脱硫APS系统在1 000 MW机组中的应用

蒋 健

（浙江省电力试验研究院，杭州 310014）

脱硫APS系统在1 000 MW机组中的应用

蒋 健

（浙江省电力试验研究院，杭州 310014）

通过宁海1 000 MW机组脱硫系统中实现APS系统的可行性分析，阐述脱硫APS系统的重要意义，总结了在实现脱硫APS系统过程中产生的问题和解决方法，表明了脱硫APS系统的实用性和可靠性，对其他机组脱硫APS系统的设计和调试具有参考价值。

1 000 MW机组；脱硫；APS系统

将机组自启停控制系统 （Automatic Powered System，简称APS）应用于脱硫系统时，运行人员仅需按下启动控制键，系统就将按照设计的先后顺序、规定的时间和各控制子系统的工作情况，自动启停相关设备，协调脱硫各系统的控制，在少量人工干预甚至完全不用人工干预的情况下，自动完成整个脱硫系统的启停。

脱硫APS系统的主要目的是减少电厂运行人员的操作，避免人工操作造成的系统不稳定，提高机组自动化水平，并确保电厂脱硫系统和主机的稳定运行。

1 系统概述

宁海电厂二期6号机组为1 000 MW机组，脱硫系统比其他电厂多1台增压风机，但少了GGH（气气换热）系统。目前国内1 000 MW机组基本上都配备了脱硫系统，但尚未应用脱硫APS系统。由于脱硫系统的工艺和流程已相当成熟，经过研究和改进，APS系统在1 000 MW机组脱硫系统中的应用是可以实现的。

宁海电厂二期6号机组脱硫APS系统包括烟气系统、吸收塔系统、制浆系统和除雾器冲洗系统。系统总体结构可分为4层：机组控制级、功能组控制级、功能子组控制级和单个设备控制级。脱硫系统就是机组控制级，功能组控制级就是脱硫系统中各个系统如烟气系统、吸收塔系统等，功能子组控制级就是功能组控制级下的小控制系统，如烟气系统中的增压风机系统、吸收塔系统的吸收塔循环泵系统，单个设备控制级则控制增压风机、吸收塔循环泵等。脱硫APS系统总体结构见图1。

2 启动条件和启停步骤

实现脱硫APS系统首先需要确定系统启动条件和启停步骤。

图1 脱硫APS系统层次结构

脱硫系统启动前需要有足够的水和石灰石浆液，所以作为公用系统的水系统必须先满足脱硫需要，即至少要有1台工艺水泵运行且工艺水箱液位正常，滤液水泵运行和联络门打开，以保证制浆、吸收塔和除雾器冲洗等用水系统正常工作。满足浆液条件需要至少1台石灰石浆液泵运行，石灰石浆液箱液位和石灰石浆液密度正常。而辅助系统设备需要压缩空气系统投运。脱硫系统投运还需满足一些其他条件，若电除尘无法正常投运或含尘量高、锅炉有任一油枪投入、FGD进口烟气温度或压力不正常、吸收塔液位太高或太低、吸收塔排空门没开等都不能保证脱硫系统正常运行，这些条件都必须在投脱硫APS系统前满足。此外，运行人员还需要在启动增压风机、氧化风机和吸收塔循环泵前预选好需要启动的设备，既防止6 kV大电机同时启动引起冲击，又保证脱硫系统能正常运行。

分析了脱硫APS系统启动条件后，还需要确定系统启停的具体步骤。脱硫APS系统中各子系统投入的顺序依次是吸收塔系统、除雾器系统、供浆系统和烟气系统。停运顺控依次为烟气系统、吸收塔系统、除雾器系统、供浆系统。脱硫APS系统启动阶段设有一个断点，即手动关闭烟气旁路，此时吸收塔系统和烟气系统已全部启动，运行人员需手动慢关烟气旁路挡板，并保证增压风机前入口压力稳定。而脱硫APS系统停运阶段则不设断点。脱硫APS系统启动完成时间约1.5～2 h，停运完成时间0.5 h。

3 过程分析及难点解决

3.1 增压风机系统

在脱硫APS系统实现过程中，对已有的逻辑进行了较多修改和完善。其中主要难点在于2台增压风机的启动顺序以及增压风机动叶开度控制和动叶、电流偏置投自动的控制。

启动增压风机系统时，首先投入增压风机A的启动顺控，打开出口门，启动风机，再打开进口挡板，最后把风机动叶开到35%。因为根据经验，烟气旁路挡板关闭时，增压风机动叶一般控制在35%左右，此时增压风机前的压力和炉膛压力能保持稳定。之所以先开进口挡板再开风机动叶，是因为增压风机动叶在开的过程中对进口挡板有巨大的拉力，动叶比进口挡板先开会造成进口挡板无法正常开启或开启很慢，容易引起增压风机进口挡板设备损坏或增压风机跳闸。

