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        兩爐一塔單增壓風(fēng)機(jī)的脫硫系統(tǒng)取消旁路技術(shù)

        2016-10-21 08:03:53曾振任
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年5期

        曾振任

        摘 ?要:兩爐一塔,每爐配一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)的特殊配置125MW機(jī)組取消旁路后,脫硫大部分保護(hù)條件將同時(shí)影響兩臺(tái)機(jī)組,增壓風(fēng)機(jī)成為整臺(tái)機(jī)組的咽喉要道,對(duì)保護(hù)邏輯的設(shè)計(jì)合理性、可行性提出了挑戰(zhàn)。文章論述如何解決取消旁路對(duì)整機(jī)的影響,介紹改造的關(guān)鍵技術(shù)。

        關(guān)鍵詞:旁路系統(tǒng);RB;增壓風(fēng)機(jī);脫硫裝置;兩爐一塔

        引言

        旁路系統(tǒng)最早應(yīng)用于發(fā)達(dá)國家脫硫系統(tǒng)中,在我國引進(jìn)國外脫硫技術(shù)的同時(shí)也沿襲了其旁路設(shè)置,當(dāng)脫硫系統(tǒng)設(shè)備故障無法正常運(yùn)行時(shí),打開旁路煙氣擋板門,使脫硫系統(tǒng)解列,脫硫裝置被旁路隔離,不對(duì)電廠主機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。為了加強(qiáng)對(duì)火電企業(yè)脫硫設(shè)施運(yùn)行過程的監(jiān)管,提高脫硫設(shè)施運(yùn)行效率,2011年8月15日,廣東省環(huán)境保護(hù)廳下發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步做好火電廠脫硫脫硝有關(guān)工作的通知》明確規(guī)定:新審批的火電項(xiàng)目一律不得設(shè)置脫硫煙氣旁路,現(xiàn)役火電廠必須按規(guī)定在“十二五”期間全部取消脫硫煙氣旁路。

        1 取消旁路的意義

        某電廠為兩爐一塔135MW機(jī)組,每爐配一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)的特殊配置如圖1所示,使得脫硫大部分保護(hù)條件將同時(shí)影響兩臺(tái)機(jī)組,取消旁路,增壓風(fēng)機(jī)成為整臺(tái)機(jī)組的咽喉要道,對(duì)保護(hù)邏輯的設(shè)計(jì)合理性、可行性提出了挑戰(zhàn)。此項(xiàng)目旨在如何解決取消旁路對(duì)整機(jī)的影響,并提高鍋爐運(yùn)行的安全性能。

        2 存在的困難和風(fēng)險(xiǎn)

        2.1 改造方案沒有經(jīng)驗(yàn)借鑒

        兩爐一塔,每爐配一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)的特殊配置125MW機(jī)組,同類配置的機(jī)組極為稀少,幾乎沒有可以借鑒的設(shè)計(jì)方案。平海發(fā)電廠是一爐兩臺(tái)增壓風(fēng)機(jī),所以改造的方法沒有借鑒意義。而羅定發(fā)電廠脫硫配置和我廠一樣,改造為一爐一塔,但是配置一爐一塔成本太高,超出改造預(yù)算,所以其改造經(jīng)驗(yàn)也無法借鑒。所以說 “兩爐一塔,每爐配一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)”脫硫系統(tǒng)取消旁路邏輯是項(xiàng)目必須要解決的難題和突破點(diǎn)。

        2.2 機(jī)組主機(jī)和脫硫分屬不同的DCS

        主機(jī)使用德國與脫硫系統(tǒng)分屬不同的DCS控制系統(tǒng),為改造工作增加了新的難題,為了確保鍋爐與脫硫系統(tǒng)的安全性,必須考慮兩個(gè)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性。

        2.3 增壓風(fēng)機(jī)跳閘影響不明確

        “兩爐一塔,每爐配一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)”方案中,增壓風(fēng)機(jī)起著至關(guān)重要的作用,而其跳閘后,對(duì)爐膛負(fù)壓影響如何還不明顯,必須要通過完整的試驗(yàn)方案,尋找出增壓風(fēng)機(jī)跳閘后爐膛負(fù)壓變化情況,以設(shè)計(jì)完整的邏輯應(yīng)對(duì)變化。

