脱硫系统技术改造分析

安建利

（阳泉市南煤龙川发电有限责任公司，山西 阳泉 045246）

脱硫系统技术改造分析

安建利

（阳泉市南煤龙川发电有限责任公司，山西 阳泉 045246）

经过对480 t/h循环流化床锅炉进行引风机出力试验和锅炉本体烟道、除尘器以及脱硫系统等阻力分析后，认为取消炉外湿法脱硫增压风机后引风机可以满足锅炉最大蒸发量工况时的负荷需要，并制定技术改造方案和运行措施后组织实施。根据2号炉外脱硫系统拆除增压风机后运行情况，表明锅炉在最大蒸发量工况运行时引风机仍留有裕量。

炉外湿法脱硫；引风机；增压风机；阻力；厂用电率

1 锅炉及脱硫设备介绍

1.1 锅炉简介

阳泉市南煤龙川发电有限责任公司2×480 t/h循环硫化床锅炉匹配2×135MW直接空冷汽轮发电机组于2008年12月投运。1号、2号锅炉型号为HG-480/13.7-L.MG31型超高压、一次再热、自然循环、单炉膛、平衡通风循环流化床锅炉，由哈尔滨锅炉厂制造。锅炉主要由炉膛、高温绝热旋风分离器、双路回料阀、滚筒冷渣器和尾部对流烟道组成。

燃烧室（炉膛）蒸发受热面采用膜式水冷壁，采用水冷布风板，大直径钟罩式风帽。锅炉共采用2个高温绝热旋风分离器，布置在燃烧室与尾部对流烟道之间。每个高温绝热分离器回料腿下布置1个非机械型双路回料阀，回料为自平衡式。锅炉采用低温燃烧（880℃）和分级配风方式，以降低燃料中NOx的生成量。一次风从布风板下送入，二次风从燃烧室下部锥段分3层引入。

1.2 炉外湿法脱硫系统简介

1 号、2号锅炉烟气脱硫系统采用北京博奇电力科技有限公司设计1炉1塔石灰石—石膏脱硫装置，设计脱硫效率大于95%。该套烟气脱硫系统由吸收塔系统、烟气系统、石膏脱水系统、石灰石制备系统、公用系统、排放系统、脱硫电气系统、脱硫控制系统等子系统组成。主要工艺流程：锅炉来热烟气经增压风机增压后进入吸收塔，向上流动穿过喷淋层，其间与雾状浆液逆流接触并冷却到饱和温度，被石灰石浆液除去SO2及其他污染物的烟气在吸收塔顶部翻转向下后经过除雾器除去水分，最后通过烟囱排放。SO2吸收产物的氧化与中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。

脱硫岛烟气系统主要组成部分：旁路烟气挡板、原烟气挡扳、净烟气挡扳、挡扳密封风机、挡扳密封空气加热器、增压风机、增压风机密封风机、膨胀节等组成。

2 炉外脱硫系统拆除增压风机技术改造可行性分析

脱硫系统原设计1台增压风机与锅炉引风机（2台）串联运行，故障率高，检修维护量大，风机总能耗偏高。通过技术改造拆除增压风机（单台容量1 250 kW·h），可以达到简化系统，减少设备故障率并降低厂用电的目标。取消增压风机后，锅炉引风机应满足锅炉最大蒸发量工况时的负荷需要，并克服锅炉本体烟道、除尘器和脱硫系统等的全部阻力，需要通过引风机出力试验确定其出力是否能够满足锅炉最大蒸发量工况时的负荷需要。

2.1 引风机出力试验及数据分析

依据电力行业标准DL/T469—2004《电站锅炉风机现场性能试验》进行。先测量出风速，再将风速与管道截面积相乘获得风量测量的结果。试验流量测量截面设在引风机进口前的管段上，采用等截面网格法测量。将U型管压力计分别在引风机进出口、增压风机进出口截面进行测量，采用精度为1℃的水银温度计进行测量。每个工况测量3～5次取平均值。电动机输入功率利用电厂电能表进行统计。有关人员记录锅炉有关运行参数，按分散控制系统DCS（Distributed Control System） 有关画面上显示的数据实时记录。

试验期间保持机组负荷稳定126MW，锅炉燃用热值较稳定的煤种，锅炉燃烧稳定，控制室风机档板门指示应与实际相符，所有测点检查无漏泄。试验期间须保持机组有关运行参数稳定。测量条件：大气压力93 kPa；湿空气标准密度1.33 kg/m3。锅炉及风机试验运行参数详见表1、表2。

表1 126MW时锅炉及风机运行参数

根据试验结果表中数据可知，126MW时锅炉烟气量约为69.6×104m3/h，单台风机风量约为34.8×104m3/h（96.7m3/s），风机全压为 5 256 Pa，风机比功为6 895 J/kg。将实际运行参数与设备厂家提供的性能曲线相比较，目前风机实际性能比曲线偏低12%左右。

