桂東波

(大唐國際發(fā)電有限公司內(nèi)蒙古分公司，呼和浩特 010206)

0 引言

根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)部辦公廳環(huán)辦〔2010〕91號文《關(guān)于火電企業(yè)脫硫設(shè)施旁路煙道擋板實(shí)施鉛封的通知》和GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定及大唐集團(tuán)公司有關(guān)文件的要求，對現(xiàn)役機(jī)組滿足條件的脫硫系統(tǒng)必須拆除脫硫旁路擋板。某發(fā)電公司10臺(tái)機(jī)組于2012年1月至2014年7月進(jìn)行了脫硫設(shè)施取消旁路改造，2012年年底，完成了3臺(tái)600 MW機(jī)組和1臺(tái)300 MW機(jī)組脫硫設(shè)施取消旁路改造。在脫硫旁路取消改造過程中，對脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改造，與此同時(shí)，對脫硫系統(tǒng)保護(hù)邏輯和運(yùn)行操作也進(jìn)行了優(yōu)化。

1 脫硫系統(tǒng)取消旁路后機(jī)組運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)性分析

(1)鍋爐在點(diǎn)火啟動(dòng)期間，若等離子設(shè)備不可靠、助燃用油量過大，未燃盡的顆粒物會(huì)隨鍋爐煙氣進(jìn)入吸收塔，在與漿液接觸洗滌的過程中，煙氣中的油污被洗滌到吸收塔漿液中，油污在吸收塔循環(huán)泵、漿液噴淋裝置、攪拌器及鼓入的氧化空氣的共同擾動(dòng)作用下，容易形成泡沫。油污在吸收塔內(nèi)與漿液的接觸過程中會(huì)在石灰石、亞硫酸鈣等固相顆粒的表面形成一層薄薄的油膜，油膜將石灰石與漿液隔離，阻止了石灰石的溶解，從而導(dǎo)致脫硫效率和pH值降低；另外，亞硫酸鈣表面的油膜還阻止了亞硫酸鹽的氧化，難以形成石膏晶體；與此同時(shí)，它還會(huì)造成脫硫裝置內(nèi)管道的結(jié)垢、堵塞以及真空皮帶機(jī)的濾布堵塞。如果漿液惡化嚴(yán)重，脫硫系統(tǒng)退備，排出惡化漿液時(shí)間長，會(huì)導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)及主機(jī)長時(shí)間停運(yùn)。

(2)如果靜電除塵器故障檢修，脫硫入口煙塵質(zhì)量濃度在200 mg/m3以上持續(xù)運(yùn)行或機(jī)組啟動(dòng)初期大量灰分進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，會(huì)引起吸收塔內(nèi)漿液的惡化。若脫硫系統(tǒng)無法正常運(yùn)行而退備，排出惡化漿液時(shí)間長，會(huì)導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)及主機(jī)長時(shí)間停運(yùn)。

(3)如果除霧器沖洗不及時(shí)或沖洗裝置損壞，除霧器沖洗效果就不能得到保證。在機(jī)組啟動(dòng)期間，靜電除塵器不能全部投入，大量油灰進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致除霧器堵塞或除霧器板坍塌，造成系統(tǒng)阻力增加，嚴(yán)重時(shí)需停機(jī)處理，且恢復(fù)周期較長。

(4)在運(yùn)行過程中，出現(xiàn)了漿液循環(huán)泵噴淋系統(tǒng)堵塞、噴淋管道斷裂、噴頭磨損增大、2臺(tái)以上循環(huán)泵機(jī)械故障、循環(huán)泵入口濾網(wǎng)堵塞等問題造成噴淋覆蓋率下降或漿液霧化效果差，導(dǎo)致脫硫效率難以維持；嚴(yán)重時(shí)，為保證出口二氧化硫達(dá)標(biāo)排放，需主機(jī)限負(fù)荷運(yùn)行直至機(jī)組停止運(yùn)行。

