為了加強(qiáng)對火電企業(yè)脫硫設(shè)施運(yùn)行過程的監(jiān)管,提高脫硫設(shè)施運(yùn)行效率,2010年6月,國家環(huán)境保護(hù)部下發(fā)了《關(guān)于火電企業(yè)脫硫設(shè)施旁路煙道擋板實(shí)施鉛封的通知》(環(huán)辦[2010]91號)文件。按照要求,2010年9月底浙江省內(nèi)火電廠均實(shí)施了對脫硫旁路擋板的首次鉛封。一年多來,電廠應(yīng)對鉛封采取了系列措施,現(xiàn)就鉛封后實(shí)際旁路開啟情況及逐步過渡取消旁路的對策進(jìn)行分析和討論。
1、 應(yīng)對鉛封采取的措施
1.1 修改旁路開啟保護(hù)邏輯
鉛封要求下發(fā)之初,浙江省內(nèi)火電廠均積極響應(yīng),經(jīng)過各集團(tuán)組織論證以及采納各技術(shù)單位給予的提議參考,首先對旁路開啟的保護(hù)邏輯進(jìn)行了修改。在常見的旁路擋板保護(hù)聯(lián)鎖中,有四個聯(lián)鎖是所有火電廠一致選擇保留的,它們是增壓風(fēng)機(jī)入口壓力超限開旁路、GGH停轉(zhuǎn)開旁路、多臺循環(huán)泵跳閘開旁路以及增壓風(fēng)機(jī)跳閘開旁路。這四項(xiàng)聯(lián)鎖的保留主要基于對脫硫設(shè)備的保護(hù)以及對煙道、擋板 安全性的考慮。對于機(jī)組MFT開旁路以及機(jī)組RB開旁路這2項(xiàng)聯(lián)鎖,絕大部分電廠也選擇了保留,部分取消了MFT信號直接觸發(fā)開旁路。大部分廠取消了進(jìn)口煙塵 濃度高于定值、運(yùn)行中煙溫偏低開啟旁路,小部分改成了報警;油槍的投運(yùn)聯(lián)鎖部分被取消,部分改成人工判斷可投撤;進(jìn)口溫度高于定值部分廠考慮到煙氣超溫的情況可能發(fā)生仍保留投入,部分廠則改成了報警;進(jìn)出口擋板開信號消失的聯(lián)鎖也類似,電廠也酌情進(jìn)行保留或改成報警。
在修改旁路開啟保護(hù)邏輯時,除了對聯(lián)鎖進(jìn)行了是否保留的選擇,對于聯(lián)鎖的觸發(fā)條件也進(jìn)行了修改,主要為增加延時(如超溫、失速,信號消失等)和對定值放寬(如壓力、溫度、振動條件值等)。最典型的就是增壓風(fēng)機(jī)入口壓力超限保護(hù)的定值,在分析脫硫廠家的設(shè)計(jì)參數(shù)和各爐煙道、擋板實(shí)際運(yùn)行中的情況后,普遍對正負(fù)限定值都予以了放寬,從后續(xù)實(shí)際運(yùn)行效果看,沒有產(chǎn)生不利影響,這些修改還是比較謹(jǐn)慎和合理的。
1.2 調(diào)整旁路擋板試驗(yàn)和GGH離線沖洗周期
為保證旁路擋板可靠開啟,作為檢查手段,旁路擋板定期活動試驗(yàn)一直是作為一個常規(guī)工作而開展的,一般會1-2月進(jìn)行一次,鉛封后近一半的廠已不進(jìn)行旁路擋板周期試驗(yàn),主要利用機(jī)組調(diào)停或停運(yùn)時開展這項(xiàng)工作。調(diào)研中發(fā)現(xiàn)個別廠旁路擋板存在密封片易變形的問題,由于無法掌控變形是否會對開啟帶來影響,因此取消定期試驗(yàn),會帶來一定的風(fēng)險。在有GGH裝置的電廠,當(dāng)GGH壓差上升到一定允許限值,在線高壓水沖洗也不能緩解時,就需要停運(yùn)脫硫,進(jìn)行離線高壓水沖洗,頻次高的廠可能1個月會清洗2-3次。在鉛封實(shí)施后,旁路開啟受限, 而且環(huán)保部門不再允許將旁路擋板定期試驗(yàn)時間計(jì)為免責(zé)時間,因此對這兩個開旁路的頻次,電廠也進(jìn)行了控制。目前,部分廠已能做到與機(jī)組檢修同步,這得益于設(shè)備本身選型較好,或近年經(jīng)過了改造。投運(yùn)較早的GGH普遍離線頻次較高,平均2月1次,對擋板開啟次數(shù)和投用率的影響較大。
