论FGD系统取消旁路挡板后逻辑优化处理

赵弋扬

（华能国际电力股份有限公司汕头电厂，广东汕头 515041）

论FGD系统取消旁路挡板后逻辑优化处理

赵弋扬

（华能国际电力股份有限公司汕头电厂，广东汕头 515041）

FGD系统，即烟气脱硫系统，目前大部分火力发电厂燃煤机组所配备的脱硫装置，其通过安装在烟道上的原烟气挡板门（脱硫装置进口挡板门）、净烟气挡板门（脱硫装置出口挡板门）、旁路挡板门（脱硫装置旁路挡板门），实现了在不影响主机情况下的投运与退出功能。然而，随着国家对环保要求的日益严格，绝对不允许主机在未投运脱硫装置情况下发电，尤其对脱硫装置旁路挡板的开关、漏风等情形把关越来越严，脱硫装置的旁路挡板已形同鸡肋。以华能汕头电厂#1机组FGD系统取消旁路挡板的工程为实例，阐述了脱硫装置在取消了旁路挡板后如何达到与机组同步启停，以及日常运行中如何做到与机组的稳步协调工作。

FGD； 原烟气挡板；净烟气挡板；旁路挡板；增压风机；引风机；浆液循环泵

1 项目概况

华能汕头电厂总装机容量1 200 MW，一期工程两台300 MW亚临界燃煤发电机组于1996年建成投产，二期工程一台600 MW国产超临界燃煤发电机组于2005年建成投产，同步配套了脱硫装置，同时对原来一期的两台机组加装了脱硫装置。三套装置全部采用石灰石－石膏湿式烟气脱硫法（FGD），以石灰石为脱硫剂，副产品是石膏，脱硫设计效率达90%以上。

2 FGD烟气系统工艺流程

（1）烟气自锅炉引风机出口烟道引入，进入FGD系统，经过增压风机增压至气－气换热器（GGH），降温冷却后进入吸收塔进行脱硫。塔内烟气自下而上流动，与从塔上部喷淋而下的石灰石石膏浆液充分接触。烟气中的SO2、SO3等被浆液吸收，生成的亚硫酸钙被不断鼓入吸收塔下部浆液池的空气氧化成为二水硫酸钙。净化后的烟气再进入吸收塔上部两层除雾器除去烟气中携带的浆雾和水滴后再返回GGH，加热后从烟道进入210 m高的烟囱排向大气。

（2）在FGD原烟气挡板门与净烟气挡板门之间的烟道中设置了旁路挡板门，正常运行时旁路挡板门关闭，事故情况下或者FGD系统检修时旁路挡板门开启，烟气经旁路挡板门直接进入烟囱外排。为保证锅炉和FGD系统正常、安全运行，旁路挡板门采用气动单轴双叶片百叶窗式挡板门。同时为了防止旁路挡板门关闭时，原烟气侧烟气泄露至净烟气侧所造成的二氧化硫“偷排”，旁路挡板门设有挡板密封风机进行鼓风密封。

3 FGD烟气系统取消旁路挡板前的控制逻辑

3.1 FGD保护跳闸条件（任一条件满足时）：

（1）锅炉MFT。

（2）原烟气温度高于160°C。

（3）原烟气含尘量高于150 mg/NM3。

（3）吸收塔内所有的浆液循环泵停运。

（4）增压风机入口压力＜-1.0 kPa超过4秒且旁路挡板开度＜30%。

（5）增压风机无运行信号且原烟气挡板未关到位。

3.2 旁路挡板保护开启条件（任一条件满足时）：

（1）FGD跳闸。

（2）增压风机入口压力＞1.0 kPa超过2秒。（3）增压风机入口压力＜-1.0 kPa超过2秒。（4）旁路挡板控制仪用气源压力＜0.23 MPa。（5）旁路挡板控制继电器失去4～20 mA电流。（6）旁路挡板失去交流220 V控制电源。（7）电子设备间DPU失电。

