蘭溪發(fā)電責(zé)任有限公司,浙江 蘭溪 321100)
為加強(qiáng)環(huán)境保護(hù),根據(jù)有關(guān)規(guī)定,所有火電機(jī)組都應(yīng)取消FGD(煙氣脫硫)系統(tǒng)旁路擋板門。由浙能蘭溪發(fā)電廠、華能玉環(huán)發(fā)電廠、神華國(guó)華寧海發(fā)電廠等機(jī)組運(yùn)行情況可知,在取消FGD旁路擋板后,熱控系統(tǒng)的邏輯組態(tài)與機(jī)組運(yùn)行方式上都有一定的完善空間。
取消FGD旁路擋板后,鍋爐煙氣從引風(fēng)機(jī)后煙道引出,通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)升壓后進(jìn)入吸收塔,在吸收塔內(nèi)脫硫凈化。凈煙氣經(jīng)除霧器除去水霧后,進(jìn)入凈煙道從煙囪排入大氣。FGD系統(tǒng)保留2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī),每臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口配置相應(yīng)的擋板。圖1為改造后的煙道系統(tǒng)。
取消FGD進(jìn)出口擋板、旁路擋板、密封風(fēng)機(jī)、電加熱器、旁路煙道,增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)合并布置(簡(jiǎn)稱引增合一),減少了相關(guān)的控制系統(tǒng)。改造后煙氣從除塵器出口經(jīng)引風(fēng)機(jī)直接到吸收塔,經(jīng)GGH(氣氣換熱器)換熱后至煙囪排放,工藝流程順暢。圖2為取消旁路擋板、引增合一后的煙道系統(tǒng)。
取消FGD旁路擋板后不僅要從運(yùn)行方式上進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化,還要從以下幾個(gè)方面提高熱工控制的可靠性:
圖2 取消旁路擋板的同時(shí)引增合一
(1)梳理熱工信號(hào)單點(diǎn)保護(hù)。對(duì)增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)兩側(cè)軸承溫度本體保護(hù),F(xiàn)GD進(jìn)、出口溫度保護(hù)等增加測(cè)點(diǎn),確保冗余。
(2)提高重要設(shè)備電源冗余及等級(jí)。對(duì)電除塵器、增壓風(fēng)機(jī)、漿液循環(huán)泵等設(shè)備的電源重新檢查整理,確保分支、分段。
(3)修改保護(hù)定值。重新梳理所有保護(hù)定值,根據(jù)設(shè)備資料與實(shí)際運(yùn)行以及試驗(yàn)情況綜合得出定值。
(4)增加多條硬接線一致性判斷的優(yōu)化邏輯。對(duì)主機(jī)與脫硫系統(tǒng)、就地間的硬接線信號(hào)重新梳理。對(duì)于參與保護(hù)的信號(hào),如增壓風(fēng)機(jī)跳閘、漿液循環(huán)泵跳閘、送/引風(fēng)機(jī)跳閘、FGD請(qǐng)求主機(jī)跳閘等信號(hào),確保多條硬接線具備一致性判斷,當(dāng)發(fā)生不一致情況時(shí),立刻進(jìn)行光字牌報(bào)警。
取消旁路擋板對(duì)FGD系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)的聯(lián)鎖保護(hù)和自動(dòng)控制。所以,優(yōu)化及完善脫硫控制系統(tǒng),確保聯(lián)鎖保護(hù)以及自動(dòng)控制邏輯的的正確性與合理性,提高FGD系統(tǒng)的穩(wěn)定性,將成為取消FGD旁路運(yùn)行的重要保障。
取消FGD旁路后,F(xiàn)GD系統(tǒng)成了鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)的一部分,必須與機(jī)組同步啟停,既要保證主機(jī)順利啟動(dòng),同時(shí)又要充分考慮FGD系統(tǒng)的設(shè)備安全,并盡可能減少污染吸收塔內(nèi)漿液和低溫濕煙氣對(duì)煙囪的腐蝕影響,以下運(yùn)行調(diào)整措施可以較好解決上述問(wèn)題。
(1)鍋爐啟動(dòng)階段應(yīng)采用等離子點(diǎn)火或者微油點(diǎn)火方式,縮短啟動(dòng)時(shí)間,減少鍋爐燃油量,盡可能減輕燃油對(duì)FGD系統(tǒng)的影響。
