600MW火电机组脱硫旁路与增压风机取消后控制策略

【摘要】根据环保要求及电厂实际需求，脱硫系统取消旁路挡板与增压风机系统，对相应的控制策略和逻辑保护进行调整，满足脱硫系统运行的高效性、稳定性。机组启动前要启动一台浆液循环泵，投运脱硫系统，机组停运后允许退出脱硫系统，对脱硫烟气系统FGD保护、浆液循环泵、事故喷淋阀等逻辑保护进行优化调整。

【关键词】FGD保护;旁路挡板;事故喷淋;控制策略

引言

浙江大唐乌沙山发电有限责任公司一期4×600mw机组的烟气脱硫工程，采用了石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺。脱硫装置配套的工艺子系统包括：石灰石浆液制备系统、烟气系统、吸收塔系统、石膏脱水系统、工艺水系统、废水处理系统以及电气系统、仪表及控制系统等，其中烟气系统主要的设备有入口挡板、出口挡板、旁路挡板、挡板密封风机系统及增压风机系统，控制系统采用FOXBORO公司的I/A Series分散控制系统。

根据《国务院“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》（国发【2011】26号）和《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》（国发【2011】35号）的有关要求，在“十二五”期间拆除火电机组烟气脱硫旁路挡板门，浙江大唐乌沙山发电有限责任公司结合机组检修，对脱硫烟气系统旁路挡板门进行拆除封堵;根据机组脱硝工程及电除尘布袋除尘器改造，将脱硫增压风机与锅炉引风机合并，拆除脱硫增压风机系统，扩容引风机。对相应的控制策略和逻辑保护进行调整，使机组启动后锅炉燃烧产生的烟气能够顺利及时的通过脱硫系统进行烟气脱硫后进入烟囱排至大气中，保证脱硫系统的安全稳定运行。

1.工艺系统改动

1.1 原脱硫烟气系统

烟气通过A、B两台引风机送到脱硫，经入口挡板到增压风机增压后进入吸收塔，吸收塔出口烟气经净烟道进入烟囱;整个烟气系统设旁路烟道，在脱硫系统FGD保护动作后，烟气可以直接通过旁路挡板进入烟囱。

1.2 取消旁路挡板和增压风机后系统

脱硫烟气系统旁路挡板门封堵和增压风机取消后，烟气经A、B引风机后通过烟道直接进入吸收塔，然后经出口进入烟囱排出，机组投运后烟气必须经过脱硫吸收塔。增压风机取消后，烟道铺设路线更改，重新焊接烟道，在线监测分析仪取样、原烟气压力等测点更改位置重新安装。烟气进入吸收塔处安装有两路事故喷淋水，在紧急情况下打开事故喷淋阀，对原烟气进行降温，同时加强吸收塔出口烟气温度的监视，安装三个温度测量点进行监视。

2.控制逻辑修改

2.1 脱硫烟气FGD联锁保护

增压风机与旁路挡板取消后，脱硫FGD保护的判断条件以三台循环泵运行状况和吸收塔出口温度来判断。FGD动作条件为（以下两条是与的关系）：a.三台浆液循环泵全停。b.吸收塔出口温度高于75℃（三取二，有坏值判断）延时15秒。FGD保护动作不再联锁开旁路挡板，动作信号分三路（分配到三块DO卡件上）送到机组FSSS机柜触发锅炉MFT。

2.2 浆液循环泵联锁保护

2.2.1 单台浆液循环泵跳闸条件

a.脱硫浆液循环泵运行且入口门开信号消失5秒以上且入口门关信号返回保护停循环泵。b.取消吸收塔液位低于5m跳三台浆液循环泵条件，改作报警。

2.2.2 循环泵允许停条件

原逻辑满足以下任一条件：

a.至少两台循环泵运行;

b.增压风机停运且进出口挡板门关。

取消上述条件，在画面上做上允许停按钮，由运行人员根据锅炉及引风机运行情况判断，手动点允许停按钮后允许停浆液循环泵。锅炉点火前投运1台吸收塔浆液循环泵，吸收塔浆液循环泵投运正常后允许点火。

2.3 吸收塔顶部通风阀

原逻辑为：当进口挡板和出口烟气挡板均关闭，吸收塔顶部通风阀联锁开;当进口挡板或出口挡板开，吸收塔通风阀允许关;当进口挡板关时，吸收塔通风阀允许开。旁路取消后，取消吸收塔顶部通风阀开、关允许及联锁开条件，由运行判断后手动开关。

