FGD无旁路情况下增压风机故障触发锅炉RB功能的应用

吴志刚

(国电宁夏石嘴山发电有限责任公司，宁夏石嘴山 753202)

0 引言

当前我国主要的火电厂均设置了烟气脱硫装置，早期建设的脱硫系统为保证锅炉运行的安全均设置了旁路，当脱硫系统出现故障时，烟气可通过旁路直接进入烟囱进行排放。按照国家环保部要求，燃煤发电机组在“十二五”期间逐步将取消旁路。在现阶段形势下，机组的安全、稳定运行直接影响着电网的安全、稳定、经济运行。由于主要辅机故障引起的机组非停次数占全部非停次数的比例很大，而在FGD取消旁路门的情况下，如何减少脱硫系统的辅机故障导致机组的非停更加尤为显得重要。

目前电厂的石膏湿法脱硫一般都设置100%烟气旁路系统。旁路系统安装在FGD入口烟道和烟囱之间，其最主要的作用是在脱硫系统检修或事故状态下与机组隔离，含有SO2的烟气不经过吸收塔脱硫，直接由旁路系统流经烟囱排出，从而不影响机组正常运行发电;同时当FGD或锅炉处于故障状态下(例如机组发生MFT、FGD入口烟气超温、浆液循环泵跳闸、增压风机跳闸等)使烟气绕过FGD，也避免对FGD设备造成影响或损害。同时机组冷态启动初期，为了防止烟气中未燃烬的煤粉和油滴进入吸收塔浆液，造成浆液污染，脱硫效率减低，吸收塔内防腐材料加速老化，烟气一般通过旁路烟道直接排入烟囱。待烟温升高、电除尘器投运使烟气粉尘含量小于FGD装置的进口要求后，增压风机启动，FGD装置进出口挡板打开，旁路挡板逐渐关闭，脱硫系统开始运行。机组均设置烟气旁路来保证机组的可靠性，保护吸收塔装置在事故状态时不受损失。

因此，取消旁路后，引风机出口烟气必须经过FGD系统脱硫后进入烟囱进行排放，脱硫系统的可利用率需要提高到100%。但由于脱硫系统运行中，可能会出现主要辅机(如增压风机等)不正常退出运行现象，原联开旁路门使烟气旁路通过的措施将不能执行，同时原来在增压风机故障时自动将动叶置于最小和关闭原、净烟气挡板门的控制逻辑将导致机组停机［1］。

1 RB机组快速减负荷功能

当机组在比较高的负荷工况下运行时，若由于某种原因造成部分重要辅机跳闸，导致机组不能继续维持高负荷运行时，RB(RUNBACK)控制功能将根据跳闸辅机的类型、故障程度以及机组运行的现状，自动计算出当前机组所能保证的安全稳定运行的最大负荷，并将此作为目标负荷协调机组各个控制系统，快速地降低机组负荷。并且要求在快速减负荷过程中能维持机组的主要运行参数在要求的安全范围内变化，而不引起机组保护动作，保证机组安全经济可靠运行。

2 RB动作信号发出后的联动

当RB的控制逻辑发出动作信号后，其动作信号同时分别送至BMS系统和MCS系统，当MCS的RB目标负荷计算逻辑接收到RB动作信号时，根据跳闸辅机的类型确定机组快速降负荷控制过程的目标值(此文针对机组50%RB功能)，同时，MCS的负荷控制系统也将根据跳闸辅机的类型确定机组快速降负荷速率。机组的降负荷速率和目标值确定后，其他相关子系统(燃料控制系统、送风控制系统、给水控制系统等)将接受该负荷指令并进行相应的动作［2］。

而当BMS系统接收到RB动作信号后，按照固定的逻辑切除相应的煤燃烧器和投入相应的油燃烧器。某火电厂1台1004t/h燃烧器前墙布置方式的燃煤锅炉，布置了四层煤燃烧器，对应4台磨组，三用一备。当其BMS接收到RB动作信号后，同时自动切除最上层煤燃烧器和投AB层油燃烧器;10s后，再自动切除次上层煤燃烧器。

3 RB控制的动态过程

当机组的RB动作时，会引起机组的负荷大幅度波动，从而导致机组的一些主要运行参数(蒸汽温度、主汽压力、汽包水位等)变化。如果这些参数大幅度超限，有可能引起机组保护动作使机组停运，严重时有可能影响机组的寿命。因此，在机组RB动作过程中保证机组的主要参数不越限，是RB动作控制的关键。在RB动作过程中，主汽压力、蒸汽温度等参数受到的影响:一是锅炉燃料量在RB控制下迅速减少，使主汽压力、蒸汽温度显著下降;二是汽轮机调门在RB控制下快速关小，从而减少汽轮机的进汽量，使主汽压上升、蒸汽温度上升。如果控制好两者的关系就可以使主汽压力在RB动作过程中平稳变化。由于在RB的情况下，BMS投切燃烧器的逻辑是固定的，因此主要应控制好降负荷速率。只要降负荷速率选择合适，主汽压力、温度是能控制在安全范围内。

4 案例分析

4.1 存在问题

(1)某燃煤电厂机组脱硫装置采用石灰石－石膏湿法脱硫工艺，设GGH，吸收塔三层喷淋每层对应一台循环浆液泵。

(2)事件发生前机组及脱硫系统运行方式。机组负荷246MW，主汽压力为14.38MPa，再热汽压为3.0MPa，主、再热汽温545℃ /540℃，炉膛负压为－43Pa，A、B 电泵，A、B、C、E 磨组运行;脱硫增压风机运行电流230A，动叶调整挡板开度63%。

(3)事故经过及原因分析。机组正常运行中突然发生RB动作，C、E磨组跳闸，机组最低负荷减至108MW，检查1号脱硫增压风机跳闸，随即锅炉正压保护动作MFT。增压风机跳闸原因为电机前轴承温度高保护动作;锅炉正压保护动作原因为增压风机跳闸后烟气通道受阻。

4.2 解决措施

为解决上述问题，通过多次试验，在锅炉RB动作保护逻辑中增加了增压风机跳闸触发机组50%RB动作逻辑。触发动作条件:机组允许出力应满足50%RB要求;增压风机跳闸触发机组50%RB，浆液循环泵应该非全停，否则触发锅炉MFT;增压风机跳闸信号由电气侧送三对跳闸接点，热工侧做三取二作为触发机组50%RB;增压风机动叶应置自动可调，满足发脉冲指令全开增压风机动叶要求。

4.3 实施效果

在增加增压风机跳闸触发机组50%RB动作逻辑后，再发生增压风机跳闸事故时，锅炉RB动作正常，增压风机动叶可全开，保证烟气通道畅通，锅炉不灭火。无旁路脱硫系统增压风机故障造成机组停运对厂、网的影响较大，但只要满足RB的控制功能、RB试验要求和RB的动作条件，脱硫系统增压风机故障时增压风机动叶全开，保证烟气通道畅通，避免机组非计划停运是能够实现的。

［1］胡秀丽.石灰石/石膏湿法烟气脱硫装置运行管理探讨［J］.电力设备，2007，8(12):79 －81.

［2］DL/T 5000－2000，火力发电厂设计技术规程［S］.