(5)由于吸收塔攪拌器機(jī)封漏漿、攪拌器故障后盤不動(dòng)車或攪拌器葉片脫落，造成不平衡振動(dòng)過大，導(dǎo)致吸收塔攪拌器停運(yùn)，影響漿液循環(huán)和石膏在漿液池內(nèi)氧化結(jié)晶的效果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)退出運(yùn)行，機(jī)組停運(yùn)。

(6)如果2臺(tái)運(yùn)行的漿液循環(huán)泵同時(shí)出現(xiàn)故障停運(yùn)后，備用漿液循環(huán)泵不能在5 min內(nèi)啟動(dòng),即使鍋爐主燃料跳閘(MFT)，高溫?zé)煔庖矔?huì)直接進(jìn)入吸收塔內(nèi)，雖然采取了噴水降溫措施，仍有可能對除霧器和防腐鱗片造成損壞。如果發(fā)生除霧器損壞和防腐脫落的情況，恢復(fù)周期較長。

2 脫硫系統(tǒng)改造

2.1 增壓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)“增引合一”改造

為提高風(fēng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，在取消脫硫旁路改造過程中，取消了增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，將2臺(tái)引風(fēng)機(jī)出力增加，脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的阻力由引風(fēng)機(jī)消減。

2.2 鍋爐等離子點(diǎn)火改造

為降低鍋爐點(diǎn)火過程中投油對脫硫漿液造成的影響，在取消脫硫旁路改造過程中，對鍋爐等離子點(diǎn)火裝置進(jìn)行了改造。改造前每臺(tái)鍋爐在底層只有1臺(tái)磨煤機(jī)裝有等離子點(diǎn)火裝置，改造后每臺(tái)鍋爐在底層有2臺(tái)磨煤機(jī)裝設(shè)了等離子點(diǎn)火裝置，增加1臺(tái)磨煤機(jī)等離子裝置后，提高了鍋爐無油點(diǎn)火的可靠性，為脫硫裝置安全、穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

2.3 脫硫除霧器系統(tǒng)改造

為保證除霧器總壓力損失不高于設(shè)計(jì)值，滿足引風(fēng)機(jī)出力的要求，降低除霧器堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，除霧器板由原折線型更換為流線型，以降低系統(tǒng)阻力，提高設(shè)備可靠性。同時(shí)，對現(xiàn)有除霧器沖洗水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，在除霧器上部增加1層沖洗水系統(tǒng)，保證除霧器沖洗效果。

2.4 增加2路事故噴淋系統(tǒng)

在吸收塔入口煙道上增加2路事故噴淋裝置，當(dāng)吸收塔入口煙氣溫度高于160 ℃或2臺(tái)以上漿液循環(huán)泵停運(yùn)時(shí)，可啟動(dòng)事故噴淋系統(tǒng)向煙道內(nèi)噴水降溫，以防止高溫?zé)煔膺M(jìn)入吸收塔損壞吸收塔內(nèi)壁防腐或除霧器板。

2.5 加設(shè)干濕界面沖洗裝置

脫硫系統(tǒng)在運(yùn)行期間，吸收塔入口干濕界面處會(huì)產(chǎn)生石膏板結(jié)，導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)阻力增加，嚴(yán)重時(shí)吸收塔進(jìn)口煙道堵塞面積達(dá)70％。在吸收塔干濕界面處設(shè)計(jì)一套沖洗冷卻裝置，其主要作用是延長吸收塔干濕界面上部擋水沿，以減輕干濕界面石膏板結(jié)。

2.6 吸收塔增加溢油管道

為預(yù)防鍋爐啟、停時(shí)鍋爐燃油對吸收塔漿液造成中毒并在系統(tǒng)內(nèi)形成惡性循環(huán),在吸收塔上部增設(shè)溢油管,當(dāng)鍋爐燃油對吸收塔漿液品質(zhì)構(gòu)成影響時(shí)，收集含油漿液產(chǎn)并外排，以避免含油漿液影響石膏處理系統(tǒng)及廢水處理系統(tǒng)。