2.4 原脱硫烟气画面中“脱硫投入”

脱硫投入是有旁路挡板关闭信号返回为条件的，现因旁路取消，更改为任意浆液循环泵运行为条件，显示“脱硫投入”。

2.5 机组软光字报警增加两个条件

分别是：

a.机组脱硫只剩一台浆液循环泵运行。

b.机组脱硫塔出口温度三取二高于60℃。

3.提高脱硫控制系统可靠性采取的措施

3.1 防止浆液循环泵全停

脱硫系统取消旁路和增压风机系统后，提高了浆液循环泵稳定运行的要求，防止循环泵误动全停。将原逻辑中吸收塔液位低于5m保护停泵的条件，改为报警，防止液位信号跳变带来的误动。本厂脱硫系统循环泵入口执行机构为德国EMG TM4 0105带减速箱，全开全关行程时间为60S，执行机构断电就地阀门保持原位不动作，但开关反馈信号消失。更具执行机构的特点，将原来循环泵入口门开消失保护停循环泵条件改为，入口门开信号消失5秒以上且入口门关信号返回保护停循环泵，这样防止了执行机构突然失电造成的循环泵误动。经上述逻辑优化提高了浆液循环泵运行的稳定性。

3.2 防止DCS控制系统卡件故障造成的误动

与保护有关的IO点要分布在不同的卡件上，防止卡件故障造成的误动，如脱硫烟气系统FGD保护动作触发锅炉MFT，FGD保护信号通过三个不同的DO卡件送到送到锅炉机组FSSS柜，吸收塔出口温度三点分布在三块卡件上，这样有效的防止卡件故障造成的误动，提高了信号的可靠性。

3.3 采用可靠的逻辑判断

在逻辑判断中避免使用单点保护，用三点或多点进行逻辑判断，如吸收塔出口温度高判断采用三取二，且进行坏点切除。事故喷淋阀联锁条件均采用三取二逻辑判断，防止误动。

4.运行调整

在设置有旁路的脱硫系统中，锅炉点火时都是开启脱硫旁路运行，将脱硫系统隔开，电除尘器也不送电，只作为烟气通道，待锅炉完成启动，进入正常燃烧状态，电除尘器投入后，再开启脱硫入口旁路挡板，启动增压风机系统，关闭旁路挡板，投入脱硫系统。取消旁路后，脱硫吸收塔成为烟气的必经通道，在锅炉启炉阶段烟气就必须从塔内经过。若还是按设置旁路的启动顺序，不经除尘的高浓度飞灰必然将吸收塔浆液严重污染，因此，必须对锅炉启动的顺序进行更改。为减少锅炉启动阶段未燃尽碳粒和飞灰对吸收塔的污染，要求锅炉点火前，投入电除尘器和干除灰系统，在投入电除尘器后，投运脱硫系统，启动1台吸收塔浆液循环泵，吸收塔浆液循环泵投运正常后，联系机长允许点火，锅炉点火后排烟温度40℃前投运第二台吸收塔浆液循环泵。

5.关于增压风机系统未取消的控制策略

在施工过程中，由于增压风机和引风机合并改造需要的周期较长，要再机组大修期间进行，在小修中只能先进行旁路挡板取消的改造，需要对相关逻辑控制策略进行调整。

增压风机为动叶调整，可调叶片由液压油系统控制，通过一个电动执行机构调节油压及相应的叶片位置，以此控制FGD进口的烟道负压，叶片的控制取决于设置在增压风机吸入端的压力数值。旁路挡板取消后，增压风机跳闸不触发FGD保护，而是将增压风机动叶开度调整为100%，使烟气能顺利通过烟道，不影响机组的运行。

其它控制策略如FGD、浆液循环泵、氧化风机事故喷淋的逻辑与取消增压风机系统的控制策略相同。

6.结束语

脱硫系统取消烟气旁路挡板和增压风机系统后的控制策略，其关键点是如何提高脱硫装置的可靠性和脱硫系统运行的可控性。本文主要以控制策略为重点，防止保护误动，采用可靠的安全性高的控制策略，如FGD保护动作的两个保护条件采用与逻辑关系，且保护有手动投退按钮，可靠安全;事故喷淋采用两路喷淋，分别取自工艺水和工业杂用水，保障事故喷淋供水的可靠性。乌沙山一期4X60WM机组已完成1-3号脱硫系统旁路挡板和增压风机系统的取消改造，4号脱硫完成了旁路挡板取消的改造，脱硫系统安全可靠运行，未出现过异常。