定电二期脱硫取消旁路汇报(简化稿)

1、600MW600MW超临界空冷机组脱硫取消旁路挡板的运行实践超临界空冷机组脱硫取消旁路挡板的运行实践 河北国华定洲发电有限责任公司 2010年05月01日 主要内容主要内容一、工程简介一、工程简介二、取消旁路主要面临的问题及风险二、取消旁路主要面临的问题及风险三、取消旁路的主要工作三、取消旁路的主要工作四、取消旁路挡板的优点四、取消旁路挡板的优点五、机组运行情况五、机组运行情况六、结论六、结论一、工程概况一、工程概况 河北国华定洲发电有限责任公司由中国神华能源股份有限公司(40.5)、河北建设投资集团有限责任公司 (40.5)、大唐河北发电有限公司(19)三方投资新建。由定洲发电有限责任公司负

2、责建设和运营管理。 二期工程立足于资源节约型、环境友好型企业建设，坚持节水、节地、环保的原则，建设2660MW超临界直接空冷机组(3号、4号机组)；两台机组同步建设全烟气脱硫装置，3号机组同步建设烟气脱硝装置，4号机组预留烟气脱硝装置；本期工程供水采用中水系统。在工程建设中，积极响应国家环保政策，采用石灰石/石膏法烟气脱硫技术，无GGH，施工期间取消脱硫旁路，确保了烟气全过程通过脱硫装置。 2009年9月3日完成3号机组168试运移交生产，脱硫、脱硝同时完成168试运；4号机组2009年12月22日完成机组168试运移交生产，脱硫同时完成168试运。二、取消旁路主要面临的问题及风险二、取消旁路

3、主要面临的问题及风险1、在国内首创实现保留增压风机、取消脱硫旁路，没有可借鉴的经验。 目前国内脱硫机组运行主要采用二种方式：1）引风机和增压风机合并，取消或者保留旁路；2）引风机、增压风机串联布置，保留旁路挡板。 定电二期工程采取引风机、增压风机串联布置，取消旁路挡板，具体情况：炉膛中产生的烟气经后烟井后，通过烟道进入空气预热器烟气仓，在预热器中利用烟气余热使一、二次风得到预热。从空气预热器出来的烟气通过（双室四电场）静电除尘器、引风机（静叶可调）进入脱硫增压风机（动叶可调），吸收塔（取消在事故情况下走旁路，直排烟囱），最后排往烟囟。2 2、采用无旁路系统在基建期面临的问题、采用无旁路系统在基

4、建期面临的问题1）取消脱硫旁路后，烟气只能通过FGD处理后才能外排，在FGD故障停运或临时检修时主机将同步停运。2) 取消脱硫旁路后，机组在吹管前，脱硫机组具备通烟气条件，在施工工序上，要求施工单位进行调整，确保脱硫与机组同步试运。在点火、极低负荷、电除尘器故障和第一次吹灰等阶段，大量未燃尽的碳、煤焦油、粉煤灰和有机气体进入吸收塔，造成吸收塔浆液品质恶化，影响脱硫效率，甚至造成较难恢复的脱硫效率降低。3.3.取消脱硫旁路后的运行风险取消脱硫旁路后的运行风险 取消脱硫旁路后，脱硫系统设备故障将可能引起主机非停，降低机组安全运行的可靠性；2004年至2008年期间从我厂一期两台机组运行情况分析，脱

5、硫系统的故障率约为2次/年，主要集中在风烟系统，由于增压风机造成的系统停运原因占50，平均每年将出现1次的故障。所以，在施工阶段控制好脱硫系统的安装、调试质量，减少增压风机事故率，从而也会提高整个机组的可靠性。 三、取消旁路的主要工作三、取消旁路的主要工作 为论证定电二期工程现阶段取消脱硫旁路的可行性，先后召开三次专业会议，进行系统讨论及调研： 1、取消脱硫烟道旁路，为防止锅炉启动和事故状态下进入脱硫吸收塔烟气超温时需在吸收塔入口和电气除尘器前烟道上增加两级事故喷射减温水，一级事故减温水作用是在锅炉烟气超温后将烟气减温至180以下，二级事故减温水作用是使180以下超温烟气降至脱硫烟气正常运行温