        2.4 核算煙道的承壓能力

        “兩爐一塔,每爐配一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)”改造后,原煙道的承壓能力是否能滿足要求還是未知,需要核算煙道的承壓能力。

        3 解決方案和項(xiàng)目實(shí)施過程

        3.1 增壓風(fēng)機(jī)跳閘試驗(yàn)

        通過增壓風(fēng)機(jī)跳閘試驗(yàn),驗(yàn)證增風(fēng)機(jī)跳閘對(duì)爐膛負(fù)壓的影響,進(jìn)而確定煙氣壓力保護(hù)定值。試驗(yàn)前狀態(tài):跳閘前為#2增壓風(fēng)機(jī)為變頻運(yùn)行狀態(tài),靜葉開度100%;旁路擋板處于關(guān)閉狀態(tài),#2增壓風(fēng)機(jī)電流18.5A,入口負(fù)壓-148Pa,爐膛負(fù)壓-20Pa;#1增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓-135Pa(工頻,靜葉投自動(dòng)),爐膛負(fù)壓-38Pa。#2增壓風(fēng)機(jī)跳閘后6秒,爐膛負(fù)壓開始變化,此時(shí)#2增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓+273Pa;#1增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓-220Pa,爐膛負(fù)壓-12Pa。#2增壓風(fēng)機(jī)跳閘后46秒,#2增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓、爐膛負(fù)壓基本達(dá)到穩(wěn)態(tài),分別為+1174Pa、+280Pa;此時(shí),#1增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓、#1爐膛負(fù)壓達(dá)到最低值,分別為-319Pa、-83Pa。#2增壓風(fēng)機(jī)靜葉全行程時(shí)間為30秒。試驗(yàn)過程中,#1增壓風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行并投靜葉自動(dòng),其開度由跳閘前的31%,降至了19%,但電流僅降1A(從81A降至80A)。試驗(yàn)總曲線如圖2所示。

        結(jié)論:試驗(yàn)過程中,#2增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓、爐膛負(fù)壓最大值分別為+1193Pa、+298Pa。

        3.2 加強(qiáng)煙道承壓能力

        引風(fēng)機(jī)出口原煙道擋板至增壓風(fēng)機(jī)入口脫硫段煙道設(shè)計(jì)壓力為-2~+2Kpa,取消旁路后,煙道風(fēng)載荷設(shè)計(jì)已明顯不能滿足事故狀態(tài)下的承載要求,需要對(duì)該段煙道進(jìn)行加固[1],將煙道設(shè)計(jì)壓力提高至-5~+5Kpa,所有加固襯桿、襯板都要加裝在加固肋上,以保證煙道滿足要求,加固方案具體如圖3所示,所有襯板安裝如圖4所示。

        3.3 RB研究和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

        為規(guī)避單臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)跳閘的影響,對(duì)增壓風(fēng)機(jī)跳閘后機(jī)組實(shí)現(xiàn)RB進(jìn)行了大量研究和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,證明RB不可行。檢驗(yàn)機(jī)組在正常運(yùn)行時(shí)的增壓風(fēng)機(jī)跳閘而使機(jī)組出力受到限制時(shí),自動(dòng)控制系統(tǒng)將機(jī)組負(fù)荷快速由高負(fù)荷(大于RUNBACK觸發(fā)負(fù)荷)按預(yù)定的速率向預(yù)定的RUNBACK目標(biāo)負(fù)荷順利過渡的能力,RUNBACK功能試驗(yàn)是對(duì)機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)性能和功能的強(qiáng)烈考驗(yàn)。

        3.4 增壓風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷RUNBACK功能試驗(yàn)

        爐膛壓力變化范圍±1000Pa,汽包水位變化范圍±193mm,A側(cè)二級(jí)過熱汽溫變化范圍±25℃,B側(cè)二級(jí)過熱汽溫變化范圍21℃,A側(cè)再熱汽溫變化范圍26℃,B側(cè)再熱汽溫變化范圍28℃,總風(fēng)量變化范圍±201.3km3/h,各個(gè)參數(shù)已經(jīng)在MFT與ETS的邊緣,機(jī)組的風(fēng)險(xiǎn)變得不可控,如出極端情況,將給機(jī)組帶來不可挽救的損壞,所以增壓風(fēng)機(jī)的RB方案行不通。

