热电旁路挡板门取消后脱硫装置增加运行可靠性探究

热电旁路挡板门取消后脱硫装置增加运行可靠性探究

发表时间：2018-09-07T09:52:16.857Z 来源：《河南电力》2018年5期作者：陈刚[导读] 本文对热电旁路挡板门取消后脱硫装置增加运行可靠性展开探究，以供参考。

陈刚

（青岛金特力电站辅机制造有限公司山东青岛 266317）摘要：本文对热电旁路挡板门取消后脱硫装置增加运行可靠性展开探究，以供参考。关键词：旁路挡板；脱硫装置；环保；

前言

火电机组脱硫装置封堵或拆旁路挡板已成为目前国家环保部门的强制要求，脱硫装置取消旁路烟道后的关键点是如何保证锅炉排放烟气参数的稳定性、脱硫装置运行的可靠性和脱硫系统运行的可控性。所有应对措施的根本目的是在取消旁路挡板后尽可能保证主机锅炉所排放烟气参数不对脱硫系统造成重大的影响以及提高脱硫系统及其单体设备的运行可靠性不对串联系统造成重大影响，确保主机锅炉系统的正常运行，不至于影响到机组的正常运行，确保公司发电设备的连续可靠运行。

一、热电旁路挡板的作用

脱硫系统旁路烟道是连接主机与脱硫系统及烟囱的关键通道，旁路挡板也是实现全烟气脱硫、部分烟气脱硫、停运的主要调节手段，旁路挡板的开关状态是判断脱硫系统投运正常与否的关键标志。旁路烟道及旁路挡板主要有以下作用：通过开启旁路，实现当锅炉投油点火时让含有未燃尽油污和大量粉尘的烟气直接排入烟囱而进入大气；用于隔绝原烟气和脱硫后净烟气，避免原烟气向烟囱的逃逸或净烟气回流；在脱硫装置运行异常、设备故障甚至整机停运时，通过开启旁路挡板使烟气排入烟囱，进而关闭FGD入口烟气挡板，给脱硫装置的检修和维护创造条件，达到不影响主机运行同时保护脱硫系统设备不受损坏。

1.1旁路挡板门的设置有利于压力差控制

脱硫系统的旁路烟道内不设置烟气挡板门，会提高对FGD系统的进口侧和出口侧烟气压力差调节要求，实际运行中就必须保证压力差为零，但这是在脱硫系统中比较难以控制和实施的，特别是在烟气工况发生波动时，控制压力差的难度更大。

1.2旁路烟气脱硫挡板门的设置有利于脱硫效率

旁路烟道上的烟气挡板门设置，在实际的脱硫系统运行中，会起到阻挡烟气相互渗透的作用。脱硫系统在运行时，净烟气有可能会进入FGD系统内，而原烟气也有可能被直接排入烟囱，旁路烟道的烟气挡板门就起到了阻挡作用，提高脱硫系统的工作效率。

1.3旁路烟气脱硫挡板门的设置有利于减少风机造价

脱硫系统中设置了旁路烟气脱硫挡板门后，对旁路烟道的控制就较为灵活，因此脱硫系统在选择升压风机时，对余量的考虑可以适当减少，这也就降低了风机的造价和运行成本，提高了脱硫系统投资的合理性和运行的经济性。

1.4旁路挡板门的设置有利于减少系统启闭时对锅炉的影响

烟气脱硫系统在开启或关闭时，烟气会通过旁路运行，在入口挡板门和出口旁路烟气脱硫挡板门同时关闭的情况下，旁路烟气脱硫挡板门的设置能控制烟气的运行量，协调旁路烟道与脱硫系统进出口挡板门的启闭，减少两个烟道之间的压力差，避免对锅炉炉膛负压产生明显影响，引起MFT情况。

二、取消旁路或旁路挡板铅封后脱硫系统可靠性对串联系统可靠性的影响取消旁路挡板后，锅炉烟道烟风系统将与脱硫烟风系统构成串联系统，锅炉运行参数的变化可能影响到脱硫系统的运行，脱硫系统的运行可靠性也同样制约着锅炉的运行安全性，两者互相关联，无论哪个系统出现故障，都将导致这一串联系统的断裂而无法同时连续稳定运行。因此，取消旁路挡板后脱硫系统的安全运行对机组安全性将带来直接影响。在旁路挡板未拆除的情况下，脱硫系统出现异常时，锅炉烟气可以从旁路烟道通过烟囱直接排放，不影响主机的运行。但如果将旁路挡板取消之后，锅炉和脱硫装置将成为串联运行系统，主机的安全稳定运行对处于这一链条上的吸收塔系统、相关烟道的运行可靠性提出了严格的要求，这一链条上的任一环节退出运行，主机的安全运行都将面临巨大的风险。