3.3 FGD烟气系统启动顺序

（1）增压风机动叶开度关至0。

（2）开启净烟气挡板，关闭吸收塔对空排放阀。

（3）启GGH马达运行。

（4）开原烟气挡板，启增压风机运行。

（5）增压风机动叶控制投自动，动叶开度自动开至18%。

（6）旁路挡板关闭至＜5%（该步目前采用手动关闭）

3.4 FGD保护跳闸程控停运顺序

（1）开启旁路挡板。（2）停运增压风机。（3）增压风机动叶控制切手动同时动叶开度关小至0。

（4）关闭原烟气挡板。

（5）开启吸收塔顶部通风挡板。

（6）关闭净烟气挡板。

以上的控制逻辑可以明显看出，无论是FGD系统的投运、退出或是整套系统的保护动作，旁路挡板都是最关键性的一个环节。投运时旁路挡板需等到系统稳定了再来关闭，退出时需要先打开旁路挡板，而系统跳闸的保护动作首出也是开启旁路挡板。在这样的控制逻辑下，FGD系统的投退对主机所产生的影响基本上可以忽略不计，然而，如果旁路挡板取消了呢？

4 FGD系统取消旁路挡板后的控制逻辑

4.1 FGD跳闸保护条件（任一条件满足时）

（1）吸收塔所有浆液循环泵跳闸，且吸收塔进口烟温大于90℃，延时100秒。

（2）增压风机保护跳闸。

（3）锅炉2台引风机及2台送风机同时跳闸。

4.2 锅炉MFT与脱硫系统关系

（1）吸收塔所有浆液循环泵跳闸，且吸收塔进口烟温大于90℃，延时100秒锅炉MFT。

（2）锅炉MFT发报警信号至#1FGD。

以上控制逻辑对比旁路挡板取消前的控制逻辑，我们可以发现，其条件已经远远下降，仅仅保留下为了防止吸收塔除雾器在高温烟气下损坏坍塌而设立的FGD跳闸条件，而当这个条件满足，锅炉也将发出MFT跳闸信号。至此，FGD真正意义上变成了与主机同步一体的整套系统。那么，在这种条件下，FGD系统又如何实现与主机同步启停功能呢？

4.3 FGD系统启动条件

（1）GGH主电机或辅助电机运行。

（2）增压风机启动电机启动条件满足。（3）吸收塔最少有1台浆液循泵运行。（4）电除尘已运行。

（5）锅炉烟气通道通风条件满足。

4.4 FGD启动顺序

（1）增压风机动叶手动置零

（2）启动增压风机

（3）缓慢调节增压风机动叶，维持其入口负压稳定

（4）联系主机启动引、送风机

（5）引、送风机启动后需手动缓慢开启增压风机动叶，维持入口负压稳定

（6）当增压风机动叶开至自动模式最低值（18%）后，可将动叶置自动调节模式。

4.5 FGD停运顺序

（1）接到值长停机通知后，严密监控增压风机动叶开度及入口压力。

（2）随着锅炉负荷逐渐减小，增压风机动叶开度也逐步关小，当动叶关至自动模式最低限（18%）后，将动叶切手动，根据入口压力波动趋势及锅炉负荷下降趋势，逐步缓慢关小增压风机动叶。

（3）当增压风机动叶关至零时，联系值长可以停运锅炉引、送风机。

（4）当锅炉引、送风机停运时，增压风机跳闸，其动叶自动全开至90%。

（5）停运FGD系统其他附属设备。

以上操作可以看出，FGD系统不论启停，已经严密地与主机绑定在了一起（这里所谓的主机，严格上来说是指锅炉引、送风机）。在旁路挡板未取消前，只要在旁路挡板开启状态下，FGD系统的启停并无时间上的严格限定：可以等到机组并网后，负荷稳定了再投运、也可以在机组点火成功以后投运；可以等到机组跳闸后再退出、也可以在机组极低负荷，打跳前退出。

取消旁路挡板后，FGD系统则必须在锅炉引、送风机启动前（也即点火前）启动以满足烟道的通流条件，而自系统启动后至机组负荷稳定并网前的整段时间内，为保持烟道及锅炉内的负压稳定，增压风机动叶基本都处于手动人工调节状态。至于FGD系统的停运，则需维持到引、送风机跳闸后，增压风机保护动作为止。同样的，从汽机打跳至引送风机停运这段时间内，烟道负压将会产生大波动，为了尽量维持其压力在正常范围内，增压风机动叶也必须手动调节。