1.3 設(shè)備改造和優(yōu)化
設(shè)備的可靠性直接關(guān)系到脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行,在向取消旁路過渡中,對設(shè)備系統(tǒng)的改造和優(yōu)化是一個必不可少的環(huán)節(jié)。改造和優(yōu)化措施主要有:
(1)GGH換熱元件改成大通道防堵型;GGH吹灰器改造,增加吹掃空壓機(jī),盡可能延長定期離線沖洗的周期,做到與機(jī)組檢修同步。檢修時化學(xué)清洗換熱元件,有部分換熱元件可備用。
(2)因增壓風(fēng)機(jī)前負(fù)壓波動多次開擋板較多的廠,通過燃燒工況調(diào)整,修改前饋、后饋系數(shù),對煙道、擋板承壓重新核算,放寬了定值 。
(3)增壓風(fēng)機(jī)入口擋板增加為2臺執(zhí)行機(jī)構(gòu),加雨棚;增大擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力距;更換所有油管路的軟管;液壓油管換成可靠型號防漏;增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)后輪轂及葉片上加強(qiáng)清灰,保證風(fēng)機(jī)振動正常;漿液循環(huán)泵減速箱冷卻采用內(nèi)部蛇形管加潤滑油外置冷卻器閉式冷卻水,保證冷卻效果好。
(4)循環(huán)泵入口濾網(wǎng)換型,增大通流量,降低泵氣蝕;泵出口大小頭防腐換成不銹鋼;吸收塔噴淋層增加耐磨板,中隔板位置焊接合金板;噴淋管經(jīng)常損壞部位加裝不銹鋼護(hù)套,吸收塔連接短管加裝內(nèi)套管。噴淋加裝監(jiān)測,噴淋層加厚,除霧器加裝支撐,噴嘴更換,死區(qū)加裝沖洗;吸收塔出口增設(shè)疏水槽、管,減少水汽對尾部煙道的腐蝕和GGH的結(jié)垢;襯膠補(bǔ)后易脫落,加強(qiáng)修補(bǔ)質(zhì)量過程控制;對除霧器沖洗邏輯進(jìn)行修改,增加一級除霧器的沖洗頻次。確保投用率前提下,定期對吸收塔內(nèi)部進(jìn)行清理。
(5)煙風(fēng)道的鱗片易起泡,需經(jīng)常檢查,并加強(qiáng)修補(bǔ)質(zhì)量過程控制;對煙囪腐蝕進(jìn)行監(jiān)控,機(jī)組停運(yùn)時,對煙囪防腐要及時進(jìn)行評估、修補(bǔ)。
(6)廢水處理系統(tǒng)擴(kuò)容;三聯(lián)箱增設(shè)旁路;制漿系統(tǒng)增設(shè)補(bǔ)水管;工藝水管改成襯膠;在線pH計(jì)、密度計(jì)換型,改母管上測量,保證檢測的準(zhǔn)確性;采用熔斷法在線處理電除塵陰極螺旋線故障,故障頻發(fā)電場檢修時成批更換極線,保證電場的正常投運(yùn)。
2、鉛封以來旁路開啟統(tǒng)計(jì)及分析