2.7 增加重要設(shè)備供電保障

脫硫旁路取消后，為增加脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加2臺(tái)吸收塔攪拌器、1臺(tái)事故噴淋水泵、1臺(tái)工藝水泵及1臺(tái)密封水泵備用電源，同時(shí)每2臺(tái)機(jī)組脫硫PC段增加1路聯(lián)絡(luò)電源，以達(dá)到互為備用的目的。

3 邏輯優(yōu)化

3.1 取消脫硫旁路擋板聯(lián)鎖保護(hù)

(1)當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號丟失、增壓風(fēng)機(jī)電流小于50 A或增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號消失、停止信號具備聯(lián)開時(shí)，取消脫硫旁路的擋板保護(hù)。

(2)當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)前壓力大于0.8 kPa或小于-0.8 kPa(三選二)時(shí)，取消聯(lián)開脫硫旁路擋板保護(hù)。

(3)當(dāng)3臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行信號同時(shí)消失且停止信號同時(shí)成立時(shí)，取消聯(lián)開脫硫旁路擋板保護(hù)。

3.2 取消增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)保護(hù)

(1)當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)油站油壓低于0.05 MPa報(bào)警延時(shí)25 s時(shí)，取消增壓風(fēng)機(jī)的保護(hù)。

(2)當(dāng)3臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行信號同時(shí)消失且停止信號同時(shí)成立延時(shí)15 s，取消增壓風(fēng)機(jī)的保護(hù)。

(3)當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)跳閘后動(dòng)葉角度聯(lián)開到85％保持15 s時(shí)，方可手動(dòng)對動(dòng)葉進(jìn)行調(diào)整保護(hù)。

3.3 增加脫硫吸收塔煙溫報(bào)警及聯(lián)鎖保護(hù)

(1)脫硫系統(tǒng)入口煙溫達(dá)到150 ℃(三取中)時(shí)，聯(lián)啟事故降溫噴淋系統(tǒng)，降低入口煙溫。

(2)脫硫系統(tǒng)入口煙氣溫度達(dá)到150 ℃報(bào)警，由運(yùn)行人員手動(dòng)投入3臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行，聯(lián)鎖啟動(dòng)除霧器沖洗系統(tǒng)且同時(shí)開啟下層9排沖洗水閥，增加沖洗水流量。

(3)當(dāng)以上措施執(zhí)行完畢后，脫硫系統(tǒng)入口煙溫仍然繼續(xù)上升且達(dá)到160 ℃，可申請主機(jī)降負(fù)荷運(yùn)行，直至停止機(jī)組運(yùn)行。

(4)當(dāng)吸收塔出口凈煙氣溫度高于60 ℃(三取一)時(shí)，發(fā)“光字”報(bào)警。

3.4 增加漿液循環(huán)泵報(bào)警及聯(lián)鎖保護(hù)

(1)當(dāng)脫硫系統(tǒng)2臺(tái)以上漿液循環(huán)泵運(yùn)行信號消失、停止信號具備且煙氣溫度達(dá)到100 ℃時(shí)，增加聯(lián)啟事故降溫噴淋系統(tǒng)。

(2)當(dāng)脫硫系統(tǒng)3臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行信號消失、停止信號具備且鍋爐排煙達(dá)到110 ℃延時(shí)5 s時(shí)，增加鍋爐MFT保護(hù)動(dòng)作。

(3)當(dāng)脫硫系統(tǒng)漿液循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)繞組溫度高、軸承溫度高及電流超限時(shí)，增加報(bào)警信號。

4 運(yùn)行優(yōu)化措施

4.1 鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)行優(yōu)化

(1)鍋爐啟動(dòng)應(yīng)盡量采用等離子點(diǎn)火技術(shù)，以減少燃油對吸收塔漿液的影響。

(2)鍋爐點(diǎn)火前，投入靜電除塵器和干除灰系統(tǒng)運(yùn)行，鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，靜電除塵器的灰斗加熱器、大梁絕緣支柱套管及放電極絕緣室加熱提前24 h投運(yùn)。鍋爐點(diǎn)火前，投運(yùn)1臺(tái)脫硫漿液循環(huán)泵和1臺(tái)水泵沖洗除霧器，以減少除霧器黏附油污和粉塵。

