脫硫系統(tǒng)不設置煙氣旁路是國家對節(jié)能減排的一個政策方向，取消煙氣旁路后脫硫系統(tǒng)的重要性與主機處在同等重要的位置，此時在設計上如何提高脫硫系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，以及在運行中應遵循什么運行邏輯來確保機組的安全性更加重要，對相關問題進行了探討，為以后無旁路機組設計及運行提供經(jīng)驗。

 

    1 無旁路煙氣脫硫系統(tǒng)的概述

 

    隨著環(huán)境問題越來越突出，國家環(huán)保政策日趨嚴格，自取消旁路的政策實施以來，已投運電廠的脫硫煙氣旁路均已經(jīng)封堵，新建電廠在設計時就按照無脫硫煙氣旁路設置。已建無旁路煙氣脫硫系統(tǒng)改造通常是取消了脫硫系統(tǒng)出入口及旁路擋板門和擋板門密封空氣系統(tǒng)[1]，減少了擋板的卡澀和故障點的發(fā)生。新建機組則通常取消FGD增壓風機，F(xiàn)GD系統(tǒng)阻力由2臺引風機來克服[2]，大幅降低了初始投資和運行費用，也簡化了系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)的故障率。但取消旁路后煙氣經(jīng)脫硫后的凈煙氣直接排入煙囪，脫硫系統(tǒng)成為煙氣的唯一通道，因此脫硫系統(tǒng)的重要性提高到與主機一致，從設計時就應該考慮脫硫系統(tǒng)的重要性和可靠性。

 

    2 脫硫系統(tǒng)取消煙氣旁路后提高可靠性的設計

 

    取消煙氣旁路后，脫硫系統(tǒng)的可靠性除了要考慮保證脫硫效率達標外，還要保證系統(tǒng)在任何工況下都能安全運行，此時不僅在設備選擇上要注意設備的可靠性，在設計方面更應該充分考慮，不僅在正常運行時要保證脫硫效率，更應該在事故狀態(tài)也要保證系統(tǒng)安全運行。

 

    2.1 優(yōu)化脫硫系統(tǒng)供電設計

 

    對吸收塔區(qū)的重要設備，如吸收塔漿液循環(huán)泵、氧化風機、部分吸收塔攪拌器和除霧器沖洗水泵等影響吸收塔安全運行的設備電機，應該考慮為一類負荷或者接保安電源，保證當其中一路電源出現(xiàn)故障時有備用電源能瞬時切換，不影響吸收塔附屬設備的安全運行�；蛘咂渲卸嗯_循環(huán)泵分別接在不同母線上，保證至少1臺循環(huán)泵的供電是可靠的。提高供電等級就是要保證當主機發(fā)生故障，即引風機惰走時吸收塔內(nèi)的防腐能耐受住高溫煙氣的沖擊，此時的應對措施就是至少需要有1臺漿液循環(huán)泵在運行或者除霧器沖洗水泵，在運行保證吸收塔內(nèi)防腐及除霧器葉片等不致于受高溫煙氣的沖擊而損壞，因此要有電源能保證降低煙氣溫度的設備有運轉的條件。

 

    2.2 采取適當措施保證進入吸收塔內(nèi)煙氣溫度不致于破壞吸收塔內(nèi)件

 

    目前，常規(guī)的做法是在吸收塔入口或者吸收塔入口煙道上設置事故冷系統(tǒng)來降低煙氣溫度，事故冷卻系統(tǒng)冷卻水量是依據(jù)將煙氣由180 ℃降低到80 ℃時所需要的水量，此處煙氣溫度的確定也是由吸收塔內(nèi)防腐及耐高溫沖擊的材料和部件的性質(zhì)決定的。一般事故冷卻系統(tǒng)由高位水箱、管道及噴嘴組成，高位水箱的來水一般由可靠的水源提供，如接有保安負荷的水泵或者是電廠的消防水。高位水箱的安裝高度根據(jù)事故冷卻的噴嘴將水霧化所需的壓力決定的，事故噴嘴的設置可以考慮分級設置，如分兩級或者三級設置，每級控制一定數(shù)量的噴嘴，且保持一定間距，這樣有利于煙氣與水霧充分接觸，充分冷卻煙氣。同時，當溫度超出正常設計范圍時也可以開啟其中一級噴嘴，對煙氣進行預冷卻，保護吸收塔系統(tǒng)。事故噴嘴的設置位置應適當遠離吸收塔[3]，若冷卻噴嘴離吸收塔太近，則煙氣與水霧接觸的瞬間就進入了吸收塔，兩者接觸時間短，仍可能導致煙氣未充分冷卻而對吸收塔內(nèi)件及防腐造成沖擊;若冷卻噴嘴離吸收塔距離太遠則干濕煙氣的交界面會拉長，即原煙氣煙道需要防腐的面積會增大，增加了造價，因此，事故噴嘴的設置地點應考慮到能冷卻高溫煙氣的同時又要兼顧經(jīng)濟性。事故冷卻系統(tǒng)的設置如圖1所示。

 

    事故噴淋的噴嘴在設置時應盡量覆蓋整個煙道，保證煙氣與水充分接觸，事故噴淋噴嘴的霧化壓力在0.8 MPa～1.0 MPa左右，噴嘴的數(shù)量應根據(jù)單個噴嘴的噴淋直徑和煙道截面來確定，即噴嘴的噴霧面積能全部覆蓋煙道截面保證煙氣不發(fā)生逃逸[3] 。

 

    2.3 選擇可靠性高的設備和材料

 

    取消旁路后，脫硫系統(tǒng)任何一次停機都會引起主機停機，因此，應提高設備可靠性，減少系統(tǒng)停機的可能，在設備和材料方面應嚴格要求，例如用耐酸鋼或者鎳基合金材料取代玻璃鱗片和橡膠，關鍵設備設置備用系統(tǒng)等。

 

    3.1 FGD停機信號

 

    涉及到脫硫裝置設備安全問題，滿足下面任意一條，脫硫DCS向主機DCS發(fā)脫硫請求鍋爐MFT信號，需要停主機：

 

a) FGD入口煙氣溫度>180 ℃，延時30 s;

 

b) FGD入口煙氣溫度>160 ℃，延時30 min;

 

c) 所有循環(huán)泵同時停運延時4 s(經(jīng)驗值，具體根據(jù)設備判定)。

 

    3.2 增加事故噴淋邏輯

 

    邏輯如下：a) 消防水至事故噴淋系統(tǒng)開關閥;b) 事故噴淋系統(tǒng)至吸收塔入口開關閥。

 

    3.3 聯(lián)鎖打開條件

 

a) FGD入口煙氣溫度>150 ℃，延時10 s ，開啟一級事故噴淋氣動閥;

 

b) FGD入口煙氣溫度>170 ℃，開啟兩級事故噴淋氣動閥;

 

c) 3臺循環(huán)泵同時停運。

 

    允許關閉條件： FGD出口煙氣溫度< 65 ℃ 或FGD入口煙氣溫度<150 ℃。

 

    4 結語

 

    取消煙氣旁路后脫硫系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行需受到重視，在設計時就應該從供電等級，工藝設計、運行控制等方面周全考慮，以保證脫硫系統(tǒng)的安全運行。要嚴格監(jiān)控FGD入口煙氣溫度，如果出現(xiàn)溫度過高則應啟動事故噴淋系統(tǒng)以保護脫硫裝置或者降低運行負荷。當循環(huán)泵出現(xiàn)故障時應及時搶修，保證至少有一臺循環(huán)泵能運行，減少鍋爐MFT的發(fā)生。

 

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