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无增压风机湿法烟气脱硫技术及其运行

发布时间：2011/5/12 阅读次数：2307 字体大小: 【小】【中】【大】

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文章摘要：

本文主要介绍了浙江钱清发电有限责任公司#2炉烟气脱硫装置，该脱硫系统不配增压风机，利用锅炉引风机提供脱硫岛阻力降，简化了脱硫系统，减少了设备购置费用，降低了设备运行维护成本

正文：

前言

目前国内运行及在装的FGD系统，基本上都配有增压风机。本文主要介绍了浙江钱清发电有限责任公司#2炉烟气脱硫装置，该脱硫系统不配增压风机，利用锅炉引风机提供脱硫岛阻力降，简化了脱硫系统，减少了设备购置费用，降低了设备运行维护成本。

脱硫岛是否要配增压风机，当意外事故需要脱硫系统快速切除或一台甚至二台浆液再循环泵跳闸时，是否会影响主设备系统正常运行甚至造成锅炉MFT，在FGD系统方案讨论及初步设计时，存在不少担心及争论。因此，FGD参建各方以严谨科学的态度，分析了FGD系统发生意外事故时可能对主设备系统造成的影响，在控制逻辑设计时，采取种种预防措施，以确保主设备的安全。二年来的运行实践证明，无增压风机湿法烟气脱硫技术是可行的，运行是稳定的、安全的，是新建电厂配套脱硫装置值得借鉴和推广的一项技术。

1.系统介绍

1.1风烟系统简介

浙江钱清发电有限责任公司#2机组锅炉采用420t/h超高压自然循环、一次中间再热锅炉，铭牌主蒸汽出力420t/h，最大蒸汽出力430t/h，理论烟气量547000N m³/h。

引风机为两台1788B/1615型离心风机，风压为8255Pa，风机流量为420048m³/h，配YKK630-6电机，电机容量为1300kW，电机额定电流为152.2A，电机转速为990r/min。使用YOTGC1000/1000液力耦合器，功率为640-1860kW，输入转速为950r/min。

炉膛压力在小于─800Pa或大于┼1100Pa时,延时1.5秒，锅炉MFT。

炉后脱硫系统采用石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统，吸收塔采用美国巴威（B&W）公司托盘喷淋塔，并配有三台浆液再循环泵和三台氧化风机，保证脱硫效率在90%以上，整个脱硫岛系统理论最高压损为3035Pa，另设有旁路烟道及旁路挡板，用于投切脱硫系统，脱硫岛无增压风机，脱硫岛烟气动力由锅炉引风机提供。

1.2烟气系统保护

炉后烟气脱硫系统与锅炉烟气系统紧密相连，确保锅炉的安全运行，是脱硫系统在保护控制逻辑设计时必须重视的问题。我公司烟气系统保护控制逻辑如下:

在以下情况之一发生时，烟气走旁路,脱硫装置撤出运行：

a)FGD进口烟气温度低于119℃并超过5分钟；
b)FGD进口烟气温度高于170℃并超过5分钟；
c)FGD进口烟气含尘量高于400mg/Nm3并超过10分钟；
i）二台引风机同时跳闸（根据引风机电流＜30A判断）
d)锅炉投油时；
e)进口挡板门或出口挡板门关；
f)GGH故障停运；
g)三台循环泵全部跳闸；（同时停运）
h)锅炉MFT。

由FGD运行方式切换为烟气旁路运行方式的烟气挡板操作步骤（自动或手动）：打开烟气旁路档板；待旁路档板全开时，关闭原烟气入口档板和净烟气出口档板。当发生a）、b）、c）、d）、f）、i）情况之一时，常速打开烟气旁路挡板，即旁路挡板采用脉冲步进式打开。（时间约为4-5分钟）减少由此造成的锅炉炉膛压力波动；当发生e）、g）、h）情况之一时，快开旁路挡板，即一次开到位，时间约为28秒，快开成立优先于常速成立。