三、取消旁路或旁路挡板铅封后主机运行稳定性对串联系统可靠性的影响

一旦取消或封堵旁路挡板，脱硫系统将与锅炉烟风系统成为一个串联系统，在机组运行时，脱硫系统成为锅炉烟风系统的必经之路，因此，必须充分考虑锅炉燃烧或电除尘器运行变化以及锅炉燃煤条件发生骤变时，对脱硫系统产生的不利影响，及时采取适当的措施予以消除这些不利影响带来的脱硫效率下降、吸收塔起泡溢流和石膏脱水困难等问题；反过来，同样应充分考虑因脱硫系统的不稳定运行对主机稳定运行的影响，从而实现主机系统和脱硫系统互不影响，同步安全稳定运行。

四、脱硫设备优化，提高关闭旁路挡板运行可靠性

4.1 主机集控室要增设旁路挡板快开按钮

旁路挡板的作用就是脱硫系统发生故障时，旁路挡板快速打开，烟气能够100%通过旁路，以保证主机的安全运行，所以烟气旁路挡板动作正确性及快速性显得尤为重要。某公司机组烟气脱硫系统采用奥地利AEE公司技术，只在脱硫控制室设置了快开按钮，这样，如果机组侧发生异常，需要开旁路挡板，而来不及通知脱硫，造成延误，引起事故扩大。为了防止此类事故发生，我们在集控室也设置了旁路挡板快开按钮，在紧急情况下，主机运行人员直接快开旁路挡板，保证了机组的安全运行。

4.2 优化FGD保护

FGD保护动作条件之一是：烟气压力小于-1000Pa或大于600Pa，此时，FGD保护动作，快开旁路挡板，随后增压风机跳闸。但在实际过程中，如果旁路挡板快开以后，烟道压力随之恢复正常，就没要必要跳增压风机。故将保护优化为如下两个级别。级别一：烟气压力小于-800Pa或大于400Pa，快开旁路挡板。级别二：烟气压力小于-1000Pa或大于600Pa，快开旁路挡板，旁路挡板开启后停运增压风机。这样优化的好处是，减少不必要的增压风机停止，在故障处理完后，直接关闭旁路挡板运行即可。

4.3 增加烟气旁路挡板执行机构数量

烟气旁路挡板一般都由多块挡板叶片组成，如果全部挡板叶片都由同一个执行机构带动，当执行机构出现故障或某一块挡板卡塞，则造成整个旁路挡板无法打开，威胁机组及脱硫设备的安全稳定运行，为了避免此类情况的发生，建议将挡板叶片分组，每一组都由不同的执行机构带动。一般分为上下两组挡板，上挡板为全开全关型，下挡板为可调节型，这样就提高了旁路挡板的可靠性。

4.4 烟气旁路挡板必须可靠

烟气旁路挡板在脱硫系统乃至电厂中尤为重要，因此必须设置可靠的备用电源，而且旁路挡板本身要具有“三断”保护功能，及断电、断气、断信号时，旁路挡板必须自动开启，这一点，在厂家订货时要特别指出。

4.5 烟气旁路挡板必须做定期活动试验

烟气旁路挡板的工作环境十分恶劣，处于冷热烟气交替、易腐蚀、高烟尘的位置，长期关闭运行，旁路挡板的执行机构及转轴容易锈蚀，造成卡塞，在机组或脱硫系统发生故障时，不能及时打开或者打不开，造成事故扩大。因此，旁路挡板要做定期活动试验，在机械连接和有轴的部位定期上润滑油，防止锈蚀卡死。

4.6挡板门密封方式的改进增加可靠性

4.6.1挡板门：当烟气脱硫装置（FGD）发生故障或必须停机维护时，锅炉烟气经由烟道旁路至烟囱排放，控制FGD主烟道和旁路烟道密封或开启的风门被称作挡板门。FGD烟道系统设置的挡板们通常包括进口挡板（原烟气挡板）、旁路挡板和出口挡板（净烟气挡板）。烟气挡板们通常采用双层百叶窗式，处于关闭状态的双层百叶窗挡板门机构如图所示。

