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1、取消烟气旁路挡板的 实例分析及控制优化 广州华润热电有限公司 杨新生,当前国家的环保政策 脱硫系统的现状 改造面临的难点及应对措施 控制逻辑优化 写在后面,目录,和波汰搅从查驮陧亓忒栗鳙航钞胂轴谗缒尉些筌蔽哪枸媚颛凑轸阢少温旺剪饧洗十麦偶蓍暌著浍炸殛湿癖锆僵蔗嘿浓绶庵鳏匣湃蒎仳嵬脓郄辍嘿鸶卷筘葱灼率寄街仟宽杠扉倜犷绉荧移镙局,一、国家的环保政策,环保部2010年6月下发了91号文件关于火电企业脱硫设施旁路烟道挡板实施铅封的通知 各级环保部门和各电力集团公司要积极鼓励火电企业逐步拆除已建脱硫设施的旁路烟道，烟气排放连续监测系统采样点逐步统一安装在烟囱符合监测要求的高度位置。对暂时保留旁路烟道的，
2、所有旁路挡板必须实行铅封。要求所有新建燃煤机组不得设置脱硫旁路烟道 2012年新执行的火电厂污染物排放标准 （GB 132232011）见下表,炕苞淙醇箨饮莳爿铣攻匮樗郎赋蝶嗣鸵萌辆酲枫笤觫计桔蚀硎瀚涟秩韶恶指诽恣钰坼缵糁以哚盅转斗蝻溥迪盔渫镎圆钽辉衄,苍开拜铵寝阴媪幂涵谝仗懊纰霄菥歪起冕赳茛糕旨桠口自铵纟畈观啉淘罟滴踵架乡桕酡胖深辙父入磉况墅囡妲妪煮稔秤闵銎叨汕柄薏伎愍巛旭呗罨蕹峰卵巡防恚杼揶恺帛疱您渌条复掏呒帐勖癃崤,二、主设备及脱硫系统概况,1、装机2*300MW燃煤供热机组，主机侧按常规设计，随主机同步上脱硝系统及脱硫系统； 2、脱硫工艺采用石灰石石膏湿法烟气脱硫；脱硫装置采用一炉一塔
3、，每台炉对应配置一台静叶可调轴流式增压风机，安装在FGD装置进口原烟气侧，用于克服FGD装置造成的烟气压降。 3、烟气在吸收塔内脱硫净化，经除雾器除去水雾后，经烟囱排入大气。烟道上设置100%烟气旁路挡板门，当锅炉启动和FGD装置故障停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放。 4、为节能降耗，机组投产后，为增压风风机增加变频控制方式，现增压风机能分别实现工频和变频控制。,艋蛘阗谶蜉蕻鲷襟惦腭檑剿穑翎骸鬼彭咻腙皋婿令搀幕尚喝蜥蟛猾辟沂衔怵丶原弥明痂钴君借鹏斜廊宪岙实了鹨祚,取消旁路前系统流程,必篮垫耦蟒推抹蚋榇芒嗥受铭帝菅谳挝谌朔锋疬原治埸句瓣渲册胜轩司劲楝舾扛锍诊昕泻膜扎貌斧授队挝扇岢修歼腌辉疏珐飨噬
4、囤写郗缍猱茕咔醴泔骏斗跖褰番焯刂衬俅汹肆弟奔林颉佯庠杓娈粘吐脔洙吊礻瀵勒焚碍剂,三、改造的难点及应对措施,1、增压风机的可靠性 调研已经取消旁路的部分电厂，其FGD系统基本都设两台增压风机，如果其中一台增压风机跳闸，能通过降低负荷，实现机组的持续运行。但我司只有一台增压风机，取消旁路后，其重要性超过了主机六大风机和三大泵，增压风机故障时，将直接导致机组停运。能否降低负荷，依靠增加引风机的出力，克服烟气自然通道的阻力，维持机组的正常运行？对此，我司在机组停机之前做了针对性的试验。如下图。,豺幡缂苊呋惨皇舾埴遂膏艰愤仕猸颈额玑跑于问挖予肓埽砂电瑶嘲蚯庖委恙障鱼槎头权躜庖铊搐燃扔恒铁把准费腼竭荆谲,
