锅炉引风机替代增压风机投运脱硫装置运行技术研究

摘要： 脱硫装置的投运率不低于90%，是当前我国环保法规对火电企业脱硫装置运行的基本要求，而脱硫增压风机故障检修常使火电企业因环保问题面临主机被迫停运和增发电量的两难选择，本文通过介绍脱硫增压风机故障检修情况下，用锅炉引风机成功代替增压风机，使脱硫装置投入运行的技术创新实例，为企业解决增压风机故障问题提供了较好的思路；也可作为火电机组雨季低负荷运行时，停运增压风机，节能降耗的运行优化方案。

关键词： 湿法脱硫；增压风机故障；投运率

中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）24-0049-03

0 引言

近年来，国家环境保护督查的重点内容逐渐转向火力发电企业脱硫装置的运行情况，保持脱硫装置“长期、稳定、高效、达标”投运是企业顺利通过国家环保核查的基本要求。国家环保部“环办【2009】8号文”及《燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法》中均明确规定：“脱硫设施投运率在90%以上的，扣减停运时间所发电量的脱硫电价款；投运率在80%-90%的，扣减停运时间所发电量的脱硫电价款并处1倍罚款。”。受脱硫增压风机故障的影响和制约，造成脱硫增压风机停运检修，进一步导致脱硫投运率不足，在这种情况下，因主机脱硫停运，使得火电企业面临被迫停运和增发电量接受处罚的境地。

1 锅炉引风机带脱硫装置运行试验前准备工作

1.1 锅炉引风机带脱硫装置运行的可行性论证

1.1.1 烟气通过脱硫装置所需要消耗的总压力。如图1所示，通过查询2号机组分别在150MW和200MW工况下增压风机出口压力的历史运行曲线，发现在这两种负荷下，脱硫烟气在1500Pa、2000Pa的初始压力下，就可以克服脱硫装置的烟气系统阻力，进一步满足烟气脱硫的需要。

1.1.2 锅炉引风机能为脱硫烟气提供的压力。根据设计要求，锅炉引风机的总压力为4450Pa，在负荷170MW的工况下，2号机组引风机静叶开度、运行电流、相对额定电流分别为40%、100A、238A。

通过对比分析上述运行工况，在较低负荷下，可得出锅炉引风机可以提供足够的压头，使得锅炉尾部烟气进一步克服脱硫装置的系统阻力，进而对烟气进行脱硫处理，然后进行排放。机组实际能带的最大负荷点，可以在实际运行中通过试验确定。

1.2 试验相关的保护逻辑修改工作

1.2.1 增加锅炉MFT时保护开启脱硫旁路挡板，关闭原烟气挡板逻辑（原为锅炉MFT连锁跳增压风机，再由增压风机连开旁路挡板）。

1.2.2 屏蔽2号增压风机入口压力超-1000Pa至500Pa范围，保护联开旁路挡板逻辑（试验时增压风机入口压力将超过500Pa）。

1.2.3 屏蔽2号增压风机停运，旁路挡板联开逻辑。

1.2.4 屏蔽2号增压风机动叶开度小于10%联开旁路挡板逻辑。

1.3 编制2号脱硫装置进烟步骤运行措施

1.3.1 号机组负荷降至150MW，保持磨煤机A、B、C运行，保持磨煤机A煤量在20t/h左右，煤质尽量好。

1.3.2 试验小油枪投入正常。

1.3.3 脱硫吸收塔系统投入运行。

1.3.4 联系集控，2号脱硫装置准备进烟。

1.3.5 开启2号脱硫装置净烟气挡板。

1.3.6 开启2号脱硫装置原烟气挡板。

1.3.7 在关闭旁路挡板前，机组不应进行其它任何操作，值长应通知各专业停止可能影响到主机运行的操作。

1.3.8 机组长安排巡检两名分别到旁路挡板及引风机处，拿好对讲机及巡检工具，在关闭旁路门时加强和机组长联系。

1.3.9 脱硫值班员先手动缓慢关闭2号机组脱硫旁路挡板1，在关闭旁路挡板时，机组长应注意锅炉炉膛压力波动情况，加强监视锅炉引风机的运行电流、振动、出入口压力、各部温度的波动情况，防止引起引风机喘振。在开大引风机静叶时，应注意保持静叶开度不能大于90%或保证引风机电流不大于230A。在关闭旁路挡板时，如炉膛负压变正可适当降低机组负荷，负荷最低可降至135MW，在降负荷过程中如发现燃烧不稳可投入小油枪助燃。机组长在监盘时如发现异常立即通知就地停止旁路挡板关闭工作，若引风机振动、出入口压力、参数及锅炉炉膛压力波动有异常增大趋势且不能控制，立即全开旁路挡板。