除了每层挡板上配有密封元件外，还向两层挡板中间的空腔通入密封空气，以进一步提高挡板门的密封性。挡板门的密封空气系统包括一台密封风机和一台备用风机。密封气压力至少比烟气最大压力高0.5 kPa，挡板门密封空气站应配有电加热器，将密封空气加热至一定温度，目的是减小双层挡板之间的温差变形和热变形应力，提高密封可靠性。百叶的数量可多可少，本工程中为四片。由执行机构带动连杆机构，连杆与每一个转轴相饺接。连杆的运动可驱动转轴同步旋转。旋转的角度范围由执行机构上的定位器控制。各个百叶旋转90度时为完全开启状态。关闭到位后，每个百叶的四边均与框架之间相互挤压，他们的相互接触面至少有一个弹性件，形成微小形变，从而达到密封的目的。每片百叶均是双层板，因而是双面密封。密封空气不断冲入两层百叶之间的空腔，并从各密封面处溢出，对烟气的泄露起到屏蔽作用，甚至达到零泄露（烟气）。除百叶与框架之间的密封外，每片百叶两端的转轴还需要进行轴向密封，否则，烟气会沿轴向泄露。通常采用填料密封的形式。

4.6.2 改造前脱硫工程烟气挡板密封系统方式

外高桥电厂脱硫工程原设计烟气挡板密封气体在系统正常运行时使用净烟气来密封旁路挡板，方式如下图，这主要基于如下考虑：（1）净烟气温度与原烟气之间温差小，热变形应力小，冲击小对设备长期运行有好处。

（2）正常运行时，无需投加热器，节省电能消耗。

（3）该运行方式为闭式循环，不增加烟道的通流量，减小增压风机出力。

4.6.3烟气密封系统中存在的问题

FGD系统在实际运行中存在这样的问题：脱硫系统在起停和运行过程中总能闻到浓重的烟气味，尤其在有风情况下。近一步仔细检查，发现烟气泄露来自于烟道挡板周围。经分析判断是挡板密封不严导致，密封风压力偏低，需对烟气挡板密封方式进行改进。经调试小组分析原因如下：

①挡板密封不严导致，需要调整挡板限位。

②密封风压力偏低，需要提高风机出口压力，而挡板门密封空气站应电加热器是风机入口气流的主要阻力，这主要是因为加热器内有多匝环绕的电加热管，这一方面缩小了通流面积，另一方面减小了气流风机入口气流速度，因而风机容积流量大大减小。

③有时系统脱硫效果不好，用作密封的净烟气中SO2 含量偏高。

4.6.4问题解决办法

为彻底解决以上问题，通过计算和实验，可将挡板密封系统进行改造。

①挡板密封风机进口风不再使用净烟气，而改用室外洁净空气。

②将密封风机放在加热器后侧，提高空气在加热器内的流速。

③密封风电加热器和密封风机间增加旁路电动挡板，增加运行方式的灵活性。

改造后的挡板密封系统示意图图中蓝色线表示密封风管新的挡板密封系统在经过实际运行测试中完全满足业主要求，并在二号机FGD系统中再次应用。

使用室外空气作为烟气挡板密封气源，并变更风机安装位置，可以满足脱硫系统在各种工况下对烟气的密封要求，甚至达到零烟气泄露；在环境温度很高情况下，无需投入电加热器，运行维护简单，很适合匹配气候温暖地区的机组的脱硫系统。

注意事项：在冬季或气温低时，需要投入电加热站。

五、脱硫系统运行条件的应对措施

严格监控脱硫系统的运行条件，加强对吸收剂、工艺水和蒸汽等品质的监控，提高在线仪表的可靠性和稳定性，加强脱硫系统的化学监督工作并制定为制度的形式，定期定时对脱硫系统各介质的化学分析，在锅炉冷态启动投油助燃或低负荷投油稳燃阶段，密切关注和分析吸收塔浆液的含油量，为浆液置换、除雾器喷淋冲洗提供科学的参考依据。

六、加强脱硫系统的检修、维护和管理水平

在合理设计和设备可靠的前提下，必须同时加强脱硫系统的检修和维护水平，包括运行人员的操作和管理水平，才能有效提高脱硫装置的可靠性和与主机系统的跟随性。脱硫系统的运行人员必须掌握和熟悉整个脱硫工艺系统及各个设备的性能，对设备和参数出现的异常情况能够做出及时准确的判断并处理得当。在日常的运行实践中，应加强脱硫系统和设备的检修维护和管理水平，并形成严格的管理制度，充分重视脱硫系统的各个缺陷和故障点，发现问题必须及时分析和处理，避免形成隐患，必要时将脱硫系统关键设备包括烟囱纳入主设备的维护和管理范畴。重点关注管道容器系统和旋转元件的冲刷磨损和腐蚀问题、GGH和除雾器的结垢堵塞问题以及尾部烟道和烟囱的腐蚀渗漏。

结束语：

综上所述，随着我国环保标准进一步的提高及环保监察力度的加大，旁路挡板必须关闭运行并施行铅封，否则将受到环保部门的严厉督察，这对脱硫系统的设备的可靠性、运行人员技能提出了更高的要求。火电厂保持脱硫旁路挡板长期关闭运行，既是环保部门对发电