2.2 系统阻力分析

锅炉在最大蒸发量工况下，脱硫系统设计阻力为1 500 Pa，布袋除尘器设计阻力为1 500 Pa，烟风设计阻力根据表3计算为5350Pa，合计8050Pa。引风机出力试验中，锅炉蒸发量在380 t/h时引风机需要克服系统阻力为6 756 Pa，主要是因为试验期间除尘器处于非正常状态，阻力为2 200 Pa，比正常阻力偏高700 Pa，脱硫系统因刚检修过阻力偏低，综合考虑除尘器和脱硫系统两方面因素影响，认为此工况即为增压风机取消后的全系统运行状态。结合引风机性能曲线和系统阻力曲线可知，在蒸发量为380 t/h时引风机运行转速约830 r/min，在锅炉蒸发量为420 t/h时风机转速约870 r/min。

表2 126 MW时锅炉引风机运行参数

表3 烟风阻力汇总表

表3中炉膛出口为压力零点。1号炉即使在排烟温度接近最大值，布袋除尘器最大阻力且脱硫除雾器最大阻力的恶劣工况下，取消增压风机后,锅炉引风机不需增容仍然可满足锅炉最大蒸发量工况时的负荷需要。脱硫系统拆除增压风机技术改造方案基本可行，节能量明显，同时可避免由于增压风机故障导致机组停运，提高系统可靠性。

3 炉外脱硫系统拆除增压风机技术改造方案及运行措施

根据国家环保要求，本次脱硫系统拆除增压风机的同时还要拆除脱硫旁路挡板，需制定脱硫系统技术改造方案和并对改造后的运行措施进行确定。

3.1 技术改造方案简述

根据现场条件，增压风机出入口烟道用钢板进行了封堵，原进、出口用直烟道进行连接。烟气经引风机出口挡板门后直接进入吸收塔后，经脱硫出口挡板进入烟囱。并在脱硫塔烟气入口侧加装浆液溢流检查门。拆除了脱硫旁路挡板后膨胀节，在原膨胀节前后焊接了两个堵板，彻底将原烟气烟道与净烟气烟道分离，旁路挡板门在原位置安装，将电动执行机构断电。旁路挡板拆除及增压风机短路后，相应的逻辑、保护也将删除。

3.2 改造后机组启动顺序及措施

锅炉在进行流化试验前，开启脱硫系统出口门，锅炉完成流化试验和预涂灰后锅炉点火，脱硫系统根据排烟温度投入浆液循环泵：当脱硫入口烟温超60℃时，启动1台浆液循环泵降低吸收塔内温度，入口烟温超80℃时，投入第2台浆液循环泵，超120℃时，投入第3台浆液循环泵，第4台循环泵可根据并网后脱硫效率及机组负荷情况进行投运，此时脱硫系统正常投入运行。启动过程中控制脱硫塔液位8m以下，避免浆液溢流。

3.3 运行中的注意事项

脱硫系统启动期间保持脱硫塔低液位运行。当脱硫入口烟温超80℃时，若脱硫浆液循环泵未启动，则吸收塔入口事故减温水门自动开启；机组正常运行期间，当4台浆液循环泵全部停运，事故喷淋水自动开启，30min后若浆液循环泵不能恢复则锅炉压火，待浆液循环泵恢复正常运行后锅炉可重新启动；微开浆液溢流检查门，并定期检查。定期清洗脱硫除雾器。

4 炉外脱硫系统拆除增压风机技术改造方案后运行情况

拆除锅炉脱硫系统增压风机后，2号机组带135MW负荷运行，锅炉蒸发量400 t/h，排烟温度146℃，炉膛出口压力100 Pa，布袋除尘器压差1 250Pa，脱硫除雾器压差450 Pa，锅炉引风机（2台） 电流分别为149 A/151 A，低于额定电流160 A，证明引风机可以满足机组满负荷需要。厂用电率下降7%～9%，节能效果显著。

机组在启动过程中并每隔2 h对脱硫除雾器进行清洗，防止油污和粉尘的粘附，造成污堵，控制脱硫塔液位8m以下。主机并网后对脱硫塔浆液进行了化验和pH值测定，各指标均在正常范围内。

5 结论

通过对2号炉外脱硫系统进行拆除增压风机和旁路挡板技术改造后锅炉原引风机出力能够满足锅炉最大蒸发量工况时的负荷需要，厂用电率下降7%～9%，节能效果显著；避免了由于增压风机故障导致单元机组被迫停运，减少了机组非停次数；锅炉和炉外脱硫系统运行控制更为简单可靠，有利于机组稳定运行。技术改造在系统经济性和机组运行可靠性方面都取得了明显效果。

Analysis on Desulfurization System Transformation

AN Jian-li
（Yangquan Coal South Longchuan Power Generation Com pany Co.，Ltd.，Yangquan，Shanxi 045246，China）

Based on the analysis of output test of CFB boiler induced fan and resistance analysis of the flue，dust collector and desulfurization system，it is concluded thatwithout the desulphurization booster fan,the induced fan canmeet the load demand when the boiler is on maximum amount of evaporation.Implementation was carried out based on technical transformation scheme and operation measures.A case study on the desulfuiztion system of No.2 uniton which the booster fan was cancelled proved that therewas extra load when theboiler isonmaximum amountofevaporation，and the reliability and economicalefficiency of theunitwas thus improved.

furnacewetFGD；induced fan；booster fan；resistance；auxiliary power consumption rate

X701.3

B

1671-0320（2014）03-0060-03

2014-02-12，

2014-03-20

安建利（1975-），男，河南濮阳人，1996年毕业于河南理工大学热能工程专业，工程师，从事电站生产及技术管理工作。