(3)在鍋爐等離子點(diǎn)火過程中，飛灰未完全燃燒，投入的靜電除塵器一電場、二電場控制二次電壓數(shù)值，電壓控制在起暈電壓和閃絡(luò)電壓之間，并對二次電流限流運(yùn)行，以防止靜電除塵器的二次內(nèi)部燃燒，應(yīng)密切監(jiān)視靜電除塵器出入口煙氣溫度變化情況。未完全燃燒的煤粉不可能全部由靜電除塵器收集，吸收塔漿液會(huì)有一定的污染可能，根據(jù)運(yùn)行情況可進(jìn)行漿液部分置換，大量補(bǔ)充新鮮的石灰石漿液，同時(shí)排放污染的漿液。

(4)鍋爐點(diǎn)火前，事故漿液槽液位應(yīng)控制在低位運(yùn)行且吸收塔液位不應(yīng)高于9 m，在啟動(dòng)過程中會(huì)有大量油污或灰塵進(jìn)入吸收塔漿液，應(yīng)在最短時(shí)間內(nèi)將塔內(nèi)漿液通過事故漿液槽進(jìn)行置換。

(5)機(jī)組正常運(yùn)行后，對吸收塔漿液進(jìn)行化驗(yàn)監(jiān)督和分層試驗(yàn)，如果漿液污染嚴(yán)重，可向吸收塔內(nèi)加入成分好的晶種，通過脫水系統(tǒng)大量外排來進(jìn)行漿液置換。

(6)準(zhǔn)備充足的消泡劑，在吸收塔內(nèi)漿液泡沫影響脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，添加消泡劑。

4.2 吸收塔入口粉塵質(zhì)量濃度高時(shí)的運(yùn)行優(yōu)化

(1)運(yùn)行3臺(tái)漿液循環(huán)泵，減少煙塵在塔內(nèi)設(shè)備上的吸附(尤其是在除霧器上的附著)。

(2)開啟吸收塔入口干濕界面沖洗水系統(tǒng)，降低吸收塔入口干濕界面的結(jié)垢程度。

(3)加強(qiáng)除霧器沖洗頻次，減少灰塵在除霧器板上的附著堵塞，與此同時(shí)，排出系統(tǒng)應(yīng)加大出力，以保持吸收塔液位平衡。

(4)對吸收塔漿液進(jìn)行活性化驗(yàn)和分層試驗(yàn)，當(dāng)漿液被飛灰嚴(yán)重污染時(shí)，將部分漿液排至事故漿液槽再進(jìn)行漿液置換。

(5)加強(qiáng)廢水外排量，以降低塔內(nèi)富集離子的質(zhì)量濃度。

(6)當(dāng)吸收塔入口煙塵質(zhì)量濃度長時(shí)間超標(biāo)(超過200 mg/m3)時(shí)，在吸收塔漿液內(nèi)會(huì)形成氟鋁絡(luò)合物附著在石膏-石灰石表面，能阻止晶粒的生長并使石灰石閉塞。

采取措施后，若脫硫系統(tǒng)運(yùn)行工況沒有改善，可申請機(jī)組降低負(fù)荷，直到停止運(yùn)行。

4.3 防止吸收塔入口干濕界面堵塞的運(yùn)行優(yōu)化

(1)在干濕界面處增加沖洗水系統(tǒng)后，運(yùn)行班組每班沖洗1次，每次不少于10 min。

(2)利用每次檢修機(jī)會(huì),對吸收塔干濕界面黏附結(jié)垢物進(jìn)行徹底清理。

(3)熱工人員應(yīng)定期校驗(yàn)比對吸收塔液位計(jì)，以防止偏差過大造成漿液在吸收塔入口干濕界面沉積。

4.4 防止除霧器堵塞的運(yùn)行優(yōu)化

(1)在運(yùn)行中應(yīng)密切監(jiān)視除霧器壓差，按要求定期對除霧器進(jìn)行沖洗，在沖洗過程中保持沖洗水的壓力和流量，以保證沖洗效果。

(2)在正常運(yùn)行過程中，吸收塔內(nèi)液位應(yīng)通過除霧器沖洗水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充，盡可能對除霧器進(jìn)行沖洗，以提高沖洗效果，降低除霧器堵塞幾率。