(2)在鍋爐油、煤混燃階段時(shí)投入電除塵器電場(chǎng),減少進(jìn)入吸收塔的燃油量。
(3)電除塵器運(yùn)行后,啟動(dòng)吸收塔再循環(huán)泵,調(diào)整供漿量維持漿液pH值在正常水平,加強(qiáng)除霧器的沖洗,保證除霧器清潔。
(1)將FGD系統(tǒng)的保護(hù)邏輯“入口煙塵含量高”由跳閘改為發(fā)報(bào)警信號(hào)。
(2)電除塵器供電方式一般為A段母線供一、二電場(chǎng),B段供三、四電場(chǎng),為防止母線故障造成煙氣貫穿式通過(guò),將供電方式改為交叉供電,即A段母線供一、三電場(chǎng),B段母線供二、四電場(chǎng),降低電除塵器單一通道全停的概率。
(3)加強(qiáng)電除塵器與氣力輸灰系統(tǒng)的檢修維護(hù)和運(yùn)行調(diào)整,減少進(jìn)入FGD系統(tǒng)的煙氣含塵量,如發(fā)生吸收塔漿液中粉塵含量增加、漿液中毒等情況,應(yīng)立即對(duì)吸收塔漿液進(jìn)行逐步置換。
(1)防止FGD入口煙溫過(guò)高,避免影響除霧器材料、吸收塔和煙道防腐材料的使用壽命,在FGD裝置入口加裝事故噴淋裝置。
圖1 保留增壓風(fēng)機(jī)的取消FGD旁路后的煙道系統(tǒng)
(2)啟動(dòng)吸收塔再循環(huán)泵,以降低進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度,防止高溫?zé)龤?nèi)設(shè)施。
(3)遇GGH停運(yùn)故障時(shí),加強(qiáng)監(jiān)視吸收塔入口、出口煙溫變化趨勢(shì),要定期試運(yùn)事故噴淋裝置,以保證隨時(shí)正常投運(yùn)。
對(duì)于保留增壓風(fēng)機(jī)的機(jī)組,取消旁路擋板后,增壓風(fēng)機(jī)啟停需與引風(fēng)機(jī)配合,先啟動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)或者引風(fēng)機(jī)均可,控制策略的優(yōu)化主要有:
(1)增壓風(fēng)機(jī)事故跳閘邏輯中,當(dāng)2臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí),單臺(tái)跳閘時(shí)跳閘風(fēng)機(jī)靜葉(動(dòng)葉)需要撤出手動(dòng)關(guān)閉,防止煙氣回流;2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)全停時(shí)建議撤靜葉(動(dòng)葉)手動(dòng)并自動(dòng)將靜葉開(kāi)至75%(動(dòng)葉為100%),同時(shí)全開(kāi)進(jìn)出口擋板,保證煙道最大通流量。
(2)在機(jī)組低負(fù)荷時(shí),單臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行能夠滿足煙氣通流,所以當(dāng)單臺(tái)風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)只需聯(lián)跳同側(cè)的引風(fēng)機(jī),并觸發(fā)RB(快速減負(fù)荷)。在機(jī)組高負(fù)荷階段,當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí),即使靜葉(動(dòng)葉)全開(kāi)也無(wú)法滿足全部煙氣通流要求,因此建議當(dāng)2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)全停時(shí)觸發(fā)鍋爐MFT(主燃料跳閘)。此外,為了保障通風(fēng)降溫,建議保留1組送、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行。
(3)為提高設(shè)備可靠性,減少誤動(dòng),增壓風(fēng)機(jī)的跳閘送DCS(分散控制系統(tǒng))聯(lián)跳送、引風(fēng)機(jī)信號(hào)需要采用多路硬接線冗余方式。2臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳閘,2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)聯(lián)跳;單臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)為保障通風(fēng),可在機(jī)組RB的同時(shí)考慮不聯(lián)跳增壓風(fēng)機(jī)。
