無增壓風機濕法煙氣脫硫技術及其應用情況
摘要:本文介紹了浙江某發電廠的脫硫系統不配備增壓風機，利用鍋爐引風機提供脫硫阻力降，簡化了脫硫系統，減少了設備購置費用，降低了設備運行維護成本。
1 系統介紹
浙江某發電廠#2機組鍋爐采用420t/h超高壓自然循環、一次中間再熱鍋爐，銘牌主蒸汽出力420t/h，最大蒸汽出力430t/h，理論煙氣量547000Nm3/h。
引風機為兩臺1788B/1615型離心風機，風壓為8255Pa，風機流量為420048m3/h，配YKK630-6電機，電機容量為1300kW，電機額定電流為152.2A，電機轉速為990r/min。使用YOTGC1000/1000液力耦合器，功率為640～1860kW，輸入轉速為950r/min。
爐膛壓力在小于-8 0 0 P a或大于1 1 0 0 P a時,延時1.5s，鍋爐MFT（master fuel trip，總燃料跳閘）。
脫硫系統采用石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統，吸收塔采用美國巴威（B&W）公司托盤噴淋塔，并配有3臺漿液再循環泵和3臺氧化風機，保證脫硫效率在90%以上。整個脫硫島系統理論最高壓損為3035Pa，另設有旁路煙道及旁路擋板，用于投切脫硫系統。脫硫島無增壓風機，煙氣動力由鍋爐引風機提供。
煙氣脫硫系統與鍋爐煙氣系統緊密相連，以確保鍋爐的安全運行，是脫硫系統保護控制邏輯設計中必須重視的問題。
2 系統投切分析
由于該脫硫系統無增壓風機，僅依靠鍋爐引風機提供相應動力。在投入脫硫前和投入脫硫后，脫硫島煙氣壓力穩定，引風機運行狀況相對穩定，能保證機組安全、穩定的運行。當爐后脫硫島煙氣阻力發生變化時，引風機需做出一定調整，而調整速率過快會影響爐膛燃燒。因此，在脫硫系統投切和漿液再循環泵啟停時，較易出現問題。
2.1 旁路擋板開關
某次試驗中，在50萬m3/h的煙氣量下，旁路擋板手動關閉，脫硫系統投入。整個投入過程，爐膛負壓最大為124Pa；最小為-121Pa。為減少對機組主設備系統的影響，避免造成瞬時爐膛負壓過高或過低，引起鍋爐MFT動作，FGD旁路擋板投入時間約為5分鐘。
在50萬m3/h的煙氣量下，旁路擋板手動打開，把脫硫系統切除，在5分鐘的切除過程中，爐膛壓力變化最大為140Pa，最小為-60Pa。
在脫硫系統正常投入和切除過程中，引風機有足夠的調節能力，鍋爐爐膛負壓未發生劇烈變化，但整個投入和切除過程應盡可能放慢，減少煙氣壓力波動對爐膛負壓的影響。當旁路擋板開度小于20%時對鍋爐影響較大，應特別注意小心，在旁路擋板關閉時，最后的20%對鍋爐影響也較大，應加強監視和聯絡。
系統在正常投、切時，采用手動操作，整個投、切時間不小于5分鐘。在出現進入FGD的煙氣的煙溫、含塵（煙氣粉塵濃度）超標以及GGH故障等時，要使旁路擋板在事故狀態下自動打開，切除脫硫島。旁路擋板采用脈沖慢開方式，每個脈沖信號間隔25秒，擋板全開時間不小于6分鐘，防止機組發生異常情況，保護脫硫島內設備。
當運行的2臺或3臺循環泵全部跳閘或在鍋爐MFT的極端情況下，應快速切除脫硫島，且旁路擋板應在28秒內快速全開。
2.2 再循環泵切換
為確保運行安全，脫硫島的3臺循環泵分別接于廠用電6kVA,B段。在正常運行工況下（指燃煤含硫率小于1.06%）運行的2臺循環泵，通常為#1、#3泵，接于6kVA,B段，以降低循環泵全部跳閘的幾率。
在正常操作時，如將#1、#3漿液再循環泵切換為#2、#3漿液再循環泵運行，脫硫系統原煙氣壓力會發生一定波動，#1、#2引風機應相應做出調整，以穩定鍋爐正常運行。操作過程應為先開啟#2循環泵，穩定后再停用#1循環泵。
在50萬m3/h的煙氣量下，記錄的具體數據如下：
（1）2臺循環泵運行時增開1臺，3臺運行，2臺引風機電流平均增加5～8A，原煙氣壓力增加200～500Pa。
（2）3臺循環泵運行時停開（運）1臺，2臺運行，2臺引風機電流平均降低4～6A，原煙氣壓力降低250～450Pa。
（3）爐膛負壓波動極值為：+120Pa～-183Pa。
以上數據表明，漿液再循環泵的切換對鍋爐影響不大，引風機稍做調整即可克服煙氣壓力波動，將鍋爐調整至正常，保證脫硫系統與整套發電機組穩定運行。
3 運行概況