1.3.10 脱硫值班员手动缓慢关闭2号机组脱硫旁路挡板2，在关闭旁路挡板时，机组长应注意锅炉炉膛压力波动情况，加强监视锅炉引风机的运行电流、振动、出入口压力、各部温度的波动情况，防止引起引风机喘振。在开大引风机静叶时，应注意保持静叶开度不能大于90%或保证引风机电流不大于230A。在关闭旁路挡板时，如炉膛负压变正可适当降低机组负荷，负荷最低可降至135MW，在降负荷过程中如发现燃烧不稳可投入小油枪助燃。机组长在监盘时如发现异常立即通知就地停止旁路挡板关闭工作，若引风机振动、出入口压力、参数及锅炉炉膛压力波动有异常增大趋势且不能控制，立即全开旁路挡板。

1.3.11 旁路挡板全关后，系统全面检查一次。

1.3.12 若运行1小时后，工况正常，可尝试增加机组所带负荷。加负荷时注意加强集控和脱硫联系，密切关注前述各相关参数，发现异常立即停止加负荷工作。

1.4 编写运行注意事项及异常事故处理

1.4.1 机组带固定负荷运行，在有操作时，集控机组长、脱硫班长应加强联系。

1.4.2 运行中机组长注意密切监视锅炉引风机的运行电流、振动、出入口压力、各部温度的波动情况。若引风机发生喘振、引风机振动、出入口压力、电流或锅炉炉膛压力波动有异常增大趋势且不能控制，立即全开旁路挡板。

1.4.3 挡板全关后前4小时，每30分钟到就地检查一次引风机的运行情况，并做好记录。4小时以后按正常巡回检查制要求进行巡检工作。

1.4.4 在进行锅炉吹灰、排污等定期工作时，机组长应提前和脱硫联系。在进行操作时，操作应缓慢进行，防止出现炉膛负压的大幅波动。

1.4.5 加强对各运行磨煤机的检查和监视。值长应通知燃运保证2号炉煤质，防止断煤、堵煤等情况的发生；在运行中如必须进行切换磨煤机运行时，操作应缓慢进行，防止造成锅炉负荷、压力的大幅波动。

1.4.6 锅炉风量调整应缓慢进行，不要大开大关，防止造成炉膛负压的大幅波动，在进行锅炉吹灰时，可将引、送风机全部放在手动位置。

1.4.7 值长应督促灰控加强对捞渣机的检查，防止因捞渣机的故障造成机组负荷的变化。

1.4.8 在运行中如发生MFT动作、锅炉灭火等异常情况时，应按照规程相关规定进行处理。

2 锅炉引风机带脱硫装置运行试验的实施

根据事先的论证，结合预想方案，通过试验对锅炉引风机替代增压风机投运脱硫装置进行验证，试验非常顺利，机组运行稳定，相关运行参数如表1所示。

3 脱炉引风机带脱硫装置运行经验总结

3.1 脱硫装置投运时，实际是靠关闭旁路挡板提高脱硫装置入口压力，将烟气送入吸收塔进行脱硫。此过程必须缓慢进行，集控和脱硫加强联系，防止引风机发生喘振，造成锅炉负压不稳等不安全现象。在挡板关闭初期压力升高不明显，旁路挡板1可适当快速关闭，当旁路挡板2关到50%以下，引风机出口压力升高到1KPa以上时，对引风机运行影响较大，必须缓慢进行。

3.2 脱硫装置停运时，旁路挡板前的压力处于最高点，此时开启一点点，烟气节流效果非常突出，此时旁路挡板开启速度过快，对引风机和炉膛负压影响非常大。操作时，必须非常谨慎，集控和脱硫要加强沟通，控制好引风机运行状态和炉膛负压确保机组运行稳定。

3.3 引风机带脱硫运行机组，通过对低硫份、高热值的优质煤进行燃烧，能够确保锅炉运行的稳定性，机组运行参数正常，运行中机组负载固定的负荷，固定磨煤机运行，加强监视运行的磨煤机，为了保证锅炉运行的安全性，切换磨煤机、大幅加减风量等调整操作尽可能避免。

4 试验存在的问题及应对

4.1 引风机喘振问题及应对。对于锅炉引风机来说，原设计运行工况出口通常为微负压，现在出口运行压力为1700Pa，在运行过程中，锅炉引风机性能曲线发生平移，进而容易发生喘振，对其运行的安全性构成影响。