我們選取了2010年11月-2011年9月這段鉛封后時間,對省內(nèi)14個廠旁路開啟的次數(shù)和原因進(jìn)行了歸類。統(tǒng)計(jì),并與2009年11月-2010年9月進(jìn)行了對比。在這兩組對照時間中,鉛封前全省總計(jì)開旁路436次,而鉛封后為318次,開啟次數(shù)明顯下降,說明了鉛封這一環(huán)保的強(qiáng)制力,確定起到了限制旁路開啟的作用。有9個廠開啟次數(shù)明顯下降,部分幅度較大,呈現(xiàn)上升的有4個廠,幅度不太大。
而造成開啟的原因中鉛封前達(dá)19項(xiàng),鉛封后少了5項(xiàng),這少的5項(xiàng)分別為氧化風(fēng)系統(tǒng)故障,進(jìn)出口擋板故障,入口煙溫異常,電網(wǎng)外部線路故障以及低壓脫硫變跳閘。
鉛封前開啟原因占比合計(jì)超過80%,且位列前五位的原因依次為:GGH故障或離線清洗、增壓風(fēng)機(jī)入口風(fēng)壓波動、增壓風(fēng)機(jī)故障、機(jī)組RB或低壓荷、鍋爐MFT;而鉛封后,原因占比合計(jì)超過80%的仍是這五個,排名上增壓風(fēng)機(jī)入負(fù)壓波動變成列最后,其他依次不變。
3、 旁路開啟受限目前帶來的影響
從浙江省內(nèi)各電廠對旁路開啟邏輯的修改可以看出,由于對大部分重要聯(lián)鎖予以了保留,目前電廠在旁路開啟上還是屬于“該開則開” 的階段,環(huán)保部門總體還是持理解態(tài)度。因而旁路開啟受限或取消可能帶來的影響大部分沒有付諸表現(xiàn),也就是說,目前尚未出現(xiàn)因脫硫設(shè)備檢修而被迫停運(yùn)主機(jī)的情況;而鍋爐MFT、機(jī)組RB、入口煙溫高時旁路也都開啟,由此帶來的煙風(fēng)系統(tǒng)失穩(wěn)以及吸收塔內(nèi)部部件損壞風(fēng)險暫不存在;入口煙溫低,發(fā)生不多,持續(xù)時間短,今年煤種硫分普遍不是很高,脫硫系統(tǒng)容量尚能緩沖,因此對這兩種情況,各電廠基本能做到不開啟旁路。
在鍋爐啟停階段,浙江省內(nèi)電廠電除塵器投用中,有3個電廠較早,基本點(diǎn)火后就投用電除塵器;大部分電廠還是按照電除塵入口溫度要求逐步投運(yùn)電場,其后一般在50%機(jī)組負(fù)荷時投運(yùn)脫硫。浙江省內(nèi)4*600MW機(jī)組(無GGH)從2010年下半年開始就脫硫投運(yùn)按要求進(jìn)行旁路取消 的前期準(zhǔn)備和方案認(rèn)證,并把2011年作為一個過渡期,給予電廠每臺爐全年12h作為旁路可開啟時間,這其中包括了擋板定期試驗(yàn),機(jī)組度網(wǎng)期間擋板異常開啟時間。針對這一要求,目前電廠采用電除塵投運(yùn)與鍋爐點(diǎn)火同步,脫硫投運(yùn)與機(jī)組并網(wǎng)(10MW)同步的方式。為了減少運(yùn) 行期間異常,進(jìn)行制漿、氧化,廢水處理、事故漿液貯存能力的增容,盡量結(jié)合機(jī)組檢修安排脫硫系統(tǒng)缺陷設(shè)備的維修,同時開始逐步取消增壓風(fēng)機(jī)。機(jī)組異常停機(jī)時,盡量采用滑參數(shù)運(yùn)行方式,直到脫硫與鍋爐同步停運(yùn)。在這種方式下,到目前為此,今年電廠僅因處理1號增壓風(fēng)機(jī)液壓油管漏油開過1次旁路,每月脫硫投用率都接近100%。
