濕法煙氣脫硫系統拆除旁路擋板的方案及實施

郭浩杰，俞忠勇，胡隆

(望亭發電廠，江蘇 蘇州 215155)

1 機組概述

望亭發電廠#14鍋爐煙氣脫硫系統于2008年7月完成技術改造后投產，采用石灰石－石膏濕法煙氣脫硫(FGD)工藝，設煙氣換熱器(GGH)和增壓風機，3層漿液噴淋。建設時設有煙氣旁路擋板，分A，B兩側，每側旁路擋板分上、下2塊，上部擋板由壓縮空氣驅動，下部擋板由電力驅動，脫硫系統由中國華電工程(集團)有限公司(以下簡稱華電工程)負責施工。

根據江蘇省環境保護廳［2010］254號文的要求，全省所有燃煤機組設置旁路煙道的應于2013年年底前將旁路煙道全部拆除，須做到原煙道與旁路煙道有明顯的斷口。為此，望亭發電廠決定在2011年完成300 MW脫硫機組旁路煙道的拆除工作?？紤]到#14機組小修工期較短，旁路煙道拆除后鋼筋混凝土澆筑后養護期不夠，因此在2011年3月#14機組小修中先拆除旁路擋板，對煙道斷口處用鐵板封堵并做防腐處理，其余部分的拆除工作待下次機組大修時進行。

2 旁路擋板拆除方案

2.1 基本情況

望亭發電廠#14機組鍋爐燃燒后的煙氣分A，B兩側煙道進入脫硫系統，因此，此次旁路擋板拆除、封堵為A，B兩側同時進行。旁路煙道為鋼筋混凝土結構，旁路擋板拆除后，斷口兩側用厚度不小于6 mm的鐵板進行封堵，封堵后凈煙氣側進行防腐處理。旁路擋板拆除后擋板密封風機、加熱器及附屬管道等設備同時取消;煙氣出口擋板保持開啟并焊死，其控制回路取消;煙氣進口擋板保留。受施工工期限制，加裝事故噴淋系統的工作無法在此次小修中完成，決定在下次大修時予以實施，對事故噴淋系統缺失可能引起的極端工況采用保護邏輯予以彌補。旁路擋板拆除前煙道布置情況如圖1所示，旁路擋板拆除后煙道布置情況如圖2所示。

圖1 旁路擋板拆除前煙道布置情況

2.2 施工方案

2.2.1 旁路擋板的拆除

小修開始前，由脫硫分部外委單位做好腳手架搭設和保溫拆除工作。施工前應提前辦理好開工手續，停爐后確認工作票已辦理，具備開工條件。

旁路擋板拆除前先解除其電源及氣源，拆除電纜及氣源管，拆除就地控制箱到執行器的相關線纜，取消旁路擋板執行器電源倉位，分散控制系統(DCS)畫面和邏輯則按照旁路擋板拆除后的工藝狀況進行修改。

拆除旁路擋板執行機構及連桿機構(擋板門離地面約30 m、質量約6 t)，用汽車式起重機吊住旁路擋板密封風門及管道，然后割斷密封風管，吊下管道。

因旁路擋板門質量較大，利用旁路擋板門上的吊耳，在煙道上面固定好吊點，由專業起重工用100 kN葫蘆吊起擋板門，然后割除旁路擋板門兩側框架上的聯接螺栓，最后使用1 000 kN以上的汽車式起重機將旁路擋板整體吊下。

2.2.2 進口擋板至旁路煙道垂直段煙道的拆除

圖2 旁路擋板拆除后煙道布置情況

拆除進口擋板至旁路煙道垂直段煙道時，應首先拆除金屬煙道與水泥煙道接口處的非金屬膨脹節。在割除垂直煙道前，應首先在煙道的上方固定好吊點，然后由專業起重工用手拉葫蘆吊起垂直煙道;割除煙道后，將其水平移動到汽車式起重機可操作的位置，最后用汽車式起重機吊下垂直煙道。

2.2.3 安裝堵板

根據旁路擋板(3800 mm×4 600 mm×400 mm)和進口擋板(3400 mm×5800 mm×400 mm)的外形尺寸，在地面制作好鐵質堵板，堵板用槽鋼進行加強(如圖3所示)并在堵板外表面預先刷好防銹漆(內表面無需刷漆)。