6、度，以防因烟气超温造成吸收塔内衬胶及部件损坏或引发火灾事故。 结论：国内暂无在锅炉尾部烟道上安装喷水减温的工程运行实例。各公司一般考虑烟温超至180，在脱硫吸收塔入口烟道设置喷水减温。由于烟道极端事故状态（例如烟道内发生燃烧的极端情况）时的烟温无法确定，各设计院均不再考虑另设应对极端状况时的喷水减温设施。每台吸收塔入口设置两级减温水装置，每级减温水共设40个喷嘴，喷淋直径为2m，每个喷嘴流量为7.5m3/h，喷嘴入口压力为5mH2O设计；水源主要有两路：工艺水和消防水。2、为解决增压风机出现故障后，机组仍能继续运行，需设置增压风机旁路烟道，在增压风机出现故障停运检修时，由引风机直接向脱硫系统供

7、烟气。结论：国内只有上海外高桥电厂三期工程设置了增压风机旁路，但其是在设计阶段已考虑了低负荷由引风机直接向吸收塔供烟气，增压风机停运，主要目的是为了节约电耗。定电二期工程在设计时未考虑此方面问题，故引风机的选型不具备代替增压风机给FGD直接供烟气的性能。经引风机厂家（成都电力机械厂）计算，在30%-100%负荷下，运行工况点均已进入失速区或接近失速区，故不能设置旁路。3、取消脱硫烟道旁路，引风机与增压风机串联运行，引风机与增压风机需同时启动，在机组刚启动或不稳定工况下，需考虑超压问题，需要引风机厂家和增压风机厂家对其选型的匹配性进行核实。 结论：国内暂无取消旁路后，引风机与增压风机串联运行的工

8、程实例。经引风机厂家和增压风机厂家核实，引风机与增压风机不存在不匹配的问题，主要需通过调节增压风机入口压力使其稳定在设计压力下，以实现引风机与增压风机平衡运行。4、脱硫供浆系统设备石灰石浆液箱其附属搅拌器均无备用，如发生故障，需两台机组同时停运才能检修，现考虑用事故浆液箱作为临时备用。 结论：二期工程在设计时未考虑取消脱硫旁路，故在设备可靠性等级上未作具体要求，为提高供浆系统的可靠性，用事故浆液箱作为临时备用石灰石浆液箱。5、在脱硫旁路挡板门前后用堵板进行全封闭，并对靠烟囱侧堵板进行防腐。6、取消脱硫挡板密封风系统 将进口挡板、出口挡板及旁路挡板密封风系统取消，将其密封风接口用盲板进行封堵，系

9、统简单，加热起及密封风机退出运行，节约了电能。 7 7、取消旁路后，脱硫控制逻辑需要变化、取消旁路后，脱硫控制逻辑需要变化 取消脱硫旁路挡板，热控专业面临的主要难题是增压风机与送、引风机的自动联调，保证炉膛及烟道的安全以及保证吸收塔的安全。目前，国内的脱硫系统均设置有烟气旁路，增压风机自动调节方案为以送风机动叶开度或者锅炉风量指令作为增压风机动叶的前馈，以脱硫入口压力作为调节对象，在脱硫入口烟气压力或者温度超过定值或者增压风机故障时旁路挡板打开，一次实现对炉膛和吸收塔的保护。取消脱硫烟道旁路，势必缺少了事故工况下烟气直接进入烟囱的这重保护，这对增压风机自动调节提出了更高更严格的要求，同时，在增