当FGD进口烟气温度高于155℃时将发出报警，运行人员应加强对烟温的监视，根据机组设备的运行情况，必要时可提前用常速将FGD系统切至旁路。

2.系统投切分析

由于该脱硫系统无增压风机，仅依靠锅炉引风机提供相应动力。在投入脱硫前和投入脱硫后，脱硫岛烟气压力稳定，引风机运行状况相对稳定，能保证机组安全、稳定运行。只有当炉后脱硫岛烟气阻力发生变化时，引风机需做出一定调整，调整速率过快会影响炉膛燃烧，因此，在脱硫系统投切和浆液再循环泵启停时，较易产生不良情况。

针对以上两种情况，我们分别进行试验：

2.1旁路挡板开关对锅炉影响

在50万m³/h烟气量下，旁路挡板为手动关闭动作，脱硫系统为投入过程，得到下列曲线关系：

整个投入过程，炉膛负压最大为：124Pa；最小为：-121Pa。为减少对机组主设备系统的影响，FGD旁路挡板投入时间约5分钟，避免造成瞬时炉膛负压过高或过低，引起锅炉MFT动作。

在50万m³/h烟气量下，旁路挡板为手动打开动作，脱硫系统为切除过程，得到下列曲线关系：

文章摘要：

本文主要介绍了浙江钱清发电有限责任公司#2炉烟气脱硫装置，该脱硫系统不配增压风机，利用锅炉引风机提供脱硫岛阻力降，简化了脱硫系统，减少了设备购置费用，降低了设备运行维护成本

正文：

前言

目前国内运行及在装的FGD系统，基本上都配有增压风机。本文主要介绍了浙江钱清发电有限责任公司#2炉烟气脱硫装置，该脱硫系统不配增压风机，利用锅炉引风机提供脱硫岛阻力降，简化了脱硫系统，减少了设备购置费用，降低了设备运行维护成本。

脱硫岛是否要配增压风机，当意外事故需要脱硫系统快速切除或一台甚至二台浆液再循环泵跳闸时，是否会影响主设备系统正常运行甚至造成锅炉MFT，在FGD系统方案讨论及初步设计时，存在不少担心及争论。因此，FGD参建各方以严谨科学的态度，分析了FGD系统发生意外事故时可能对主设备系统造成的影响，在控制逻辑设计时，采取种种预防措施，以确保主设备的安全。二年来的运行实践证明，无增压风机湿法烟气脱硫技术是可行的，运行是稳定的、安全的，是新建电厂配套脱硫装置值得借鉴和推广的一项技术。

1.系统介绍

1.1风烟系统简介

浙江钱清发电有限责任公司#2机组锅炉采用420t/h超高压自然循环、一次中间再热锅炉，铭牌主蒸汽出力420t/h，最大蒸汽出力430t/h，理论烟气量547000N m³/h。

引风机为两台1788B/1615型离心风机，风压为8255Pa，风机流量为420048m³/h，配YKK630-6电机，电机容量为1300kW，电机额定电流为152.2A，电机转速为990r/min。使用YOTGC1000/1000液力耦合器，功率为640-1860kW，输入转速为950r/min。

炉膛压力在小于─800Pa或大于┼1100Pa时,延时1.5秒，锅炉MFT。

炉后脱硫系统采用石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统，吸收塔采用美国巴威（B&W）公司托盘喷淋塔，并配有三台浆液再循环泵和三台氧化风机，保证脱硫效率在90%以上，整个脱硫岛系统理论最高压损为3035Pa，另设有旁路烟道及旁路挡板，用于投切脱硫系统，脱硫岛无增压风机，脱硫岛烟气动力由锅炉引风机提供。

1.2烟气系统保护

炉后烟气脱硫系统与锅炉烟气系统紧密相连，确保锅炉的安全运行，是脱硫系统在保护控制逻辑设计时必须重视的问题。我公司烟气系统保护控制逻辑如下:

在以下情况之一发生时，烟气走旁路,脱硫装置撤出运行：

a)FGD进口烟气温度低于119℃并超过5分钟；
b)FGD进口烟气温度高于170℃并超过5分钟；
c)FGD进口烟气含尘量高于400mg/Nm3并超过10分钟；
i）二台引风机同时跳闸（根据引风机电流＜30A判断）
d)锅炉投油时；
e)进口挡板门或出口挡板门关；
f)GGH故障停运；
g)三台循环泵全部跳闸；（同时停运）
h)锅炉MFT。

由FGD运行方式切换为烟气旁路运行方式的烟气挡板操作步骤（自动或手动）：打开烟气旁路档板；待旁路档板全开时，关闭原烟气入口档板和净烟气出口档板。当发生a）、b）、c）、d）、f）、i）情况之一时，常速打开烟气旁路挡板，即旁路挡板采用脉冲步进式打开。（时间约为4-5分钟）减少由此造成的锅炉炉膛压力波动；当发生e）、g）、h）情况之一时，快开旁路挡板，即一次开到位，时间约为28秒，快开成立优先于常速成立。

当FGD进口烟气温度高于155℃时将发出报警，运行人员应加强对烟温的监视，根据机组设备的运行情况，必要时可提前用常速将FGD系统切至旁路。

2.系统投切分析

由于该脱硫系统无增压风机，仅依靠锅炉引风机提供相应动力。在投入脱硫前和投入脱硫后，脱硫岛烟气压力稳定，引风机运行状况相对稳定，能保证机组安全、稳定运行。只有当炉后脱硫岛烟气阻力发生变化时，引风机需做出一定调整，调整速率过快会影响炉膛燃烧，因此，在脱硫系统投切和浆液再循环泵启停时，较易产生不良情况。

针对以上两种情况，我们分别进行试验：

2.1旁路挡板开关对锅炉影响

在50万m³/h烟气量下，旁路挡板为手动关闭动作，脱硫系统为投入过程，得到下列曲线关系：

整个投入过程，炉膛负压最大为：124Pa；最小为：-121Pa。为减少对机组主设备系统的影响，FGD旁路挡板投入时间约5分钟，避免造成瞬时炉膛负压过高或过低，引起锅炉MFT动作。

在50万m³/h烟气量下，旁路挡板为手动打开动作，脱硫系统为切除过程，得到下列曲线关系：

整个切除过程，炉膛负压最大为：140Pa；最小为：-60Pa。为减少对机组主设备系统的影响，FGD旁路挡板切除时间约5分钟，避免造成瞬时炉膛负压过高或过低，引起锅炉MFT动作。

试验表明：脱硫系统正常投入和切除过程，引风机有足够的调节能力，锅炉炉膛负压未发生剧烈变化，但整个投入和切除过程应尽可能慢，减少烟气压力波动对炉膛负压的影响。而且当旁路挡板开度小于20%时对锅炉影响较大，应更加注意小心；当旁路挡板开度大于20%时对锅炉影响较小，可稍加注意。同样，在旁路挡板关闭时，最后的20%对锅炉影响较大，应加强监视和联络。

系统在正常投、切时，采用手动操作，机炉集控与脱硫集控用电话或对讲机保持联系，保证系统安全运行，整个投、切时间不小于5分钟。但出于对脱硫岛设备的保护，在进入FGD的烟温、含尘（烟气粉尘浓度）超标以及GGH故障等，有必要使旁路挡板在事故状态时自动打开，切除脱硫岛。为减少对主设备系统的影响，我们在控制策略上旁路挡板采用脉冲慢开方式，每个脉冲信号间隔25秒，挡板全开时间不小于6分钟，即防止了机组异常情况的发生，又保护了脱硫岛内设备。