圖3 堵板外形尺寸

作業時，由汽車式起重機操作人員完成堵板吊裝工作，然后分別對旁路煙道(煙囪側)及進口煙道垂直段進行封堵。煙道封堵后由金屬監督人員采用超聲波或滲透法對封堵焊縫進行檢測，確保無泄漏［1］，由專業防腐人員對旁路煙道煙囪側堵板進行防腐處理。

進口擋板密封風管道也要進行封堵，但保留擋板原有的開關功能。將出口擋板門置于全開位置并加以固定(焊死)，斷開執行機構，出口擋板密封風管道拆除，管口用鐵板封堵。

最后，由專業保溫人員對煙道變動部位加裝保溫裝置。

2.3 可靠性措施

煙氣旁路擋板拆除后，脫硫系統成為鍋爐煙氣通道的一部分，直接影響鍋爐燃燒的安全和穩定，因此，應對脫硫設備的可靠性提出更高的要求。鑒于此，針對FGD系統曾經出現的故障，在拆除旁路擋板的同時也對設備做了相應的改造和優化。

(1)3臺循環泵均設有減速齒輪箱，齒輪箱油泵的電源原本都接在就地電源箱內，曾經因為誤碰接線和電源箱進水引起油泵停運，導致循環泵全停，進而引發脫硫系統跳閘。此次小修對油泵電源進行了整改，3臺油泵各由獨立電源接入400 V脫硫電匯，防止循環泵因油泵故障同時跳閘。

(2)GGH為中心軸驅動形式，設有2個變頻電動機，現場工作條件惡劣，發生過因GGH故障引起脫硫系統保護跳閘的事件。小修時對變頻器進行了改型并將變頻控制柜移至400 V脫硫電匯室內，最大程度減少GGH出現故障的幾率。

(3)增壓風機電動機油站原為就地控制柜控制，2臺潤滑油泵及加熱器共用1個電源供電，存在油泵全停的安全隱患。利用機組停用機會對油站進行了改造，油泵和加熱器電源分3倉分別接入保安電匯，確保電動機潤滑油系統正常運行。

2.4 控制邏輯與保護

旁路擋板拆除后，脫硫系統控制和保護邏輯發生了較大的改動。原脫硫系統發生故障時，旁路擋板打開，鍋爐仍能夠正常運行;旁路擋板拆除后，脫硫系統無法與機組解列，將直接影響鍋爐燃燒。望亭發電廠組織相關技術人員討論，決定對保護邏輯做以下更改:

(1)原保護邏輯中石灰石－石膏濕法FGD系統脫扣開啟旁路擋板的邏輯取消。

(2)原保護邏輯中FGD入口煙氣溫度高于180℃開啟旁路擋板邏輯取消。

(3)原FGD入口壓力超限(高至+800 Pa或低至－800 Pa)開啟旁路擋板邏輯取消。

(4)鍋爐主燃料跳閘(MFT)引起FGD脫扣，聯鎖開啟旁路擋板、關閉FGD進出口擋板、關閉增壓風機動葉邏輯取消。

(5)重新搭建脫硫系統的重要保護邏輯，主要分為2類:

1)不保留煙氣通道。因為沒有事故噴淋裝置，為了保護除霧器和吸收塔不被腐蝕，必須在故障時切斷煙氣。保護動作時，增壓風機聯鎖跳閘，關閉動葉和FGD進口擋板，鍋爐主燃料跳閘(MFT)并聯停六大風機(吸風機、送風機、一次風機)，觸發條件有:

①循環泵全停;

②FGD系統煙氣進口溫度(A1，A2，A3測點)≥180℃(3取2)，并且FGD系統吸收塔進口煙氣溫度≥120℃;

③FGD系統煙氣進口溫度(B1，B2，B3測點)≥180℃(3取2)，并且 FGD系統吸收塔進口煙溫≥120℃;

④增壓風機運行60 s，進口擋板 A，B均未打開。

2)保留煙氣通道。主要為增壓風機本體、油站故障或增壓風機電源故障而導致增壓風機跳閘時做準備。保護動作時，FGD進口擋板不關，增壓風機動葉超馳開至90%，鍋爐MFT，觸發條件有:

①增壓風機潤滑油壓力跌至0.05 MPa以下;

②增壓風機失電;

