1000MW机组无旁路烟气脱硫系统运行研究

陆建伟，李 辉，陈 彪

(浙江省电力试验研究院，浙江杭州 310014)

1 无旁路脱硫系统介绍

一般脱硫系统大都设有旁路，火力发电厂烟气脱硫系统设置烟气旁路的目的是为了在事故状态或FGD检修时打开脱硫系统的旁路挡板，使锅炉原烟气通过旁路进入烟囱，从而保护FGD装置安全和机组的稳定运行［1－2］。无旁路脱硫系统新建机组一般直接取消旁路，不安装旁路烟道，安装简易，节省费用。无旁路脱硫系统与常规设旁路脱硫系统的不同之处主要在烟气系统。由于不设旁路烟道，FGD脱硫系统是机组烟气通行的唯一通道，因此，取消烟气进出口挡板、吸收塔排空阀以及挡板密封风系统，节约相当部分的基建费用。吸收塔增设事故喷淋系统，在机组空预器或FGD循环泵出现故障时，能及时投入以保护吸收塔内设备不被高温烟气破坏［3］。

无旁路脱硫系统相对于设旁路脱硫系统具有以下几个优点:能够确保SO2以及其他污染物的排放控制，取消了吸收塔进出口挡板、旁路挡板、挡板密封风系统，烟气从引风机出口经过增压风机增压后进入吸收塔，设备简单，工艺流程顺畅，减少了各类挡板发生故障、卡塞的可能性，从而减少了脱硫系统的故障点;减缓了原烟气烟道的腐蚀，采用旁路烟道易使净烟气部分回流，由于净烟气温度较低，回流后易在原烟气温度烟道上结露而产生腐蚀，无旁路脱硫系统则完成不存在这样的现象［4］;可以减少脱硫系统运行时对机组炉膛负压的影响;烟道布置简单紧凑、占地面积少，基建投资少，运行成本低［5］。

2 1000MW机组无旁路脱硫系统的类型

1000MW机组无旁路脱硫系统按照机组设计类型，可以分为带增压风机和不带增压风机两类。一般300MW机组及以下的脱硫系统可以将脱硫增压风机取消，利用引风机扩容来替代增压风机。1000MW机组由于烟气量较大，一般设2台增压风机并联运行，以克服烟气通过FGD系统和烟囱时的阻力［6］。从节能降耗角度考虑，1000MW机组可在增压风机入口和出口处设置增压风机旁路烟道，当机组启动或长时间低负荷运行时，可停运2台增压风机，烟气走增压风机旁路。增压风机旁路烟道有两种设置方式:一是增压风机双旁路方式，即在每个增压风机入口与吸收塔入口之间各增加一组旁路烟道和增压风机旁路挡板;二是增压风机单旁路方式，即在A增压风机入口与B增压风机的出口间增加一组增压风机旁路烟道和挡板。

两类增压风机旁路设置方式各有特点，第一类方式两个增压风机旁路挡板相对独立，可以根据负荷和风量来选择开启增压风机旁路的个数和顺序。第二类方式在一个增压风机的入口直接连接到出口，便于烟气顺利通过，工程造价也较低。本文介绍的1000MW机组无旁路脱硫系统选取第二种方式，即单旁路设置方式。

3 1000MW机组无旁路脱硫系统运行方式

3.1 脱硫工程概况

浙江嘉兴发电厂位于浙江省东北部嘉兴乍浦镇东南6km处，西北距嘉兴市41km，距平湖市16km。嘉兴发电厂一、二期总装机容量为3000MW，其中一期工程位于厂区东侧，建设规模为2台300MW燃煤机组，二期工程位于一期工程西侧，为4台600MW燃煤机组。新建的三期工程位于厂区的西侧，建设规模为2×1000MW机组，脱硫装置与主体同步建设，采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺。本文以嘉兴电厂三期工程1000MW机组无旁路脱硫系统的调试和运行为例进行阐述。