当运行的二台或三台循环泵全部跳闸或锅炉MFT，在这极端情况下，为保护脱硫设备，避免重大损失，旁路挡板在28秒内快速全开，快速切除脱硫岛。

2.2再循环泵切换对锅炉影响

为确保运行安全，脱硫岛的三台循环泵分别接于厂用电6kVA,B段，正常运行工况下（指燃煤含硫率小于1.06%），运行的2台循环泵，通常为#1、#3泵，接于6kVA,B段，以降低循环泵全部跳闸的机率。

在正常操作时，如将#1、#3浆液再循环泵切换为#2、#3浆液再循环泵运行，脱硫系统原烟气压力发生一定波动，#1、#2引风机相应做出调整，以稳定锅炉正常运行，操作过程是先开启#2循环泵，稳定后再停用#1循环泵。在50万m³/h烟气量下，记录的具体数据如下：

1）二台运行时增开一台，三台运行，两台引风机电流平均增加5～8A，原烟气压力增加200～500Pa。

2）三台运行时停开（运）一台，二台运行，两台引风机电流平均降低4～6A，原烟气压力降低250～450Pa。

3）炉膛负压波动极值为：+120Pa~-183Pa。

试验表明：浆液再循环泵的切换对锅炉影响不大，引风机稍做调整，即可克服烟气压力带来的波动，将锅炉调整正常，保证脱硫系统与整套发电机组的稳定运行。

3.二年运行概况

我公司#2锅炉烟气湿法脱硫装置，于2002年4月16日正式开工；2003年4月18日首次导入烟气进行调试；2003年7月2日完成168小时试运行；在2003年9月1日至13日，由浙江省电力试验研究所对#2FGD系统进行了性能测试及考核试验,而后投入商业运行。在煤种含硫1.06，负荷分别为100％MCR、70%MCR，以及煤种含硫1.4，100％MCR时，做了性能考核试验，在试验过程中，三项功能保证全部合格，八项性能保证除噪音一项，也都合格。

现将从2003年9月开始二年来运行情况介绍如下：2003年9月至2005年8月,＃2锅炉运行总时间为16345小时,脱硫系统运行时间为15946小时，脱硫系统投运率97.55％,平均脱硫效率91.38％，脱除SO211690余吨,具体数据如下：

日期	锅炉运行小时	脱硫系统运行小时	脱硫系统投运率%	平均脱硫效率%	SO₂去除量(吨)
2003年/9月	720	699	97.10	91.52	393.6
10月	744	744	100.00	92.90	409.5
11月	720	669	92.90	90.10	438.5
12月	744	702	94.35	91.35	379.4
2004年/1月	450	434	96.40	92.80	273.6
2月	696	666	95.69	90.11	585.6
3月	744	734	95.66	90.74	517.9
4月	720	720	100.00	90.84	516.1
5月	719	684	95.13	91.66	545.9
6月	630	602	95.60	91.04	383.5
7月	744	744	100.00	91.59	462.7
8月	744	731	98.25	91.18	495.5
9月	720	720	100.00	91.08	461.8
10月	728	696	95.60	91.91	436.7
11月	577	577	100.00	91.17	391.0
12月	720	700	97.22	90.11	454.7
2005年/1月	744	744	100.00	91.41	647.5
2月	430	430	100.00	90.19	325.3
3月	744	736	98.92	90.28	692.0
4月	720	691	95.97	90.98	670.0
5月	555	541	97.48	92.65	552.0
6月	733	720	98.23	92.75	586.4
7月	744	724	97.31	92.23	623.0
8月	555	538	96.93	91.16	447.8
总计	16345	15946	97.55	91.38	11690

我公司#2锅炉烟气湿法脱硫装置是浙江天地环保公司第一次实施的（国产化率较高的）脱硫工程,在系统设计、安装、设备选型等环节存在一些缺陷,同时我公司运行、管理人员接触湿法脱硫时间不长、经验不足，在二年的运行中也出现了一些问题,但从总的情况来看，运行情况基本稳定良好，各项指标均能达到设计值。

