1000MW超超临界火电机组烟气脱硫系统旁路挡板改进

李存怀

作者通联：华电国际邹县发电厂热工队 山东邹城市唐村镇 273522

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一、火电机组烟气脱硫系统旁路挡板控制

华电国际邹县发电厂四期工程2×1000MW国产引进型超超临界燃煤火电机组配套的烟气脱硫系统（FGD）由山东三融环保工程有限公司总承包，采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺。为确保FGD故障或不投运时，机组锅炉正常运行，采取100%旁路烟道方式，即在增压风机入口侧设计旁路挡板A，在烟囱侧设计旁路挡板B。FGD旁路挡板为全套意大利STI执行机构，控制原理见图1，A/B侧旁路挡板开启（FGD切除），烟气通过旁路挡板直接排往烟囱；A/B侧旁路挡板手动逐步关闭（FGD投入），烟气切换至烟气脱硫装置。旁路挡板控制主要特点如下。

图1

（1）DCS发出4～20mA信号，可连续对旁路挡板进行开关定位操作。有利于脱硫投入过程中保持增压风机入口压力稳定，保证旁路烟道和脱硫装置之间平稳过渡切换，不影响机组锅炉正常运行。

（2）FGD故障时，联锁保护切除脱硫系统，DCS控制逻辑可发出快开信号，操作员也可在DCS上操作快开，快速打开旁路挡板门。速度过慢则会引起炉膛负压急剧增加，造成锅炉MFT跳闸，最好小于15s（打开速度过快会造成引风机出口和锅炉炉膛压力较大波动）。每次快开后，必须操作复位才能对挡板进行操作。

（3）确保旁路挡板严密关闭，否则造成未脱硫原烟气的泄漏，影响脱硫效率，并可能导致厂用电率上升。

二、存在的问题及改进措施

1.挡板动作机构

A/B侧挡板分为上下两组挡板，1个气缸带动一组挡板，两个气缸进气回路并联，定位器安装在下挡板。执行器动作时，因上下挡板所受阻力不同，往往上下挡板不同步，同时挡板执行机构过调、定位不准。操作挡板时，负压波动大，影响机组安全。

改进措施：对上下挡板就地分开控制，在上挡板气缸增加SIEMENS SIPART PS2智能阀门定位器。上下挡板控制单元电磁阀并联，这样有快开信号上下挡板执行机构能同步打开。SIPART PS2定位器组态定位时注意：①通过机械配合，确保挡板动作灵活可靠，气缸和挡板门在关闭位置动作灵活，不应有卡涩（定位器组态初始化时若挡板门卡涩，定位器会误定挡板门起、终点位置，造成挡板门关不严）。②充分利用SIPART PS2定位器“紧密关闭”功能，将第39项紧闭功能参数“YCLS”设定在“do”，可使DCS指令在0.5%以下时起到紧密关闭功能。

2.气动系统

（1）A/B侧挡板仪用气气源共用一个气源总阀，且储气罐气源不能隔离，这样某侧执行机构气路故障时无法隔离，只能A/B侧挡板全开，影响机组脱硫效率。

改进措施：增加分别通向A/B侧挡板气源的隔离阀，在A/B侧挡板储气罐出口加装阀门，这样某侧挡板检修时可避免挡板执行机构因气源压力低而快开，且不影响其他挡板。

（2）仪用气质量不高，造成旁路挡板定位器气路堵塞，阀门拒动。仪用气气源管路存在U型段，冬季气温低加之仪用气含水，管路结冰，仪用气被节流，旁路挡板仪用气压力降低，导致旁路挡板失气快开。由于旁路挡板失气快开是通过气源切换阀联通储气罐实现，不是DCS发出的快开指令，因此挡板指令不置100%，而保持原来指令，这样送气时，若阀门指令仍在0%，阀门会快速关闭，造成负压大幅波动，影响机组安全。

改进措施：加强压空设备维护和定期排水，加装空气过滤器过滤仪用气杂质，提高仪用气质量。改造部分仪用气管路，除去U型管路水平段，冬季在仪用气管路增加伴热，加装变送器检测仪用气压力，核准旁路挡板仪用气压力低开关报警值，确保能及时发现仪用气压力低。

3.DCS逻辑设计

DCS逻辑设计增压风机出口电动门开到位信号丢失将引起旁路快开，目前增压风机出口使用EMG电动门，其特性是若阀门失电，电动门开到位信号丢失，造成挡板误动。旁路挡板试验不能A、B侧分开进行，操作时负压扰动大，严重影响机组安全。

改进措施：①改进DCS逻辑，将增压风机出口电动门未开到位快开旁路更改为增压风机出口电动门未开到位和关到位同时满足快开旁路挡板。②修改逻辑，增加旁路档板未在全关位或挡板已开且位返大于90%置指令为100%，DCS内点击复位按钮，复位快开指令，一定程度避免挡板失气快开、送气时挡板快关现象，减少锅炉负压波动可能性。③更改挡板控制，分开控制面板，做试验可单独操作，正常时可投入联锁，可有效避免挡板试验时扰动。

FGD旁路挡板控制优化后，FGD稳定投入，保证了机组安全，提高了脱硫效率。上述控制优化对同类FGD旁路挡板门的使用也有一定参考作用。