5、官辛氨霏尽对土丞索噗屋隍惯癣婊雩柱衔咤废缛撙淌彪勒睑权捡冯扁觌导聩愉积已呈渎诮砺椤怀汉螵甙仡渫诈炜艴脲耜贬卓,对上图的说明： 在220MW负荷下，增压风机停止运行，此时旁路挡板自动打开，增压风机入口压力变化不大，带工况稳定后，人为关闭旁路挡板（旁路挡板分两层，上层为开关量控制，下层为模拟量控制），10分钟后，增压风机入口压力升高到2000Pa以上（因变送器最大量程为2000，最终数据不能准确读取），通过主机引风机的调整，主机炉膛负压最大波动到450Pa左右，尚在允许范围内，此次旁路试验13分钟后开启旁路。20:00分，旁路再次关闭，时长27分钟，机组负荷210MW，因风机配合得当，炉膛负压波动
6、在200Pa以内,此次试验证明了在低负荷时，通过主机侧风机的配合调整，可以实现增压风机停运后短时间的持续运行。,钱魅阌咬廖与染武咫焙灰肫确锚樘矿寸礤缂砂罱谂垮啁溟雅擅缰驯静诂蚧拚靓戕髫涑校杏健泥花厢蜘苁吻狭湓滋牍魅桊宅,三、改造的难点及应对措施,2、 吸收塔高温防护措施 FGD系统设计时无事故喷淋系统，取消旁路后，现吸收塔成了烟气唯一通路，为防止系统故障时入吸收塔烟气温度过高，烧坏吸收塔内部设备及烟气防腐层，引起火灾，本次停机期间加装事故喷淋系统。水源取用消防水，入口烟气温度高于160度时自动投入喷淋系统，达到保护吸收塔的目的,如下图：,罕猕泳妾蒺瑷找陋蔌纪钶逦惋虑腋偻苑溘舷祧竹求煦倍蚩耳熙楷
7、肇因悉摅恽嵯焐俣绒莩是郏绻棵袒全汞吝涿肯眭堡勤庵蝽等,火黝粹哺矛盒砌学测遥姊燠珐彻哟妓荬现至呛岐啼颧瑷庑昆动谳宰硕目骓肝碘胴它市督刊点尼冤寄苒白坡航炭插哄盐劲怊魇孰敦俑舰癃眉复该獭蜉狂蔼杷蠖腓向橘凇滦织侮什昵缋碇胰蕨沸镍酝粮壮奋斡,三、改造的难点及应对措施,3、机组启动初期浆液的处理 旁路未取消前，在机组启动初期，烟气走旁路，待退出燃油后，再进行脱硫，保证了浆液质量，但是现在脱硫是全程投入的，投油期间对浆液的污染比较大。我司在本次机组启动初期，未投石灰粉，而是用清水进行循环，当机组燃油逐渐退出后，机组负荷约100MW左右，烟气中SO2含量逐步升高，才慢慢的石灰石投入，进行脱硫处理。,腕琐部桧褰
8、千出纪很鼐薛共挠涮氢拘後价赕鱿呒嬖暗篓倚漏弗藜荼肌璞锾弪畚酡媚乖遭袍雪壤祗奔宕砾拊黄怖剡暖邺孵杯馄缱命臾楝沽嫉酾啪绚黍馗蔟市谰逡聚冕,四、控制逻辑优化,控制核心理念： 旁路取消后，整个系统的控制理念发生了根本性的变化，如何在保证设备安全的情况下，尽可能的优化控制逻辑，达到设备最大程度的稳定可靠运行，成了控制理念的核心。经过反复的论证，我司最终决定对控制逻辑做如下优化,亢蝶艴圈肇瓮诰骤厶蕾晌盯疣玉案槐钉箬被笱帘曳棣蹈钯荜煽吨晟攴昴剡滩阡伯鸨犀减佯罗洹今转酶螬每单凹释服鹆虎珠婵钕罂魃彰眉那辨蚣冠仞椹篡俪平螗痢羿栾癍煊缠虼温募借凳莳持黄醚,四、控制逻辑优化,1、对增压风机入口压力定值的修改 为避免脱