可以说，FGD系统取消旁路挡板后，不论从操作顺序上，或是调整监控上都比以往任何时候来得更严格，这也表现在机组日常运行中的调整。从系统流程上来说，引风机、送风机、增压风机属于串联运行，而失去了旁路挡板这块天然屏障，几台大风机的任何一次小波动都有可能引起更大的连锁反应，而这些波动如果扩散开来将会造成无法估计的后果。为此，为防止一些波动叠加后的扩散，还设定了一些保护逻辑。

4.6 增压风机动叶控制

（1）增压风机跳闸或停运时，动叶自动开至90%。

（2）锅炉引风机动叶开度指令作为增压风机动叶调节的前馈指令。

（3）增压风机入口压力＞0.6 kPa时，动叶调节切手动。

（4）增压风机入口压力＜-0.6 kPa时，动叶调节切手动。

4.7 机组RB与脱硫系统关系

（1）增压风机没运行触发机组RB（快速降负荷）动作。

（2）机组RB动作发信号增压风机，增压风机执行机组RB目标信号（增压风机动叶执行开度指令27.5%）几秒后进入自动调节。

对于以上逻辑的设定，可理解为其首要目的就是确保增压风机跳闸后机组得以维持运行，而这些措施的最主要手段就是增压风机的动叶。

确实，旁路挡板取消后，增压风机的动叶控制显得无比重要起来。当锅炉及烟道负压波动有扩大趋势时，及时将增压风机动叶跳手动，提醒运行人员进行手动调节干预；当增压风机跳闸时，动叶首先开至90%，然后触发机组RB动作，再由机组RB动作后发信号关闭增压风机动叶至27.5%，这样确保了即使增压风机跳闸，机组仍可以在较低负荷状态下维持运行。

5 结束语

（1）应该说，对于火力发电厂而言，FGD系统取消旁路挡板在日趋严格的环保要求下是一种必然的趋势。所要做的，是在取消旁路挡板后燃煤机组得以在环保发电的前提下，如何更安全、稳定、持久的运行。

（2）保留增压风机而取消旁路挡板，从系统流程上来说是可行的，而华能汕头电厂#1机组取消旁路挡板改造至今，并没有出现过因增压风机故障而导致的停机事件。但因锅炉引、送风机、增压风机都是属于大型轴流式动叶可调风机，几台风机的串联运行有其存在的安全隐患，尤其当几台风机动叶都置于自动状态下，任何一点压力的小波动都有可能被扩散，这样也大大加剧了运行监盘人员的压力及工作量。

（3）或许可以考虑取消旁路挡板的同时，取消FGD系统的增压风机，加大锅炉引、送风机的出力，以期达到同样的通流效果。

［1］阎维平，刘忠，王春波，等.电站燃煤锅炉石灰石湿法烟气脱硫装置运行与控制［M］.北京：中国电力出版社，2006.

［2］钟琴.燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例［M］.北京：化学工业出版社，2007.

Logic Optimization after FGD System Canceling Bypass Baffle

ZHAO Yi-yang
（Huaneng Power International Co.，Ltd.，Shantou Power Plant，Shantou515041，China）

FGD system，flue gas desulfurization system，at present most of the thermal power plant coal-fired units are equipped with desulfuration device，through the installed in the original on the flue gas baffle，net of flue gas baffle desulphurization plant outlet baffle，the bypass damper desulphurization plant bypass baffle，realized under the condition of does not affect the host of commissioning and the exit function.However，as increasingly stringent environmental requirements，it is absolutely not allowed to host in power without operation of desulphurization device，especially for the desulfurization of bypass baffle device switch，the case such as air leakage control is more and more severe，desulfurizing unit bypass damper has chicken ribs.#1 unit in HuaNeng Shantou Power Plant FGD system project of cancel bypass damper as an example，this paper expounds the desulfurizer after canceled the bypass damper how to achieve synchronization with unit start-stop，and how to accomplish it in daily operation and steady coordination work of the unit.

FGD；the original gas baffle；the net gas baffle；the bypass damper；booster fan；induced draft fan；slurry circulating pump

TM621.9

A

1009－9492(2014)09－0070－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.09.019

赵弋扬，男，1981年生，广东汕头人，大学本科，工程师。研究领域：环境工程。 (编辑：向 飞)

2014－04－04