該電廠目前的運(yùn)行方式已是浙江省內(nèi)相對較好的做法,觀其效果,影響還是存在的。首先是低溫腐蝕風(fēng)險。機(jī)組剛并網(wǎng)時煙氣溫度還不高,此時脫硫投入,出口煙溫必是偏低的。查閱歷史曲線發(fā)現(xiàn)機(jī)組剛并網(wǎng)時(10MW)電廠脫硫出口煙溫 一般在30度左右,等機(jī)組負(fù)荷上升,出口煙溫上升到45度以上(正常脫硫出口煙溫)往往需要2h左右,這期間脫硫后設(shè)施煙道就處于低溫高濕腐蝕風(fēng)險,而該電廠為兩爐合用一內(nèi)筒煙囪、兩爐啟停使該煙囪腐蝕風(fēng)險進(jìn)一步加大。在機(jī)組檢修時,對煙囪防腐層進(jìn)行修補(bǔ)已成為一項(xiàng)定期工作。升爐期間盡管有電除塵投 用,但它對煤粉的去除效果較差,未燃盡碳,包括有時點(diǎn)火不好仍需投油時的油滴仍不可避免地進(jìn)入到漿液,據(jù)電廠反映,采用這一運(yùn)行方式后,吸收塔漿液起泡發(fā)黑(有溢流)較常見,有時還導(dǎo)致盲區(qū),需加大廢水排放。如果史采取加大廢水排放的措施,啟、停爐1次造成的對 漿液的影響,需半個月左右才能完全自然置換,對石膏脫水和品質(zhì)有一定影響。如果機(jī)組啟停頻次較多時,石膏脫水系統(tǒng)的稀釋緩沖能力下降、則危害更大。
對于運(yùn)行中投油槍是否需開旁路的處理,各電廠有所不同。有一半電廠在投油負(fù)荷下均開啟擋板,另一半電廠在投油負(fù)荷下均開啟擋板,另一半則基本做到不開。為了減少影響,電廠一方面盡量與高度溝通,爭取負(fù)荷能穩(wěn)定在投油負(fù)荷以上,即不投油;另一方面即使投油也盡量少股幾支油槍,并采用間斷投用方式。目前看來,投油對脫硫漿液影響主要表現(xiàn)為漿液起泡溢流(部分電廠定期加入消泡劑),漿液表面有些發(fā)黑,但對塔內(nèi)漿液反應(yīng)、脫水和石膏品質(zhì)基本沒有較大影響。
4、取消旁路的對策
目前大部分2011年閃投運(yùn)的脫硫裝置都采用有旁路設(shè)計(jì),而環(huán)保部門最近已提出2012年起即將把取消脫硫旁路提上議程。從以上浙江省內(nèi)電廠脫硫開旁路的現(xiàn)狀看,短時內(nèi)完全取消旁路難度和壓力甚大。因?yàn)槟壳斑€缺少老機(jī)組旁路無聲封堵后成熟和完善的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。一旦取消或臨時封堵旁路煙道,則脫硫裝置與主機(jī)將成為一個串聯(lián)系統(tǒng)而必須同步啟停,因此,必須充分考慮無旁運(yùn)行時的特殊性,提出有針對性的應(yīng)對策略,同時進(jìn)行改造和優(yōu)化,才能提高無旁路爐及脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
4.1 評估脫硫設(shè)施現(xiàn)狀
建議在現(xiàn)有脫硫設(shè)施取消旁路前進(jìn)行全面謹(jǐn)慎的評估。評估的內(nèi)容應(yīng)包括煤質(zhì)波動、脫硫設(shè)備可靠性、機(jī)組運(yùn)行可靠性、旁路開啟的統(tǒng)計(jì)分析等多個方面。通過評估可找出制約電廠旁路取消的主要因素以及權(quán)重,這樣根據(jù)優(yōu)先次序,在過渡期內(nèi)逐步開展改造、增容和優(yōu)化,使旁路開啟水平能逐步趨近于取消。也可對取消旁路的實(shí)施廠進(jìn)行優(yōu)先排序:沒有GGH且取消增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行的機(jī)組,是可以首先進(jìn)行取消旁路的實(shí)施對象;其次是沒有GGH的機(jī)組,由于沒有該高阻力設(shè)施,對引風(fēng)機(jī)擴(kuò)容,從而取消增壓風(fēng)機(jī)實(shí)施相對容易;GGH和增壓風(fēng)機(jī)均有的機(jī)組 實(shí)施也最困難。當(dāng)GGH壓差能長期控制在一個較穩(wěn)定的水平,可以結(jié)合脫硝改造,考慮對引風(fēng)機(jī)擴(kuò)容,從而取消增壓風(fēng)機(jī)。