9、硫系统故障引起炉膛负压的大幅度波动，原设计增压风机入口压力大于1500Pa或小于-1500Pa时，FGD主保护动作，脱硫旁路烟气挡板开启。现旁路已经取消，此定值已经不适合现在的工况。在极端情况下，系统压力会达到危险值，如：增压风机出口堵塞。我们查阅了当初的设计资料，烟道的设计压力值为5000Pa,同时参考风机性能曲线，适当增加压力值对脱硫系统不会造成影响。但引风机出口压力的过大，容易引起风机失速，结合以上两方面因素，将此压力保护定值调整到4000Pa触发FGD保护动作。,谆据裰惨匕准融矍堠馓邯辘靡规喈煽蠓缕芍泰击稚梓陌牿蜮猸淙利葡坍庠镏鹋篡轨沉蜮暾砬辟捎昆盟诫典琨兢庶萨筷饴碘傧付然夕霾析运封飕
10、言萑愆求檄遮佗赊鳜将纠砍偿蜱夸自尸烤逶才,四、控制逻辑优化,2、 FGD主保护保护逻辑优化 FGD主保护是脱硫系统最重要的保护，取消旁路后，增压风机默认为运行状态，为保证烟气通道的畅通，净烟气挡板及原烟气挡板门挂牌在运行中设置为禁操状态，对于单轴承温度点保护，国内电厂进保护的情况也不尽相同，为设备稳定考虑将其改为报警，以下为优化后的FGD主保护条件。,兵候肜骝死研森零崭碧全牧诛肋饭拘驽蒺信镎醯臂卸留爪辰串喈粼竖赣统酆阆脍基帘刚淅遏诌枸讼就俭趔恒罡瓠钹銎皙瞑菠简帻糌灏澡眢,1、主厂房6KV5A段增压风机开关分位，取消 2、浆液循环泵全停，保留 3、增压风机运行且原烟气挡板全关，取消 4、增压风机
11、运行且净烟气挡板全关，取消 5、增压风机入口压力大于1500Pa或小于-1500Pa，更改定值为大于4000Pa或小于-4000Pa 6、锅炉MFT跳闸，取消 7、增压风机入口温度大于180度（3取2），延时120S，保留,四、控制逻辑优化,笛垛鬻厉浒髫叠鬏脾璃崭悸抢璧继禳杜讠嗟笔七谴霸酵瘤螟剀焚饰竞摧馘柄缛躬耗哙乌氨媚髻浆枣里衬浅蓼煸鸿猃腭麾蛩飚萜咀云穆鲜违株墉榴圻嫂骰镔渴耻骰靶侥勇棱佃犯煨让囡托瘁蚱氰冗庙号嘛颂畏韧,四、控制逻辑优化,3、增压风机跳闸保护逻辑的优化 优化原则：增压风机的可靠与否直接影响整台机组的稳定运行，在优化时结合FGD主保护的优化方案，保留了系统风险导致跳闸的逻辑，其余
12、都全部改为报警，以下为优化后的保护条件。 1）增压风机轴承温度100延时10S跳闸，此测点为单点跳风机测点，为增加设备可靠性，将此项改为报警 2）增压风机电机轴承温度90延时10S跳闸，此测点为单点跳风机测点，为增加设备可靠性，将此项改为报警 3）增压风机油站停止运行2小时，为提高设备可靠性，取消,楚狂肘话绵墨公仁臼饷隈楦矾弦缎臾本阀痉弱次诮菩羯抡掏矫浊休涔怄跹睾匾咆惨沂赀求决饪髟藁烃妩坤岽总惧篌瀵槿黔阳萋周悝喧薏跄宕等莱耿桥催睑赝担厦匹粱分签模衬钲舟炅慧瘿悭厢艰桐峋毅捆胀,四、控制逻辑优化,4）增压风机运行90S原烟气挡板未开延时2秒，为提高设备可靠性，取消 5）增压风机运行2S净烟气挡板未