在关闭旁路挡板时，在一侧挡板关完后，就地检查引风机声音明显发生变化，当引风机出口压力升至1KPa以上时，引风机A、B会出现明显的抢风现象，随着引风机出口压力的升高，引风机的电流波动较大，比较难控制，如调节不好，一侧风机会带不上负荷，电流回到空载电流附近（90A左右），而另一侧电流会明显增大，而且电流减小的风机静叶会因为出口压力的升高而出现卡涩，操作不动的现象，而且振动值明显上升（振动值上升约20цm左右），就地检查风机声音异常，有喘振迹象，出现此问题后，需开大旁路挡板，待引风机出口压力降低后将引风机电流两侧调整正常后才能重新开始关闭旁路挡板。当出现此种情况时，既对引风机安全运行威胁较大，而且会影响到炉膛负压的变化，影响锅炉燃烧的稳定。

针对引风机易发生喘振问题我们可以采取以下运行措施来预防：①脱硫装置投、退时，引风机就地派值班员严密监视，及时掌握现场情况，集控和脱硫加强联系，缓慢操作，及时调整，确保引风机不发生喘振，脱硫稳定投退，锅炉炉膛负压平稳，机组运行安全；②在关闭旁路挡板时，在引风机出口压力升至1kPa以上时，引风机A、B会出现明显的抢风现象，在操作时尽量切为手动调整，并特别注意控制引风机A、B的电流，尽量保持两侧电流偏差不超过5A，挡板关完后，引风机、送风机调整解列为手动调整，运行磨煤机尽量固定，加强对运行磨煤机的检查维护，尽量避免进行切换磨煤机的操作，风量调整适应缓慢进行，避免风量大幅波动；③机组运行中带固定负荷，如需进行小幅加减负荷工作时，机组长应与脱硫班长沟通联系后再进行调整，并安排值班员到引风机就地进行检查；④要求各运行值当班期间做好引风机喘振事故预想，一旦发生异常时能做到心中有数、沉着应对。

实践证明，为了避免和防止引风机喘振带来的不利影响，通常情况下，需要做好以上四点共走。

4.2 旁路挡板漏烟问题及应对。在运行过程中，引风机带脱硫装置的旁路挡板前压力在1000Pa到2000Pa，与平时运行的微负压相比，要高出许多，在这种情况下，旁路烟气泄漏比较严重。

进行停机检修时，对旁路挡板的密封情况进行处理和改善，在一定程度上降低旁路挡板密封缝隙；对密封风系统的畅通性，以及分布的合理性进行检查；在运行过程中，确保挡板密封风系统正常投运，与旁路挡板前烟气压力相比，确保挡板密封风压力高出500Pa，进一步减少烟气的泄漏，满足相应的环保要求。

4.3 引风机出口膨胀节及烟道正压运行问题及应对。对于引风机来说，当出口膨胀节，以及烟道设计正常时，通常情况下为负压运行，现为1000Pa以上的正压运行，造成部分地方存在烟气泄漏。

4.4 机组可带负荷较小，整体电耗相对升高。正常情况下，去掉脱硫增压风机且机组带满负荷，必须对锅炉引风机进行扩容改造。当前锅炉引风机带脱硫运行可作为脱硫增压风机故障，需长时间停机检修情况下的应急方案。

5 锅炉引风机替代增压风机投运脱硫装置运行技术综合经济性分析

5.1 增压风机故障期间主机停运的经济性分析。机组每天平均负荷240MW，根据计算15天少发电：240×24×15=8640万kwh，上网电价按0.3元/kwh计算，那么该发电厂损失近2592万元，同时扣除发电的平均成本0.2元/kwh，这时，发电厂净利润损失864万元。

5.2 增压风机故障期间主机运行、脱硫停运的经济性分析。主机投入运行时，当月脱硫停运率不满足80%，环保按“投运率低于80%的，扣减停运时间所发电量的脱硫电价款并处5倍罚款。”在这种情况下，需要扣减该期间发电脱硫电价0.015元/kwh的6倍，也就是每度电扣减0.09元。

5.3 增压风机故障期间主机运行，引风机带脱硫运行的经济性分析。对于机组来说，如果每天平均负荷160MW，扣除投运准备和故障恢复期5天，在10天内，该发电厂的发电量，根据计算为160×24×10=3840万kwh，上网电价按0.3元/kwh计算，那么该发电厂获电价款为1152万元，同时扣除发电成本0.2元/kwh，这时发电厂的净利润为384万元。

增压风机故障期间三种运行方式的经济性分析汇总如表2所示。

由表2三种运行方式经济性对比分析可看出，在增压风机故障期间选择主机运行，引风机带脱硫运行方式，企业的净收益最大。

6 结论

在检修脱硫增压风机故障的过程中，通过锅炉引风机对增压风机进行代替，进一步使脱硫装置投入运行，对于企业来说，这时解决增压风机故障问题的创新方案。一方面保证了脱硫装置的投运率，另一方面给企业增发了电量，在一定程度上为火电企业赢得显著的经济效益和社会效益。本方案也可作为火电机组雨季低负荷运行时，停运增压风机，节能降耗的运行优化方案。

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