(3)定期投運(yùn)最上層除霧器沖洗系統(tǒng)，以提高沖洗效果。

4.5 檢修和維護(hù)措施

(1)對于漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)等重要設(shè)備(包括電動(dòng)機(jī)和電纜)，應(yīng)按照Q/FJG 10029.1—2004《電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的要求，每隔3年進(jìn)行一次預(yù)防性試驗(yàn)并建立臺(tái)賬。

(2)在6 kV盤柜處的電纜終端應(yīng)隨著大、小修和臨修機(jī)會(huì)進(jìn)行檢查，查看終端是否存在過熱現(xiàn)象并對電纜終端端子螺絲進(jìn)行緊固。

(3)力爭做到每周2次對漿液循環(huán)泵以及電動(dòng)機(jī)的軸承振動(dòng)、軸承溫度進(jìn)行精密點(diǎn)檢；對漿液循環(huán)泵運(yùn)行參數(shù)、軸承箱油位、油質(zhì)、冷卻水流量進(jìn)行每日點(diǎn)檢并將漿液循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)接線盒溫度列入電氣日常點(diǎn)檢項(xiàng)目中，在每周1次的運(yùn)行巡檢中，應(yīng)對電動(dòng)機(jī)接線盒所測溫度進(jìn)行一次統(tǒng)計(jì)并分析接線盒的劣化趨勢。

(4)每隔3月對漿液循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)油脂進(jìn)行檢查，根據(jù)軸承溫度變化的情況，定期加油脂并記錄；每隔6月更換1次漿液循環(huán)泵軸承箱潤滑油并清洗軸承箱。

(5)根據(jù)年度機(jī)組檢修計(jì)劃編制脫硫檢修計(jì)劃，遵循“主機(jī)停脫硫停和主機(jī)修脫硫必修”的檢修原則，應(yīng)將漿液循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)出線瓷瓶是否開裂、電纜終端線夾是否壓實(shí)、是否需要斷股檢查、漿液循環(huán)泵解體檢修列入機(jī)組大、小修和臨修的必修項(xiàng)目。

(6)應(yīng)對漿液循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)保護(hù)定值進(jìn)行核對，根據(jù)定值內(nèi)容對綜合保護(hù)裝置進(jìn)行檢查，力爭做到保護(hù)靈敏、可靠。

(7)每次大、小修及臨修時(shí)，應(yīng)對主廠房至脫硫系統(tǒng)6 kV、380 V電源開關(guān)進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，對與脫硫系統(tǒng)相關(guān)的保護(hù)裝置進(jìn)行校驗(yàn)，每月記錄保護(hù)裝置采樣值。

(8)對于主要脫硫系統(tǒng)設(shè)備(如漿液循環(huán)泵、吸收塔攪拌器等)，力爭做到備件充足，若出現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)組織檢修。

(9)保證煙氣溫度測點(diǎn)等每年校驗(yàn)1次。

5 結(jié)論

(1)通過對脫硫系統(tǒng)進(jìn)行改造和運(yùn)行優(yōu)化，脫硫系統(tǒng)取消旁路后能夠滿足機(jī)組檢修周期的要求，應(yīng)隨機(jī)組檢修周期進(jìn)行檢修。

(2)脫硫系統(tǒng)取消旁路后，可消除政府監(jiān)管對企業(yè)的不信任感，達(dá)到脫硫系統(tǒng)隨機(jī)組100％投運(yùn)。

(3)氣體排放符合國家產(chǎn)業(yè)政策并滿足有關(guān)部門的要求，為提前達(dá)到GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。

(4)消除了機(jī)組引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖運(yùn)行帶來的隱患，減少了運(yùn)行操作調(diào)整工作量。

(5)取消了脫硫增壓風(fēng)機(jī)，減少了脫硫系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作量。

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