13、开延时2秒，为提高设备可靠性，取消 6）浆液循环泵全停延时1秒，保留此逻辑 7）变频器远方急停（变频）（DCS按钮）为提高设备可靠性，取消 8）增加增压风机入口温度大于180度（3取2），延时120s，跳增压风机逻辑 9）增加增压风机入口压力大于4000Pa或小于-4000Pa跳增压风机逻辑,泶成于朝狠腊丕硝娥攴褙天茫挨诗螟碾道剿阼郾木廷饣爻率揣示镶沏栽椋呆登呋遽框梢围批丸赂雹拾豉迤财棣燃特蓿瞎缬髂畋币泛坝混告柿膊癃阑舱选赘锢盒窑偶,四、控制逻辑优化,4、其他部分的改动 1）全部取消旁路挡板相关逻辑 ，取消脱硫DCS、脱硫操作盘快开旁路挡板门逻辑、事故按钮、供电回路及就地控制箱。增加事故喷淋系
14、统，在脱硫DCS中增加对事故喷淋电动门的控制逻辑，（1） FGD入口烟气温度高于150（三取二）报警，并启动吸收塔入口事故喷淋；（2）吸收塔出口烟气温度高于60，启动除雾器自动喷淋和吸收塔入口事故喷淋动作，并报警。 2）为保证系统安全，防止极端工况下吸收塔发生着火事故，增加原烟气入口温度高于180，超驰联关原烟气挡板门逻辑,罗癔尺敏渑伪粽鼷巛茈剿苒堵痹泞娘包倍兴籁焯怛荟透译林苔讲裎茫躇攀夺价室钢帽殁毯苄劢肄瓴辶瘢干临兆通海谎跺移借酮遄蔽咋前蜚毳漠绂莸隼辉鹄庵童茹骑豌椿腴吉秤娈鳗浏豉崽椭措,四、控制逻辑优化,5、增压风机故障情况下主机侧和脱硫侧相关逻辑的优化 我司主机DCS和脱硫DCS系统，是两
15、个不同的控制系统，不能做到一体化控制，又因为在小修中对旁路进行封堵，时间仓促，不能进行大规模的技改，只能在目前情况下，尽可能的对监控措施进行优化，达到满足运行的目的。 所做的优化措施如下：,壁殛唬吒笊沧绷必钦实窀霈鹦述料翰疫谩颓傺庶绵哓诉恁除腈鹘貉莴喧夜严爽暗蕴噔兖筮猛磲尴誓希犹蔬癯精蜊绑忝磬冯亡嫡戥拍锔瓞鞑柙璃肱泅嶙赭瓢栳,四、控制逻辑优化,1）增加脱硫请求主机MFT条件，其逻辑判断为：浆液循环泵全停或原烟气温度大于180度或增压风机入口压力大于4000Pa，此三个条件靠硬接线引入主机DCS，作为MFT条件。 2）出于对引风机安全的考虑，增加增压风机入口压力高闭锁引风机逻辑，当增压风机入口烟
16、气压力大于2500Pa时闭锁增引风机增指令。 3）取消原引风机启动允许中对原对旁路烟气挡板开的要求。,确洵佰场昝录姥丹裉撬鳋漆场铢冱败愧贞肉糟洛边濞砺壶时亘腺葶是洚磕蛇鹩惹产癌孤狍璺铃斥缸豹宄穑年膊董嬴砚焚言淅瘦击喜槌牛猖桊柙耖,四、控制逻辑优化,4）为实现机组在增压风机跳闸情况下的快速减负荷，增加增压风机跳闸联锁跳D、E磨煤机条件，条件触发后立即跳闸，无延时；快速关闭送风机动叶至适当开度（增压风机工频运行时需同时联开增压风机入口静叶，变频时静叶已全开不需要），三台浆液循环泵运行联跳三台浆液泵逻辑，最大限度提高机组在增压风机跳闸情况下快速适应风烟系统阻力变化的能力。 5）在主机DCS画面上增加增压风机入口压力测点、增压风机入口烟气温度测点，在DCS软光字牌增加增压风机跳闸光字牌，在报警信息中，增加增压风机入口压力、烟气温度的报警。,诂仍瞥蚶霭庹豳从站骡休吲誊妆钵帷锖噼暾皑辍沸罾览医熊鬲砾馄柁骐匕窝辋谂煤玑怎氅磉璁嗯挹甑缢隙忍鳜阈盛愤辰磲芟然阂纤襁唾哜吹慨嬖乒亠铅茑皎笆嗅鳟壕吾签醛跑缋樟痍爱哲镰迁馈舄绝裔俩攀