4.2 燃料品質(zhì)是首要保證
煤質(zhì)是首要因素,需要通過統(tǒng)計(jì)分析,將最差煤種的情況納入考慮。其中灰分、硫分是主要因素,前者影響電除塵器的除塵效果,后者影響整個系統(tǒng)可脫硫容量,此外煤質(zhì)造成點(diǎn)火的難易會影響微油、等離子點(diǎn)火的效果,燃燒不好造成鍋爐不能正常運(yùn)行帶來諸如MFT影響。因而如取消旁路運(yùn)行,對煤種的品質(zhì)和穩(wěn)定性要求必然提高,低硫煤的采購以及高低硫煤摻燒仍是從源頭保證脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行的首要工作,還有在鍋爐冷態(tài)啟動階段盡可能燃用揮發(fā)分高的煤種作為啟動煤種,不但有利于縮短鍋爐的啟動過程,也降低了因點(diǎn)火困難、消耗大量的烯 油給脫硫裝置帶來的一系列影響。
4.3 鍋爐運(yùn)行和脫硫運(yùn)行對策
在電除塵器運(yùn)行過程中,為了減輕未燃盡油污碳粒對吸收塔漿液系統(tǒng)的污染,在鍋爐點(diǎn)火啟動前尤其是冷態(tài)啟動前,電除塵器的灰斗加熱、絕緣支柱套管加熱及放電極絕緣室加熱最好能提前24h投入,確保電除塵器和干除灰系統(tǒng)投入運(yùn)行且吸收塔循環(huán)泵啟動投入后再點(diǎn)火起爐。在鍋爐點(diǎn)火啟動階段,為防止部分未燃盡油污和碳粒隨煙氣經(jīng)過電除塵器時發(fā)生二次燃燒,應(yīng)控制電除塵器各電場的二次電壓在起暈電壓和閃絡(luò)電壓之間,并適當(dāng)限制二次電流值。運(yùn)行過程中密切監(jiān)測電除塵器出口的煙塵濃度,必要時可考慮實(shí)施電袋除塵器或布袋除塵器改造 以進(jìn)一步提高除塵效率。
為了防止脫硫吸收塔入口煙氣超溫,保護(hù)吸收塔內(nèi)部構(gòu)件、襯膠或鱗片襯里,除霧器應(yīng)設(shè)置事故噴淋減溫裝置,并確保噴淋減溫裝置能夠可靠投入。在脫硫裝置運(yùn)行期間,應(yīng)密切監(jiān)測脫硫系統(tǒng)的主要運(yùn)行參數(shù)及吸收塔出、入口溫度的變化。在鍋爐停爐階段,也應(yīng)待進(jìn)入吸收塔進(jìn)、出口煙溫降至耐溫極限以下并確保安全時方可停運(yùn)所有循環(huán)泵。對于事故噴淋系統(tǒng),在日常運(yùn)行過程中加強(qiáng)設(shè)備維護(hù),對高位水箱設(shè)立自動補(bǔ)水,并經(jīng)常確認(rèn)水位,系統(tǒng)電源接入保安電源,定期開展噴淋試驗(yàn)以確保其能及時動作也是非常重要的。
