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1、1 600MW 机组脱硫旁路档板异常动作 原因分析及优化 刘 平 费章胜 (淮沪煤电有限公司田集发电厂 安徽 淮南 232098) 【摘 要】 本文介绍了田集发电厂 600MW 机组脱硫设施运行过程中脱硫旁路挡板异常动作原因分析和优化改进 措施。通过对这些优化改进，从而进一步提高脱硫系统运行的安全性、稳定性和经济性，减少二氧化硫的排放，达 到环保减排的目的。 【关键词】600MW 脱硫旁路挡板 控制逻辑 优化 1 前言 淮南煤电基地田集电厂为 2600MW 超临界机组，同步上马了烟气脱硫设施。脱硫设施采用奥 地利 AEE 公司石灰石石膏湿法、一炉一塔脱硫装置，脱硫率不小于 95。控制系统采用西
2、屋的 OVATION 系统，脱硫装置在主烟道的原烟气接口与净烟气接口之间设置两个并列的旁路挡板，一为 两位制电动截止门，占总烟道的 70%。另一为电动调整门，占总烟道的 30%，同时另设行程开关提 供“开到位” 、 “关到位”信号。 按照国家发改委发布的“燃煤机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法(试行)”要求，烟气脱硫设 施应在旁路挡板应处于全关状态运行，锅炉燃烧产生的所有烟气经过脱硫设施脱硫后排入大气，防 止烟气未经脱硫从旁路档板直接排入大气，从而使脱硫装置切实起到控制 SO2排放的作用。同时环 保监控系统根据旁路档板的状态和脱硫效率来判断脱硫系统的投运情况并决定电厂是否享有环保电 价政策。因
3、此，从脱硫系统经济运行、环保减排角度来看，都要求旁路挡板应全关运行。 2 旁路挡板开关状态对脱硫效果的影响 旁路挡板的状态对脱硫率有着非常大的影响，图 1 可知旁路挡板全关时排入烟囱的烟气 SO2浓 度为 37mg/Nm3, 当旁路挡板全开时排入烟囱的烟气 SO2浓度为 186mg/Nm3 ，约是旁路挡板全关时 5 倍，脱硫效率由旁路挡板全关时的 93%下降到旁路挡板全开时的 70%，脱硫效率下降 23%。换句 话说就是旁路挡板每开 1 小时就多向大气排放 184.7 kg SO2(在 BMCR 工况下，FGD 入口烟气量： 2066251 Nm3/h)，由此可见旁路挡板的状态对机组脱硫效果的
4、影响是不可忽视的。 在我厂脱硫系统刚投运的一段时间经常出现脱硫旁路挡板异常开启的情况， 以#2机组脱硫为例， 一个月左右的时间脱硫旁路挡板开启 7 次，其中因进口压力的原因动作 3 次，进气筒和扩散筒的原 因动作 3 次，油枪试验的原因动作 1 次。给机组的安全稳定运行带来隐患，同时造成部分烟气在未 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2 经过脱硫后排入大气，给我厂环保减排工作带来很大压力。下文就对#2 机组脱硫旁路挡板异常开启 的情况进行分析并如何解决这些问题进行阐述，供大家参考。 图 1 旁路挡板动作时间参数趋势 3 脱硫旁路挡板异常开启的情况进行分析及优化
5、 3.1 在机组加负荷过程中，增压风机入口压力超限，脱硫旁路挡板全开 请看下面的历史趋势图,从图 2 可知当机组加负荷的过程中，由于增压风机进口压力达 170Pa,高 于旁路挡板动作值 150 Pa，造成保护动作将旁路挡板全开。 我厂增压风机入口压力设有 3 个独立测点，均采用 ROSEMOUT 3051 变送器。3 个压力信号进 入 DCS 经过 3 取中逻辑后的信号做为保护用信号，可靠性高。还有旁路挡板的开启的时间与增压风 机进口压力超限的时间相对应。故可以确定旁路挡板全开是由于增压风机进口压力超限造成的，保 护动作正常。 图 2 优化前的参数趋势 增压风机进口压力为什么会高呢？由图 2
6、可知是由于主机加负荷的过程中，风机动叶开度没有 及时动作，造成的增压风机进口压力升高。机组负荷增加，锅炉燃烧的燃料增多，燃烧所耗的空气 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 3 增加，产生的烟气也增多。为保证炉膛负压稳定，引风机的静叶开度增大，加大引风机入口负压。 这样就造成引风机流量和出口压力增大， 而脱硫增压风机动叶开度的增加跟不上引风机出力的增加， 就会使增压风机进口压力上升，直到压力超过保护定值，保护动作使旁路挡板全开。 针对这种情况，我们对增压风机进口压力自动控制方案进行优化，在控制回路内增加一路机组 负荷信号的函数，与 PID 的输出相加后作为动叶执行