10、压风机故障、烟气超温、锅炉MFT、RB等异常工况下增压风机和送引风机如何动作来保证炉膛及吸收塔的安全也需要详尽的考虑。 在此控制方案的指导下，定洲发电公司对取消旁路挡板后的二期增压风机自动调节及相关保护做了具体实施。实施重点有以下内容： 1）增压风机跳闸与锅炉MFT的连锁。增压风机跳闸后，发MFT信号，同时跳送风机和引风机。送引风机跳闸主要是考虑如果增压风机轴承温度高跳闸后，如果送引风机不跳闸，则增压风机会被动的转动，有可能造成轴承的损坏。锅炉MFT条件增压风机跳闸使用增压风机停运信号，分三路由脱硫DCS送主机DCS，主机DCS作3选2然后取非。 2）三台吸收塔浆液循环泵与锅炉MFT的连锁。三

11、台吸收塔浆液循环泵均停后，发锅炉MFT信号。三台吸收塔浆液循环泵均停采用任意一台浆液循环泵运行信号分三路送主机DCS，主机DCS作3取2，取非后作为MFT的条件 3）脱硫入口烟气温度与锅炉MFT的连锁。FGD入口烟温大于160 (延时20min)MFT与FGD入口烟温大于180锅炉MFT作或后以开关量信号分三路送主机DCS，主机DCS作3选2。FGD入口烟温大于160开启吸收塔入口烟气减温水阀，降低烟气温度。此保护主要防止因烟气超温造成吸收塔内衬胶及部件损坏或引发火灾事故。 4）“送风机动叶开度指令”信号分三路送脱硫DCS，作为增压风机动叶自动调节的前馈。 第五：所有相同冗余信号不能在同一模件

12、、同一电缆设置，尽量布置在不同AP。 5）送风机RB动作后，发五秒脉冲增压风机动叶增加5%的开度，切除自动调节。这主要是为了防止在送风机RB动作后，引风机会迅速的关静叶以调节炉膛负压，而当另一台送风机将出力增加后，炉膛压力又会迅速的上升，造成高值MFT动作。 6）增压风机闭环调节初定两套调节方案，在吹管期间验证调节效果： 方案一：以增压风机入口压力为调节对象，以送风机动叶开度指令为增压风机动叶前馈。增压风机动叶自动调节控制方案 方案二：以炉膛负压为调节对象，以送风机动叶开度指令为增压风机动叶前馈。增压风机控制炉膛负压，炉膛负压由主机DCS送出三路信号到脱硫DCS做3选2，送风机动叶指令做前馈，

13、增压风机入口压力+500pa（具体参数调试时确定）对负压偏差作限制。引风机控制策略基本不变，增加增压风机动叶自动时将炉膛负压控制偏差死区设置为+300Pa（具体参数调试时确定）。 经过试运期验证最终采用方案一。此控制方案经历了整个调试阶段的各种扰动试验，运行稳定，自动调节效果比较理想，可以说定电公司通过深入的研究分析和严谨的现场试验，成功解决了无脱硫烟道旁路的增压风机的自动调节和保护的控制难题。8 8、基建期调试的主要工作、基建期调试的主要工作 1 1）脱硫系统的调试工作必须提前进行）脱硫系统的调试工作必须提前进行 有旁路的脱硫系统，冷态通风试验一般在机组整套启动前完成，热态启动待主机组负荷稳

14、定在50%以上后启动。 锅炉风机单体试运时，增压风机也需要同步完成，否则锅炉风机送出的空气没有排至烟囱的通路。锅炉进行冷风动力场试验时，增压风机与锅炉送、引风系统配合启动，并根据试验要求进行出力调节。此时，脱硫系统增压风机配套润滑油站、液压油站应具备运行条件，脱硫系统的烟道和吸收塔内必须停止工作，并进行封闭。锅炉冷风动力场试验完成后，马上进行了脱硫系统的冷态通风试验，吸收塔完成注水至工作液位，浆液循环泵启动建立阻力场。为满足上述要求，脱硫系统较原工期提前约2月具备冷态通风试运条件。 2 2）脱硫烟风系统和吸收塔浆液系统须完整投入运行）脱硫烟风系统和吸收塔浆液系统须完整投入运行 吸收塔系统的浆液