(4)為了進(jìn)一步提高主機(jī)與FGD系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性,更利于調(diào)節(jié),建議取消下列增壓風(fēng)機(jī)跳閘條件:水平/垂直振動(dòng)值高高;凈煙氣檔板未全開(kāi);漿液循環(huán)泵少于2臺(tái)運(yùn)行;FGD入口煙溫大于160℃;GGH停運(yùn)。
當(dāng)FGD系統(tǒng)發(fā)生堵塞或者除霧器崩塌等意外情況時(shí)會(huì)出現(xiàn)超壓。為防止引風(fēng)機(jī)出口至FGD吸收塔入口煙道內(nèi)外爆,建議設(shè)置原煙氣擋板前壓力保護(hù),即原煙氣壓力過(guò)高/過(guò)低時(shí)停運(yùn)送、引、增壓風(fēng)機(jī),并且觸發(fā)鍋爐MFT。
在鍋爐事故工況下,為保護(hù)吸收塔除霧器和襯膠,當(dāng)吸收塔入口、出口煙氣溫度異常升高時(shí),需要延時(shí)觸發(fā)主機(jī)MFT,延時(shí)時(shí)間根據(jù)事故噴淋結(jié)果和工藝水箱可用容積確定。另外,對(duì)于保留增壓風(fēng)機(jī)的機(jī)組,當(dāng)FGD系統(tǒng)正常投運(yùn)后,所有吸收塔漿液循環(huán)泵故障停運(yùn)時(shí),為了更好地保護(hù)吸收塔,建議立刻觸發(fā)主機(jī)MFT。
在鍋爐事故工況下,吸收塔入口煙氣溫度異常升高或機(jī)組啟停期間,需要向吸收塔入口煙道噴水減溫,以保護(hù)吸收塔除霧器和襯膠,因此事故噴淋系統(tǒng)顯得格外重要。
事故噴淋系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動(dòng)時(shí)需要考慮所有吸收塔漿液循環(huán)泵故障停運(yùn)與吸收塔入口、出口溫度高等情況,當(dāng)所有吸收塔漿液循環(huán)泵停運(yùn),或任1臺(tái)吸收塔漿液循環(huán)泵運(yùn)行且FGD入口溫度不高的情況下,需要聯(lián)鎖停止事故噴淋系統(tǒng)。
從調(diào)試過(guò)程來(lái)看,只要FGD系統(tǒng)投運(yùn),不會(huì)出現(xiàn)吸收塔液位低現(xiàn)象,可以取消“吸收塔液位低漿液循環(huán)泵跳閘”的邏輯;對(duì)于“引增合一”的機(jī)組,可以取消“攪拌器少于3臺(tái)運(yùn)行時(shí),漿液循環(huán)泵跳閘”的邏輯。
建議增加吸收塔攪拌器全停報(bào)警,以保障漿液濃度;電除塵跳閘信號(hào)需要由專題討論確定,同時(shí)增加電除塵跳閘報(bào)警;為了盡量降低污染物的排放,建議取消鍋爐MFT聯(lián)跳電除塵的邏輯;對(duì)“引增合一”機(jī)組,取消DCS中原有增壓風(fēng)機(jī)的聯(lián)鎖保護(hù),取消DCS中原有旁路擋板控制和快開(kāi)等所有邏輯,防止誤發(fā)信號(hào)。
在取消旁路煙道的情況下,F(xiàn)GD系統(tǒng)成為鍋爐煙氣排放的必經(jīng)之路,維護(hù)FGD系統(tǒng)的穩(wěn)定性將會(huì)是今后發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的重要工作之一,要不斷提高控制系統(tǒng)的可靠性,改變相應(yīng)的運(yùn)行方式,隨著控制策略的不斷完善和運(yùn)行方式的調(diào)整優(yōu)化,F(xiàn)GD控制系統(tǒng)的運(yùn)行也會(huì)更加穩(wěn)定。
[1]彭紅文,馬安.GW級(jí)機(jī)組引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并設(shè)置[J].中國(guó)電力,2009,42(10):12-14.
[2]童家麟,葉學(xué)民,毛杰譽(yù),等.引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)合并運(yùn)行節(jié)能效果分析[J].電力科學(xué)與工程,2011,27(5):52-55.
[3]朱北恒.火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)試驗(yàn)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2006.