③增壓風機因其他原因跳閘。

(6)FGD 系統煙氣進口壓力(A1，A2，A3測點)≥+800 Pa或FGD系統煙氣進口壓力(A1，A2，A3測點)≤－800 Pa，FGD系統煙氣進口壓力(B1，B2，B3測點)≥+800 Pa或FGD系統煙氣進口壓力(B1，B2，B3測點)≤ －800 Pa 時報警，并將報警信號送至主機DCS。

(7)煙氣進口擋板邏輯:增壓風機啟動前應關閉，增壓風機啟動后30s聯鎖開啟，增壓風機或吸風機運行時不允許關閉。

(8)增壓風機停用條件:鍋爐MFT或吸風機已全停。

(9)對吸風機、送風機增加脫硫系統發生第1類不保留煙氣通道故障的保護連鎖開關。

3 存在的問題及應對措施

旁路擋板拆除后，作為鍋爐的尾部系統，脫硫裝置的投運和停用有非常大的改變，新的問題也隨之而來。

3.1 機組啟動初期，爐膛壓力不能維持

原先有旁路擋板時，脫硫系統應在機組帶50%額定負荷時投運并關閉旁路擋板，投運時間晚于鍋爐點火時間，對鍋爐的影響有限?，F在，鍋爐點火前就應先啟動增壓風機，由于增壓風機動葉在零位時仍有一定的開度，增壓風機空載運行時對爐膛負壓有較大影響，以致鍋爐吹掃風量只能維持在較高水平，針對此問題，望亭發電廠制訂了以下措施:

(1)盡量關小引風機動葉開度，減小系統的總風量，保證機組順利吹掃。

(2)考慮設置增壓風機旁路煙道，一方面可改善吹掃工況，另一方面可縮短增壓風機啟、停時間，減少機組廠用電量。

3.2 吸收塔漿液中毒

鍋爐點火時，使用油槍可能會使油氣進入脫硫系統，會加重GGH堵塞并造成吸收塔漿液污染。另外，由于鍋爐啟動初期燃煤的燃燒不完全，會有較多炭顆粒進入電除塵器和脫硫系統，且因沒有旁路擋板，煙氣中所有的雜質都一同進入脫硫系統。

為盡可能減少進入脫硫系統的污染物，可將干灰輸送系統的投用時間提前，電除塵器高壓整流變壓器一投運即啟動干灰輸送系統，并且在電場通電前停止連續振打，以防止荷電性能較差的炭顆粒在電除塵器里引起二次飛揚。與此同時，在鍋爐點火后，即開始使用備汽對GGH進行吹掃，盡可能除去吸附在GGH上的煙塵及其他污染物。

盡管如此，FGD系統在小修后的第1次啟動時還是出現了漿液中毒現象，吸收塔pH值為4.5左右，無法提高至正常值(5.0～6.0)，通過1個星期的漿液置換，才逐步調整至正常狀態。

時隔半個月，#14機組調停后再次啟動，此次啟動過程中加強了對GGH的蒸汽吹掃工作和對電除塵器以及干灰系統的運行調整，情況發生明顯好轉，未發生漿液中毒。

4 停機操作次序更改

在原來的機組降負荷停機過程中，機組負荷低于50%額定容量時，便可開啟旁路擋板，停用脫硫系統。拆除旁路擋板后，脫硫系統的停運必須在鍋爐停爐后進行，隨著煙氣量的減少逐步關小增壓風機動葉，維持FGD系統入口壓力為微負壓，待鍋爐MFT后，才可停用增壓風機，但應將動葉調整至合適位置，利用引風機維持煙氣的流向。

由于循環泵全停將觸發切斷煙氣通路的保護，使得引風機出口阻斷，故引風機停用前需保留1臺循環泵運行，待鍋爐吹掃完畢后，方可停用循環泵，以完成整個系統的停運工作。在這種情況下，循環泵的運行會浪費廠用電，今后應對邏輯進行改善，以減少電耗。

5 結束語

總體來說，望亭發電廠#14機組煙氣脫硫系統旁路擋板的拆除工作比較成功，取消旁路擋板后脫硫系統運行基本正常。在系統的投停過程中，運行和檢修人員也在摸索更好的方案，總結經驗教訓，為今后其他機組拆除旁路擋板提供參考。

［1］周志祥，段建忠，薛建明.濕法煙氣脫硫工藝技術全程控制指導手冊［M］.北京:中國電力出版社，2009.