15、循环泵须启动，以降低进入吸收塔烟温，防止高温烧毁塔内设施。实际吹管时，原烟气烟温为73，启动了2台浆液循环泵，备用一台。吹管时，吸收塔喷淋系统对烟气具备一定的脱硫效率，对其它酸性气体也有一定的去除能力，这些酸性气体将造成塔内液体的PH值迅速下降，对塔内防腐内衬造成腐蚀。因此，吹管时，脱硫系统的石灰石卸料、石灰石浆液制备和石灰石浆液供应系统必须投入使用，以维持吸收塔内液体的PH值稳定。吹管时间较短，为7天左右，锅炉燃烧为间断运行，实际燃烧时间更短，燃煤量较少，吸收塔内浆液的密度未达到较高值，脱水系统无须投入。在进行机组蒸汽吹管时，脱硫系统必须投入使用的子系统和关键设备包括：烟风系统、石灰石卸料系

16、统、石灰石浆液制备和供应系统、吸收塔浆液循环泵系统、吸收塔PH计和密度计。同时，吸收塔排出系统和事故浆液箱系统也应投入备用。 3 3）风烟系统设备启动顺序进行调整）风烟系统设备启动顺序进行调整 启动顺序为：开启单侧送引风机烟道，送引风机开度至100%，另一侧烟道关闭，启动增压风机，启动时增压风机动叶关闭，稳定运行10min后启动烟道关闭侧送、引风机，同时同步调整增压风机、送风机、引风机导叶开度，维持增压风机入口压力和炉膛压力稳定。10min后启动送、引风机，同时调整各风机动叶开度至稳定。启动完成后，增压风机投入自动运行。 一般有旁路烟道的脱硫系统在旁路挡板门动作正常的情况下，没有因脱硫系统原因

17、要求主机组锅炉掉闸的保护申请。 4 4）取消旁路后，增加了以下三种脱硫系统故障要求锅炉掉）取消旁路后，增加了以下三种脱硫系统故障要求锅炉掉闸的要求闸的要求a、增压风机停运引起锅炉MFT并停送、引风机。增压风机停运后，锅炉烟气排放失去通路，因此必须使锅炉发MFT。同时，为防止增压风机掉闸是由增压风机润滑系统故障引起，继续运行送、引风机将造成增压风机轴承磨损，所以锅炉MFT同时必须停运送、引风机。b、所有浆液循环泵全停引起锅炉MFT并停运增压风机及送、引风机。浆液循环泵全停后，无法对锅炉送出的高温烟气降温，必然烧毁塔内除雾器、防腐内衬。因此，浆液循环泵全停，锅炉必须MFT并停运送、引风机和增压风机

18、。c、进入脱硫系统的烟气温度高高值报警，延时后锅炉发MFT并停运各风机。这一条同样是为了保护吸收塔内设施不被高温烟气损坏。四、取消脱硫旁路的优点四、取消脱硫旁路的优点1、取消脱硫挡板密封风系统 如果设计之初，就考虑取消旁路，则进口挡板、出口挡板、旁路挡板及密封风系统、加热器等可以直接取消，系统简单，节约工程造价。2、为进烟囱前水平烟道所选的鳞片树脂温度，提供了确定依据，防止开启旁路后，烟气温度变化，导致防腐脱落，提高了其使用寿命。3、烟囱内衬的泡沫玻化砖运行温度保持基本恒定在50左右，避免玻化砖经受脱硫停运时，急开旁路挡板后，温差110的巨变，影响玻化砖的使用寿命。五、机组运行情况五、机组运行情况 各项运行指标均正常。 3 3号炉满负荷下性能试验数据：号炉满负荷下性能试验数据：六、结论六