7、器的控制信号(见图 4)。负荷信号的函数是根据 机组不同负荷时的烟气流量同增压风机动叶开度与烟气流量的对应关系计算出来的一个折线函数。 当机组负荷变化时，该信号能够根据负荷信号的变化，使用增压风机动叶开度迅速动作起到粗调作 用，然后根据 PID 的计算实现对增压风机进口压力的细调。从而使增压风机进口压力快速调节到设 定值，防止保护动作联开旁路档板。 图 3 优化前的控制方案 图 4 优化后的控制方案 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 4 由图 5 可以看出逻辑优化后增压风机进口压力自动控制完全满足变负荷的要求，效果显著，达 到了机组负荷变化时，增压风机进口风压
8、稳定，防止旁路挡板动作的目的。 图 5 优化后的参数趋势 3.2 当增压风机进气筒或扩散筒压差超限，旁路挡板自动打开 我厂脱硫采用 HOWDEN 公司的增压风机。为避免增压风机运行时发生烟气泄漏，在增压风机 扩散筒安装了差压保护开关。当扩散器内筒与烟气压差大于 250Pa，延时 3S 联开旁路挡板。此差压 开关的取样装置为正、负压力两个风压取样孔，正压侧取样孔开在冷却风机出口到扩散器内筒的管 道上，负压侧取样孔开在增压风机出口。 脱硫系统运行初期还未出现问题， 运行一段时间后出现了误发信号使旁路挡板自动打开的情况， 增压风机实际上未出现任何问题。经过检查发现差压开关取样孔出现了堵塞。此问题主要
9、是烟道内 部烟气携带飞灰，设备长时间运行导致飞灰附着在取样孔处发生堵塞。为此热控专业制定了定期工 作，每周对增压风机进气筒和扩散筒保护开关取样管路进行定期吹扫，并且在脱硫系统检修期间对 取样装置进行检查清理，避免发生差压取样堵塞的问题。 3.3 脱硫正常运行时锅炉做油枪点火的定期试验，造成旁路挡板全开 锅炉在做油枪定期试验时，当锅炉 12 支油枪中有任何一支油枪点火成功，机组 DCS 就发出一 个油枪运行的开关量信号，以硬接线的方式，送到脱硫 DCS。由图 5 可知脱硫 DCS 接到油枪运行信 号后，经过 3S 延时，发出一个旁路挡板开启的信号，联锁开启旁路挡板。 图 6 优化前的控制方案 根
10、据锅炉的设计和运行工况，我厂锅炉不投油的最低稳燃负荷为 40%BMCR 即 240MW。同时 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 5 我厂安装有等离子点火装置，且使用效果良好，自从机组投入商业运行后，用油量为“0” ，我们保 持了机组启动和长期运行不投油的良好局面。也就是说负荷大于 240MW 是不会投油枪稳燃的，所 以我们对该逻辑进行优化。把用“油枪运行信号”与上“机组负荷小于 240MW” ，只有两个条件都 满足，才认为是油枪真实运行，保护才会动作。优化后逻辑如图 7。 图 7 优化后的控制方案 4 总结 对以上问题进行优化改进后，我们还制定脱硫旁路挡板的定
11、期工作制度，定期对脱硫旁路挡板 进行活动性试验，防止脱硫旁路卡涩，确保脱硫旁路挡板在需要的时候能够迅速开启。通过近一年 的现场运行证明，#2 机组从进行优化改进后，未发生因以上问题引起的脱硫旁路挡板异常开启，对 脱硫系统稳定投入及机组安全高效运行起到很好的作用。 现在环保减排要求越来越严格，对脱硫稳定高效运行的要求也越来越高，在此将我厂在脱硫运 行维护中的一些经验与大家讨论分享，为其他脱硫机组的类似问题提供借鉴。 参考文献： 1 李遵基主编. 热工自动控制系统. 北京：中国电力出版社出版社，1997 2 静铁岩主编.热工控制系统运行维护手册(Ovation 控制系统). 北京：中国电力出版社出版社， 2008 作者简介： 刘平，男，大学，助理工程师，一直从事电厂热控专业工作。现为淮沪煤电有限公司田集发电厂生产技术部热 控专职。联系电话：13329106182；传真：0554- 2529090；邮箱：；通讯地址：安徽省淮南市架河 乡田集电厂，邮编：232098 费章胜，男，大学，助理工程师，一直从事电厂热控专业工作。现为淮沪煤电有限公司田集发电厂生产技术部 热控点检。联系电话：13635545057；传真：0554- 2529090；邮箱：；通讯地址：安徽省淮南市 架河乡田集电厂，邮编：232098 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建