由于该脱硫系统不配增压风机，我们在运行中格外给予关注。因机组停役、脱硫装置检修、试验等原因，二年来，脱硫系统共计撤出运行34次，极大多数为有计划手动撤出，机炉集控与脱硫控制采用电话或对讲机联系，撤出过程平稳，炉膛负压波动在100Pa～200Pa之间。脱硫系统投运以来的二年多时间里，除了几次保护误动，没有因运行异常而导致保护动作。

保护误动大致情况如下：

（1）2003年6月27日，由于＃2炉2号角中排油枪推进信号误发，造成＃2炉脱硫旁路烟道挡板保护动作打开。原因是天下雨，雨水渗入油枪控制箱，导致2号角中排油枪推进行程开关绝缘下降，误接通。随后运行人员在CRT上撤出“油枪投入切旁路”联锁开关，手动关闭旁路烟道挡板。经热工人员处理后，系统恢复正常。运行人员逐投入“油枪投入切旁路”联锁开关。

（2）2003年7月7日，由于同样原因，＃2炉2号角中排油枪推进信号再次误发信号，造成＃2炉脱硫旁路烟道挡板保护动作打开。经热工人员处理后，恢复正常。

二次油枪推进信号误发，引起脱硫旁路烟道挡板保护动作常速打开，炉膛负压波动均在100Pa～200Pa之间，说明保护控制逻辑设计是正确的。同时，由于二次误动，我们采取如下预防措施：⑴在油枪控制箱上加装防护罩；⑵在＃2FGD联锁保护中的锅炉投油保护上加装投撤小开关。投油助燃，是有计划的可控行为，只在锅炉准备投油时，经联系确认后投上保护小开关，避免误动。

（3）2005年2月16日，热工人员在检修出口烟道挡板执行机构时，因处理不当，在投运＃2FGD时，造成出口挡板开信号未反馈，在运行人员投入旁路挡板联锁开关后，旁路挡板快开动作，运行人员立即撤联锁开关，旁路挡板停在10％处，此时炉膛负压变化为-98～142Pa。后热工人员在DCS组态中对相关的RS触发器进行复位，系统恢复正常。

此次旁路挡板快开误动，因运行人员快速处理，没有记录炉膛出口压力变化的全过程，但从旁路挡板10％开度时，炉膛出口压力的微小波动，我们可判定，旁路挡板快开动作时，锅炉炉膛出口压力的变化，不会导致MFT。

从二年的运行实践可以确定，脱硫系统不配增压风机，运行是安全的。

脱硫系统不配增压风机，运行中在经济性上是否有利，我们通过与与装置增压风机电厂的对比，来作简要分析：

浙江肖山电厂二台420t/h 锅炉的125mW机组，(已增容至130Mw)原有的二台引风机，型号为Y4-73 –11 N26.5D, 出力50万M3/H，电机功率700KW,额定电流80.3A 。在脱硫改造项目中，由天地公司实施，二台机组共用一套脱硫系统，,配置一台3000kW增压风机,在二台机组正常运行时，引风机电流60+60，约120A，增压风机电流250～270A，当一台机组运行时，在常规三台循环泵运行情况下，增压风机电流150A左右。

我公司不配增压风机的脱硫系统在满负荷（135Mw）运行时，二台引风机电流约210A左右。如假设脱硫岛其它用电设备相同，仅在风烟系统上，节电效果是明显的，在单台机组运行时效果更甚。当然，在设备检修维护方面，费用节约也是可观的，不作进一步探讨。

根据测试结果，我公司#2锅炉烟气湿法脱硫系统耗电情况如下：当满负荷（设计值）时，脱硫岛耗电量920kWh／h，占＃2机组发电量0.7％，考虑引风机增加电耗约350 kWh／h（脱硫系统投撤前后，引风机增加的电流），占＃2机组发电量的1％左右。

综上所述，湿法烟气脱硫技术不使用增压风机是切实可行地。适当将锅炉引风机功率加大，不使用增压风机可大副降低脱硫系统造价，减少脱硫系统运行维护成本，是一项非常值得推广的技术。