600 MW超临界机组取消脱硫烟气旁路的技术分析

李玉峰，徐寿友

(国投宣城发电有限责任公司，安徽 宣城 243000)

0 引言

随着国家环保要求的进一步提高及环保政策的日益严格，环保部门已要求火电企业在建设烟气净化装置时不设旁路烟道。随着烟气脱硫技术的发展，国家将在2014年对火电机组实施更加严格的排放标准，取消脱硫烟气旁路是火电机组发展的必然趋势。

湿法脱硫取消烟气旁路将使脱硫系统成为锅炉烟气系统的一部分，能使电厂更重视脱硫设施的可靠性，加大投入解决目前燃煤电厂烟气脱硫(FGD)设施投运率低、运行不稳定等问题，从根本上实现SO2的有效控制。所以，脱硫装置取消旁路烟道势在必行。

1 取消脱硫烟气旁路对机组的影响

有旁路烟道时主机和脱硫系统分开启动和运行，一般先启动主机，再启动脱硫系统。取消旁路烟道后，脱硫吸收塔是烟气排放的必经通道，所以脱硫系统必须先于主机启动、晚于锅炉停运，而且事故情况下与主机同步动作跳闸，对脱硫系统运行的可靠性要求甚至比主机设备还高。运行时电除尘装置必须高效投入，出口粉尘浓度不能超标。电除尘装置出现故障将影响脱硫系统，甚至主机的安全运行，而且启、停过程中脱硫系统和电除尘系统必须全程投运。取消旁路烟道后，为保证电除尘系统安全运行和吸收塔浆液品质不受影响，锅炉启动时不能投油，所以必须采用等离子点火方式启动，而这一点在已建大机组中基本都能实现。

2 取消脱硫烟气旁路后的管理提升措施

国投宣城发电有限责任公司(以下简称宣城发电公司)#1锅炉为600 MW超临界变压直流锅炉，脱硫系统采用传统设计:锅炉烟气自引风机出口至水平烟道，由增压风机提高烟气压力进入吸收塔，塔内设3台浆液循环泵，烟气经石灰石浆液脱硫后排入烟囱，烟气中未设烟气换热器(GGH)，年平均脱硫效率在92%以上。#1机组自2008年8月投入商业运营以来，设备运行稳定，曾创造了连续251 d长周期安全运行的纪录。2012年4月，#1机组C级检修时取消烟气旁路，至今主机及脱硫系统运行稳定，未发生脱硫系统故障影响主机运行的事件。

宣城发电公司明确提出将脱硫环保设施与主机同等看待，对增压风机这种单一重要设备更是提高一个等级对待，在运行和检修方面都与主机设备采用相同标准，并在相关制度中体现。加大脱硫设施的改造投入力度，先后进行了石灰石料场加盖防雨棚、脱硫废水系统改造工作，并更换了制浆钢球磨煤机衬板、部分浆液管道，提高了脱硫系统的可靠性。

对脱硫系统运行管理制度和设备逻辑进行全面梳理，修改了多处不合理的地方。加大脱硫系统运行人员的培训力度，实行月度考试和岗位竞争制度。改善脱硫系统运行人员工资待遇，提高运行人员的积极性。运用网络技术，将脱硫系统操作员站移至集控室，脱硫系统运行值班地点也改至集控室，改变了以往脱硫系统安全值班地点分散、管理相对松散的弊端，将脱硫系统运行置于值长有效的监督管理范围内。

3 取消脱硫旁路后的技术应对措施

首先对脱硫系统的设计和运行方式进行梳理:氧化风机、石膏浆液排出泵、石灰石浆液输送泵、除雾器冲洗水泵、工艺水泵等重要设备都采用1运1备方式配置，使得这些设备故障时不会造成脱硫装置立即停运;设有3台吸收塔浆液循环泵，且接于不同的6 kV母线，考虑到3台循环泵同时发生故障的几率非常低，所以浆液循环泵造成脱硫装置停运的可能性很小，故只要对这些重要设备及时消缺就可以满足要求。

为防止事故情况下高温烟气对吸收塔内衬胶层、喷淋层、除雾器和防腐材料造成破坏性影响，在吸收塔入口设有事故喷淋装置，并将逻辑修改为:“出口烟温达60℃”开启事故喷淋装置;“入口烟温160℃时”冲洗除雾器;“入口烟温高于165℃，延时5 min，出口烟温高于70℃，延时1 min”锅炉主燃料跳闸(MFT)。事故喷淋水源取自高压消防水，且有柴油消防泵备用，可以满足基本需要。

新建电厂可采用引风机和增压风机合并的方法来提高可靠性，但对于已投运电厂而言，这种改造方法投资太大，已不合适。宣城发电公司在取消脱硫烟气旁路前，于2010年7月8日增压风机故障检修期间进行了带负荷试验。当时，#1机组负荷为300 MW，风量为1 400 t/h，氧量为4.5%，2台引风机电流最大仅85 A(引风机额定电流为380 A)，增压风机入口压力为334.8 Pa，吸收塔入口压力为143.7 Pa，出口压力为－176.0 Pa。从这组数据可以看出，增压风机跳闸后触发机组快减负荷(RB)是完全可以维持锅炉稳定运行的，所以，宣城发电公司采用增压风机跳闸即触发锅炉RB，同时增压风机动叶自动开足减小烟气阻力的运行方式。

为验证此方式下锅炉及脱硫系统的安全性，宣城发电公司在机组改造后，于2012年12月进行了模拟增压风机故障动态试验，试验数据见表1。

由表1数据可知，在增压风机故障后锅炉RB情况下，有足够的安全裕度，保证了机组运行的可靠性。

表1 模拟增压风机故障动态试验数据

4 结论

脱硫系统取消烟气旁路是电力行业脱硫发展的必然趋势，新建机组取消脱硫烟气旁路有非常成熟和完善的方案，且在国内外已得到广泛应用。宣城发电公司的实践表明，已投产机组采取相应的管理和技术措施后，同样可以取消烟气旁路，而且不会降低整个机组运行的可靠性。