該發電廠#2鍋爐煙氣濕法脫硫裝置，于2002年4月16日正式開工建設；2003年4月首次導入煙氣進行調試；2003年7月完成168小時試運行。2003年9月，在煤種含硫1.06％、負荷分別為100％MCR（maximum continuous rating，最大連續功率）、70%MCR，以及煤種含硫1.4％、負荷100％MCR時，浙江省電力試驗研究所對#2鍋爐FGD系統進行了性能考核試驗，《煙氣脫硫合同附件》“保證設備和系統試驗”中規定的三項功能保證全部合格，八項性能保證除噪音一項，也都合格。
2 0 0 3年9月至2 0 0 5年8月,＃2鍋爐運行總時間為1 6 3 4 5小時,脫硫系統運行時間為1 5 9 4 6小時，脫硫系統投運率為97.55％,平均脫硫效率91.38％，脫除SO211690余噸。
該脫硫系統由于機組停役、脫硫裝置檢修、試驗等原因，兩年來共計撤出運行34次，其中大多數為有計劃手動撤出，機爐集控與脫硫控制采用電話或對講機聯系，撤出過程平穩，爐膛負壓波動為100～200Pa。脫硫系統投運以來的兩年多時間里，除了幾次保護誤動外，沒有因運行異常而導致發生保護動作。
保護誤動大致情況如下：
（1）2003年6月27日，由于＃2爐2號角中排油槍推進信號誤發，造成＃2爐脫硫旁路煙道擋板保護動作打開。導致信號誤發的原因是雨水滲入油槍控制箱，2號角中排油槍推進行程開關絕緣下降而誤接通。運行人員在CRT（cathode ray tube ，屏幕顯示器）上撤出“油槍投入切旁路”聯鎖開關，手動關閉旁路煙道擋板，系統恢復正常后運行人員投入“油槍投入切旁路”聯鎖開關。
（2）2003年7月7日，由于同樣原因，＃2爐2號角中排油槍推進信號再次誤發信號，造成＃2爐脫硫旁路煙道擋板保護動作打開。經熱工人員處理后，恢復正常。
兩次油槍推進信號誤發，引起脫硫旁路煙道擋板保護動作常速打開，爐膛負壓波動均在100～200Pa之間，說明保護控制邏輯設計是正確的。同時，由于兩次誤動，我們采取了如下預防措施：在油槍控制箱上加裝防護罩；在＃2FGD聯鎖保護中的鍋爐投油保護上加裝投撤小開關，只有在鍋爐準備投油時，經確認后投上保護小開關，避免誤動。
（3）2005年2月16日，熱工人員在檢修出口煙道擋板執行機構時，因處理不當，在投運＃2FGD時，造成出口擋板開信號未反饋。投入旁路擋板聯鎖開關后，旁路擋板出現快開動作，運行人員立即撤掉聯鎖開關，旁路擋板停在開度10％處，此時爐膛負壓變化為-98～142Pa。后經熱工人員在DCS（distributed control system，分散控制系統）組態中對相關的RS觸發器進行復位，系統恢復正常。
此次旁路擋板快開誤動，因處理快速，沒有記錄爐膛出口壓力變化的全過程，但從旁路擋板10％開度時，爐膛出口壓力的微小波動可判定，在旁路擋板出現快開動作時，鍋爐爐膛出口壓力的變化不會導致發生MFT。
通過兩年的運行實踐可以確定，脫硫系統不配備增壓風機系統，運行也是安全的。
4 經濟效益
浙江另一家配備了增壓風機的電廠，二臺420t/h鍋爐的125MW機組（已增容至130MW），原有的2臺引風機，型號為Y4-73-11、N26.5D, 出力50萬MW，電機功率700kW,額定電流80.3A。在脫硫改造項目中，2臺機組共用一套脫硫系統，配置1臺3000kW增壓風機。在2臺機組正常運行時，引風機電流約120A，增壓風機電流250～270A，當1臺機組運行時，在常規3臺循環泵運行的情況下，增壓風機電流為150A左右。
而不配增壓風機的脫硫系統在滿負荷（135MW）運行時，2臺引風機電流約210A。如假設兩廠脫硫島其它用電設備相同，僅在風煙系統上，不配增壓風機就有明顯的節電效果，在單臺機組運行時節電效果更明顯，在設備檢修維護方面，費用節約也是可觀的。
根據測試結果，不配備增壓風機的發電廠的#2鍋爐系統耗電情況如下：當滿負荷（設計值）時，脫硫島耗電量為920kWh，占＃2機組發電量的0.7％，考慮引風機增加電耗約350kWh（脫硫系統投撤前后，引風機增加的電流），約占＃2機組發電量的1％。
綜上所述，發電廠濕法煙氣脫硫技術不使用增壓風機是切實可行的。不使用增壓風機，適當將鍋爐引風機功率加大，可大幅降低脫硫系統造價，減少脫硫系統運行維護成本，是一項非常值得推廣的技術。
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