在鍋爐調(diào)整和脫硫調(diào)整時,應(yīng)保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定性,控制空預(yù)器漏風(fēng),確保煙氣參數(shù)不嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)條件。在鍋爐點(diǎn)火啟動階段、低負(fù)荷投油助燃階段或煤種含硫量驟升階段,密切監(jiān)視脫硫系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù),加大對吸收塔漿液品質(zhì)的化驗(yàn)分析,一旦出現(xiàn)吸收塔大量溢流起泡、pH值無法有效提升和穩(wěn)定、漿液品質(zhì)惡化、石膏脫水困難等狀況,可采取置換漿液的方式消除影響。嚴(yán)格監(jiān)控脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行條件,加強(qiáng)對吸收劑、工藝水和蒸汽等品質(zhì)的監(jiān)控,提高在線儀表的可靠性和穩(wěn)定性,加強(qiáng)脫硫系統(tǒng)的化學(xué)監(jiān)督工作并制定為制度的形式,定期定時對脫硫系統(tǒng)各介質(zhì)的化學(xué)分析,在鍋爐冷態(tài)啟動投油助燃或低負(fù)荷投油穩(wěn)燃階段,密切關(guān)注和分析吸收塔漿液的含油量,為漿液置換、除霧器噴淋沖洗提供科學(xué)的參考依據(jù)。
提高檢修水平,在日常的運(yùn)行實(shí)踐中,應(yīng)加強(qiáng)脫硫系統(tǒng)和設(shè)備的檢修維護(hù)和管理水平,并形成嚴(yán)格的管理制度,充分重視脫硫系統(tǒng)的各個缺陷和故障點(diǎn),發(fā)現(xiàn)問題必須及時分析和處理,避免形成隱患,必要時將脫硫系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備包括煙囪納入主設(shè)備的維護(hù)和管理范疇。重點(diǎn)關(guān)注管道容器系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)元件的沖刷磨損和腐蝕問題、GGH和除霧器的結(jié)垢堵塞問題以及尾部煙道和煙囪的腐蝕滲漏問題,對脫硫系統(tǒng)真正做到逢停必檢,達(dá)到防患于未然。
4.4 與環(huán)保部門溝通
火電廠脫硫裝置取消旁路,如果倉促上馬,恐怕會給電廠生產(chǎn)運(yùn)行帶來一定的影響,各發(fā)電集團(tuán)和電廠有必要與各級環(huán)保部門積極溝通,通過分析讓其了解目前企業(yè)的旁路開啟現(xiàn)狀和取消旁路的影響,爭取合理的過渡期限,完成必要的改造和優(yōu)化,使取消旁路能安全的、可靠的實(shí)施。
2010年實(shí)施旁路鉛封以來,浙江省內(nèi)各脫硫電廠及時對旁路開啟邏輯進(jìn)行修改,對設(shè)備開展改造優(yōu)化。統(tǒng)計(jì)分析表明鉛封后全省電廠開旁路次數(shù)明顯減少,鉛封對于限制開旁路起到了積極有效的作用,目前因鉛封使旁路開啟受限帶來的對機(jī)組或脫硫本身的影響還不是較大。然而但是隨著環(huán)保要求的變嚴(yán),脫硫完全取消旁路又在眼前,對浙江省電廠而言,其實(shí)施難度和壓力較大。除了積極與環(huán)保部門溝通,通過解釋和爭取合理過渡時間,電廠應(yīng)分析評估脫硫設(shè)施的狀況,從如何保證鍋爐排放煙氣參數(shù)的穩(wěn)定性、脫硫裝置運(yùn)行的可靠性和脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的可控性提出有針對性的應(yīng)對措施,同時進(jìn)行改造和優(yōu)化,使取消旁路能可靠、安全的實(shí)施。
責(zé)任編輯: 江曉蓓