嘉兴电厂1000MW机组脱硫系统设计处理烟气量为320000m3/h(标态，湿基，实际氧)，设计系统入口SO2含量为2111mg/m3，最大入口SO2含量为2985mg/m3，设计工况下脱硫效率不小于95%，系统可用率为95%(见表1)。

表1 1000MW机组脱硫系统的主要技术参数

3.2 脱硫工程无旁路设置方式

三期工程机组脱硫工艺流程为:为弥补FGD所产生的额外压损，在系统原烟气进口A/B侧各增设1台增压风机，每台增压风机设进、出口挡板。从锅炉引风机引出的原烟气经增压风机升压后送至吸收塔，脱硫净化后经除雾器除去液滴，从烟囱排入大气。增压风机采用双机并联运行方式，与锅炉引风机为串联运行。增压风机旁路设置在增压风机B入口与增压风机A出口之间，由旁路烟道上下挡板共同构成，其中旁路上挡板为全开全关式挡板，旁路下挡板为可调解式挡板。当锅炉50%THA工况及以上时，2台增压风机同时运行;当锅炉50%THA工况以下时，增压风机旁路挡板打开，烟气可走增压风机旁路，增压风机停运。由于工程不设GGH，进入吸收塔的烟气温度比较高，当烟气温度高于设计值时需投入吸收塔入口的事故喷淋装置，对烟气温度进行降温。

3.3 无旁路脱硫系统的启停方式

当接到主机启动指令时，先启动浆液循环泵、氧化风机、石膏排出泵、工艺水泵、除雾器水泵等吸收塔系统设备，在锅炉准备投粉点火前，投入电除尘器一、二电场，以保证锅炉点火燃烧后的飞灰不进入吸收塔。锅炉点火后，随着磨煤机数量的增加及锅炉负荷的提升，逐步投入电除尘器其余电场和吸收塔循环泵、氧化风机等设备，同时投入供浆系统，维持合适的浆液pH值。在锅炉风量较小、负荷较低时，增压风机旁路挡板全开，不启动增压风机，烟气走增压风机旁路;当负荷超过500MW或锅炉总风量超过2000t/h，增压风机旁路已不能容纳大流量的烟气通过时，适时开启2台增压风机，退出增压风机旁路，烟气改走增压风机通道。

无旁路脱硫系统退出程序为:当锅炉MFT时，锅炉烟风系统吹扫，引风机运行，则FGD系统保持运行，可以适当退出部分浆液循环泵和氧化风机，同时降低浆液供浆流量。锅炉系统吹扫结束，原烟气温度小于80℃且2台引风机均停运，停运2台增压风机，开启增压风机旁路挡板，保持增压风机旁路烟道通畅，停运吸收塔浆液循环泵，切除浆液供给系统，停运除雾器冲洗程序，根据机组停运时间来确定是否停运氧化风机和石膏排出泵。

3.4 增压风机旁路的启动和退出

当机组负荷降至500MW以下，先使增压风机B入口烟气调节撤自动，关闭增压风机B导叶;停运增压风机B;关闭增压风机B出口挡板;增压风机A入口烟气调节撤自动;根据锅炉炉膛负压，调节增压风机旁路下挡板开度至全开，并同时调节增压风机A前导叶开度;当增压风机旁路下挡板全开时，打开增压风机旁路上挡板;关闭增压风机A前导叶;停运增压风机A;关闭增压风机A出口挡板;发出脱硫增压风机已投入旁路运行信号。

当机组启动时，一般先走增压风机旁路烟道，待机组负荷上升，需启动2台增压风机，同时撤出增压风机旁路。旁路撤出步骤如下:打开增压风机A和B出口挡板;启动增压风机A和B;调整增压风机A和B前导叶角度至设定位置;关闭增压风机旁路上挡板;根据锅炉炉膛负压，调节增压风机旁路下挡板开度至全关，并同时调节增压风机A和B前导叶开度;当增压风机旁路下挡板全关时，向主机发出脱硫增压风机已撤出旁路运行信号。

