挡板门在脱硫系统中的应用

挡板门在脱硫系统中的应用

App licati on of damper in flue gas desulfurizati on system

肖家荣

(山东三融环保工程有限公司,山东济南　250014)

摘要:脱硫系统中烟气挡板门是保证机组安全经济运行的重要设施。介绍了挡板门在脱硫系统中的实际应用、相关选型原则和控制逻辑等,并重点对旁路挡板门的控制方式进行了深入探讨,提出了多种保护措施,大大提高了机组运行的稳定性。

关键词:脱硫;挡板门;快开;控制

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中图分类号:X701.3 文献标识码:B 文章编号:1009-4032(2008)06-018-03

随着国家对大气环境治理的逐步实施,燃煤电厂烟气排放成为监测重点,电厂配套脱硫装置成为重要的减排、节能措施。湿式石灰石—石膏法以其95%以上的脱硫率在国内得到广泛应用。

1　挡板门在烟气脱硫系统中的应用

目前,国内运行的湿法脱硫装置基本上都是设在除尘器与烟囱之间,并以吸收塔为核心。其中烟气系统包括原烟气管道、净烟气管道和旁路烟气管道,并分别装有原烟气挡板门,净烟气挡板门和旁路烟气挡板门。这些挡板门(特别是旁路挡板门)能否良好地开启与关闭,将直接影响整个机组的安全、经济运行。一般一炉一塔的脱硫系统共设置3套挡板门机构,以保证机组的正常运行,如图1所示

。

图1　湿法烟气脱硫系统示意

2　挡板门的选型原则

烟气挡板门一般采用单轴双层百叶窗型式,在每层挡板上配有密封元件。同时,为提高挡板门的密封性,防止烟气进入挡板门的内室引起结露而腐蚀叶片,还向2层挡板之间的空腔通入密封空气,其压力至少比烟气运行压力高0.5kPa 。每台机组原烟气挡板门、净烟气挡板门及旁路挡板门共用1套密封系统,每套密封系统至少应包括2台密封风机及1台电加热装置。后者是为了减少双层挡板门2层板之间的温差变形和热变形应力,提高挡板门的密封性和使用寿命,加热温度一般高于100℃。根据脱硫系统运行特征,本文以600MW 机组烟气脱硫为例,列举各挡板门的选型参数。2.1　原烟气挡板门选型参数

(1)烟气介质工况:设计压力-2kPa ～+5kPa;工作温度80～180℃,正常为121℃;非正常

温度/持续时间:220℃/20m in;关闭时工作压力:挡板叶片前-500～200Pa,挡板叶片后0Pa 。

(2)驱动装置:驱动功率4.0k W ;正常情况下启闭时间45～60s;电源380V 、50Hz;开关型电动执行

机构。

(3)材质:框架Q235A,叶片Q235A,密封材料316L,轴为35#钢,其他为Q235A ,不需内村。

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12008年12月 电　力　环　境　保　护 第24卷　第6期

2.2　净烟气挡板门选型参数

(1)烟气介质工况:设计压力-2kPa～+ 5kPa,正常工作温度80℃,FG D旁路运行时,原烟气侧80～180℃;非正常温度/持续时间:220℃/ 20m in;关闭时工作压力:挡板叶片前-500～200Pa,挡板叶片后0Pa。

(2)驱动装置:驱动功率4.5k W;正常情况下启闭时间45～60s;电源380V、50Hz;开关型电动执行机构。

(3)材质:框架Q235A+1.4529(厚度2mm);叶片D I N1.4529(包覆厚度2mm);密封材料C276;轴35#钢+1.4529(包覆厚度5mm);内衬为玻璃鳞片;其他为Q235A。

2.3　旁路烟气挡板门选型参数

(1)烟气介质工况:设计压力为-0.5kPa～+ 0.2kPa;原烟气侧工作温度为80～180℃,正常121℃,净烟气侧正常工作温度80℃;非正常温度/持续时间:220℃/20m in;关闭时工作压力:挡板叶片前-500～200Pa,挡板叶片后0Pa。

(2)驱动装置:驱动功率2×5.5k W;正常情况下启闭时间45～60s,快开小于15s;电源380V、50Hz;调节型电动双执行机构。

(3)材质:框架Q235A+1.4529(厚度2mm);净烟气侧叶片1.4529(包覆2mm),原烟气侧Q235A;密封材料C276;轴35#钢+D I N1.4529(包覆厚度5mm);内衬:净烟气侧玻璃鳞片;其他为Q235A。

3　挡板门的控制逻辑

机组正常运行时,来自锅炉的烟气经原烟气管道进入吸收塔处理后,再经净烟气管道送至烟囱排放。在此过程中,原烟气、净烟气挡板门在开位,旁路挡板门在关闭位。若脱硫系统出现故障,烟气直接经旁路烟气管道排放,此时,要求旁路挡板门能快速开启(一般在15s之内),原烟气、净烟气挡板门自动关闭。若此时旁路挡板门不能及时开启,主机组会跳闸,严重时造成吸收塔损坏、烟道憋压引起爆炸等重大事故。各电厂脱硫系统中与挡板门有关的联锁、保护逻辑区别不大。

3.1　原烟气挡板门的控制逻辑

3.1.1　允许开条件

锅炉未投油燃烧;脱硫塔入口原烟气温度正常;增压风机已运行;机组除尘器运行正常,粉尘浓度不高;净烟气挡板门已开;吸收塔通风阀已关闭;至少1台吸收塔循环泵运行。

3.1.2　允许关条件

增压风机已跳闸;旁路挡板门已开。

3.2　净烟气挡板门的控制逻辑

3.2.1　允许开条件

锅炉处于未投油燃烧负荷;脱硫塔入口原烟气温度正常;增压风机已运行;机组除尘器运行正常,粉尘浓度不高;至少1台吸收塔循环泵已运行。3.2.2　允许关条件

增压风机已跳闸;旁路挡板门已开。

3.3　旁路挡板门的控制逻辑

(1)当原烟气或净烟气挡板门及旁路挡板门均关闭时,立即联锁锅炉MFT,并联跳引风机。

(2)增压风机跳闸时快开旁路挡板门,待开到位时,联锁关闭原烟气和净烟气挡板门。

(3)旁路挡板门允许“快开”条件:原烟气或净烟气挡板门离开其“开”位置;增压风机静叶关闭;增压风机前烟气入口压力过高或过低;脱硫塔入口原烟气温度过高;脱硫塔入口原烟气烟尘浓度过高;锅炉油枪投油;吸收塔循环泵少于2台运行;锅炉MFT或2台引风机全部跳闸;GGH(若有)故障停运;所有氧化风机停运时间超过规定值;正常运行时入口原烟气挡板门未开或出口净烟气挡板门未开;脱硫系统失电。

只有在确认原烟气和净烟气挡板门已正常开启后,才能关闭旁路挡板门。

4　旁路挡板门的控制要求

鉴于旁路挡板门的重要性,要求其执行机构自身具有“三断”保护功能,即在断电、断信号、断气三种情况下,都能保证旁路挡板门立即“快开”。

4.1　断电保护

断电是指执行机构在断掉380/220V动力电源时,能保证快开旁路挡板门。对电动执行机构来说,其本身并不具备此项功能,当电动机动力电源断电后,旁路挡板门只能保持当前位,因此,通常需在挡板门结构上增加一套弹簧储能装置才能实现其“快开”功能。而气动执行机构则可通过电磁换向阀变换通路,用储气罐中的压缩空气快速打开执行机构,实现“快开”功能。

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2008年 肖家荣:挡板门在脱硫系统中的应用 第6期