在脱硫APS系统启动步骤中，不能直接对增压风机动叶设置开度指令，因为直接输入开度指令，动叶会快速开到设定值目标，而动叶开得太快会引起增压风机入口前压力剧烈波动。当APS开动叶指令到达时，西门子T3000系统中调节阀CCTRL功能块的端口C_TRACK将变为1，此时增压风机出口动叶指令自动跟踪调节阀CCTRL功能块端口TRACK_V上的动叶指令预定数值35%，然后通过RAXFR功能块实现逐渐爬升，即动叶开度从0%慢慢开到35%，变化速率为0.2%/s，以保证增压风机前压力稳定。

增压风机A动叶开到35%后，启动增压风机B的顺控，等到增压风机B动叶也开到35%，才投入2台增压风机的自动，并设置初始入口压力值为150 Pa。如果增压风机A启动后就先投入自动，在增压风机B动叶打开过程中将会引起增压风机前压力波动，使增压风机A的动叶开度频繁变化，不利于增压风机入口前压力控制。压力设定值设定完成后，自动复位到手动压力设定方式，方便运行人员根据工况随时手动设置增压风机前入口压力设定值。

当2台增压风机都投入自动后，1 000 MW机组增压风机系统还要投入电流偏置的调节控制，目的是让2台增压风机的出力尽可能相同，即电流尽可能接近，同时也要求2台增压风机动叶开度不能相差太大，一般不能大于8%～10%。经过调试，电流偏置设定在-5 A，即增压风机A电流比增压风机B电流大5 A。脱硫APS系统增压风机系统启动过程见图2。

图2 脱硫APS系统增压风机系统启动过程图

3.2 其他系统

除了增压风机系统的逻辑修改外，还增加了其他系统的修改。

（1）增加脱硫APS系统允许启动条件画面，使运行人员明确脱硫APS系统的启动条件。

（2）增压风机、氧化风机、吸收塔循环泵均为6 kV大电机，需每隔15 s启动一台，否则会引起电流的冲击。因此在脱硫APS系统启动前，运行人员需在启动画面上选择1～2台增压风机、任意2台氧化风机和2～4台吸收塔循环泵，作为脱硫APS系统启动的允许条件。

（3）当吸收塔液位大于11 m时，除雾器冲洗顺控不投运，所以在投入脱硫APS系统时，运行人员需选择是否投入吸收塔除雾器冲洗顺控。

（4）除雾器喷淋层冲洗的第一层下冲洗、第一层上冲洗和第二层冲洗系统再次自动冲洗的间隔时间分别是40 min、40 min和60 min。因为间隔时间比较长，因此在除雾器冲洗画面上增加了冲洗顺控等待时间。

（5）运行人员选择好需启动的2台氧化风机后，当脱硫APS系统执行到需要启动氧化风机步骤时，先启动其中一台被选的氧化风机顺控，隔15 s后再自动启动另外一台被选的氧化风机顺控，然后再投入联锁模块，这样既可防止2台氧化风机同时启动，又保证了其备用关系。

（6）修改脱硫APS系统停运时除雾器喷淋阀的关闭逻辑，APS系统停运后喷淋阀会自动关闭，保证吸收塔液位正常。

（7）修改脱硫APS系统停运时联锁模块复位逻辑，使系统重启时能正常投入联锁功能。

4 结语

脱硫APS系统改造完成后，多次应用APS启停脱硫系统，脱硫设备均启停正常，增压风机前入口压力和主机炉膛压力稳定，石灰石浆液pH值保持在5．2～5．4，脱硫率保持在95%以上，说明改进后的脱硫APS系统能够满足1 000 MW机组自动启停的要求。

脱硫APS系统的投运大大减轻了运行人员的操作压力，提高了脱硫系统的自动化水平，但同时也要求运行人员更加熟悉系统的逻辑和步骤，并在设备故障和其他突发情况时能够及时解决和手动干预。

[1]孙长生，冯国锋．电力行业热工自动化技术的应用现状与发展[J]．自动化博览，2008，25（4）∶24－28．

[2]潘凤萍，陈世和，张红福，等．1 000 MW超超临界机组自启停控制系统总体方案设计与应用[J]．中国电力，2009，42（10）∶15－18．

[3]归一数，胡静，王璟，等．APS技术在平圩电厂600 MW机组DCS改造中的应用[C]．2006年全国发电厂DCS与SIS技术研讨会暨热工自动化专业会议．2006年．

（本文编辑：徐 晗）

Application of Desulfurization APS System in 1 000 MW Unit

JIANG Jian
（Zhejiang Electric Power Test and Research Institute，Hangzhou 310014，China）

This paper analyzes the feasibility ofthe application ofthe desulfurization APS system for the 1 000 MW unit in Ninghai Power Plant，discusses the significance of the system,summarizes the problems and solutions during the process of application and indicates the practicality and reliability of the system.And it is of great reference value for the design and commissioning of the desulfurization APS system of other units.

1 000 MW unit；desulfurization；APS system

X773

B

1007-1881（2010）10-0040-03

2010-01-07

蒋 健（1978-），男，浙江杭州人，工程师，从事热工自动化调试工作。