4 无旁路脱硫系统对机组运行影响及措施

4.1 吸收塔入口原烟气温度过高，触发机组MFT

为防止运行期间进入吸收塔烟气温度过高，在吸收塔入口烟道处设有烟气事故喷淋冷却系统。事故喷淋水采用工艺水和消防水两路管子组成双保险喷淋系统，同时在两路喷淋阀前设置两路压缩空气管路，进行定时吹扫，以保证事故喷淋管路的通畅。事故喷淋程序设置如下:当烟温≥160℃时，启动工艺水事故喷淋阀门，如果烟温≤150℃，自动关闭事故喷淋阀门;当烟温≥160℃时，同时任一事故喷淋阀门故障，或工艺水泵均停运时，启动消防水事故喷淋阀门。如果烟温≤150℃，则自动关闭消防水事故喷淋阀门;吸收塔3台浆液循环泵均故障停运且电流小于10A，则联锁开启事故喷淋阀，同时开启吸收塔内除雾器一级下表面冲洗程序。

若喷淋系统启动后仍未能控制入口烟温的持续上升，当入口烟温大于170℃，触发机组MFT，保护吸收塔内各装置不受高温烟气的破坏。

4.2 浆液循环泵跳闸造成机组MFT

嘉兴电厂三期脱硫工程设计了3台浆液循环泵，在正常运行中3台泵均运行，没有备用泵。为防止因某一个或两个浆液循环泵跳闸造成机组跳闸，在逻辑上做了严格的限制:只有当3台浆液循环泵均跳闸且电流均小于10A(或无浆液循环泵运行)才触发锅炉MFT。浆液循环泵保护跳闸条件只选取了泵轴承温度、电机轴承、浆液循环泵入口阀3个信号进行跳闸逻辑判断，没有选取吸收塔液位等作为循环泵跳闸触发条件，这样3台循环泵同时跳闸的概率非常小，确保机组的安全运行。

4.3 增压风机跳闸造成机组MFT

本工程设2台增压风机并联运行，中间增加增压风机旁路烟道，相当于脱硫系统有三条进入吸收塔的烟气通道。因此系统设定:只有当2台增压风机均停运，电流小于10A，且增压风机旁路挡板开度小于80%时，判定烟气通道封闭，触发机组MFT。而单台增压风机系统包括增压风机本体、稀油站系统、冷却水及密封风系统，跳闸联锁信号保护包括电机轴承温度保护、风机轴承温度保护、电机稀油站压力低低报警三项。完备的稀油站系统和冷却密封风机系统可以确保2台增压风机同时跳闸的可能性降低到最小，保证机组的稳定运行。

5 结语

随着国家环保要求的日益提高，我国大容量火电机组的快速发展，脱硫系统取消烟气旁路运行是脱硫发展的大势所趋。介绍了嘉兴电厂1000MW机组无旁路脱硫系统的特点以及启停程序，重点阐述了该系统独特的增压风机旁路的设置及运行方式，分析了无旁路脱硫系统实际运行可能对机组产生的影响，并提出了相应的解决措施，为国内百万机组进一步推广使用无旁路脱硫系统提供借鉴。

［1］黄 涛.大型燃煤火电机组取消脱硫旁路烟道的应对措施［J］.电力环境保护，2009，25(4):36 －37.

［2］李 庆，姜柏卿，毛永清.燃煤电厂无旁路脱硫系统调试［J］.华北电力技术，2009，21(5):32 －35.

［3］曾庭华，杨 华，马 斌.湿法烟气脱硫系统的安全性及优性［M］.北京:中国电力出版社，2004.

［4］蒋进从，封乾君.国华三河电厂脱硫装置取消烟气旁路技术［J］.电力建设，2008，29(2):61 －63.

［5］赵生光.火电厂湿法烟气脱硫取消旁路烟道可行性分析与探讨［J］.中国电力，2007，40(6):81 －85.

［6］刘宏伟.关于脱硫无旁路机组运行的探讨［J］.华北电力技术，2009，21(5):16－18.