        3.5 修改保護(hù)邏輯

        3.5.1 增加“脫硫故障”送至主機(jī)信號(hào)

        (1)漿液循環(huán)泵全停(延時(shí)3秒)或兩臺(tái)漿液循環(huán)泵停運(yùn)(延時(shí)600秒),且吸收塔出口(GGH之前)煙氣溫度高于75℃。(一對(duì)二)。(2)GGH主、輔電機(jī)均停運(yùn),延時(shí)15秒。(一對(duì)二)。(3)增壓風(fēng)機(jī)入口原煙氣壓力大于1800Pa(3取2)延時(shí)1秒;或小于-1800Pa(3取2)延時(shí)1秒。(一對(duì)一)增壓風(fēng)機(jī)跳閘(指增壓風(fēng)機(jī)6KV總開關(guān)跳閘)(一對(duì)一)

        3.5.2 增加“脫硫異常”送至主機(jī)信號(hào)

        增壓風(fēng)機(jī)入口原煙氣溫度高于190℃(3取2)。(一對(duì)一)

        以上條件滿足,脫硫發(fā)“脫硫異?!毙盘?hào)。該信號(hào)由脫硫DCS分三路向主機(jī)DCS送出,主機(jī)DCS對(duì)該信號(hào)三取二并延時(shí)1秒后,觸發(fā)MFT動(dòng)作。取消增壓風(fēng)機(jī)原有任一風(fēng)機(jī)軸承、定子線圈、電機(jī)軸承溫度高,或任一風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)大,延時(shí)5s,跳增壓風(fēng)機(jī)保護(hù),改為DCS報(bào)警。取消漿液循環(huán)泵“正常運(yùn)行時(shí)入口門未開”、“吸收塔液位<6.5m,延時(shí)60s,停泵”保護(hù),改為DCS報(bào)警。簡(jiǎn)化邏輯圖如圖5所示。

        3.6 增加排空管

        在啟動(dòng)或停止機(jī)組的時(shí)候,為了防止二臺(tái)鍋爐的煙氣壓力嚴(yán)重不平衡,可能會(huì)引起對(duì)側(cè)鍋爐煙氣反串或出現(xiàn)MFT的危險(xiǎn),增壓風(fēng)機(jī)需要進(jìn)行憋壓,等煙氣壓力基本平衡后再啟動(dòng),增壓風(fēng)機(jī)憋壓后風(fēng)杌溫度迅速升高,短時(shí)間憋壓是允許的,但幾分鐘后,風(fēng)機(jī)的憋壓轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?。為確保機(jī)組的安全,在增壓風(fēng)機(jī)出口擋板前加裝通徑1米的排空用的電動(dòng)插板門,并在增壓風(fēng)機(jī)出口增壓壓力測(cè)點(diǎn)(位置在增壓風(fēng)機(jī)的排空管后,出口擋板前)。

        4 項(xiàng)目效果總結(jié)

        對(duì)機(jī)組取消旁路運(yùn)行的特殊性進(jìn)行了充分考慮,對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的改造(如圖6所示)。從鍋爐排放煙氣參數(shù)的穩(wěn)定性、脫硫裝置運(yùn)行的可靠性和脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的可控性提出有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施,較好的完成了取消旁路后的脫硫邏輯設(shè)計(jì)、策劃和組態(tài)、調(diào)試工作,保障了取消脫硫旁路工作的順利完成,改造后,符合國家和地方環(huán)保政策要求,樹立藍(lán)天工程示范企業(yè)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]白云峰,許正濤,吳樹志,等.脫硫機(jī)組取消旁路煙道的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].中國電力,2008,41(1).

        [2]張學(xué)超,武建強(qiáng).關(guān)于脫硫系統(tǒng)取消煙氣旁路的分析[J].價(jià)值工程,2014:41-42.

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