濕法煙氣脫硫系統的調試技術探討與研究
摘要: 針對石灰石—石膏濕法脫硫技術應用日益廣泛, 其調試工作沒有現行標準及成熟的理論等問題, 基于陽城電廠二期的脫硫系統, 對濕法脫硫系統的調試過程中各階段的主要工作進行研究。分析了各項主要工作的實施方法, 總結脫硫調試工作的注意要點。
關鍵詞: 濕法石灰石脫硫工藝, 調試技術, 探討
0 引言
陽城電廠二期2 ×600 MW 燃煤機組是采用北京博奇電力科技公司總承包的石灰石—石膏濕法煙氣脫硫裝置, 2007 年8 月與主機同步投產, 下面以其為基礎重點分析濕法脫硫系統的調試工作過程及其要點。
1 脫硫系統的單體調試
脫硫系統單體調試的主要工作: 各種設備自身的聯鎖(軸承溫度保護、振動保護等) 傳動試驗; 各個閥門的傳動驗收; 系統內各箱罐注水; 循環泵、風機、攪拌器等設備的啟/ 停試驗及連續運行, 試運過程中測定軸承溫度、振動、噪音等; 系統管道沖洗。
單體調試工作與發電機組鍋爐、汽機的各設備單體調試工作類似, 且此階段的許多工作都是結合在分系統調試中完成的, 在此不過多敘述。
2 脫硫系統的分系統的調試
分系統調試是對煙氣脫硫FGD ( Flue Gas Desulphurization) 系統的各個組成部分進行冷態模擬試運行。此階段的主要工作: 煙氣系統各設備冷態試運行, 工藝水系統、石灰石漿液系統、石膏脫水系統、漿液回收系統等進行清水試運行。各管路都要進行通水試驗, 檢驗系統的完整性與正確性。除此之外, 還有幾方面工作值得多加重視。
2. 1 聯鎖保護及順控系統傳動試驗
聯鎖保護的傳動試驗是FGD 分系統調試的主要工作, 也最耗時間。相對于電站其他系統的調試, FGD 控制系統中的順序控制顯得尤為重要。因為FGD 各個系統不僅在啟停時需要采用順啟或順停, 而且在正常運行過程中也有部分順控程序保持長期連續循環運行, 如除霧器沖洗程序、石灰石漿液排出系統沖洗程序。
2. 2 各管路沖洗時間的測定
由于FGD 大部分管路里的工質為漿液(石灰石漿液或石膏漿液) , 具有容易沉淀、容易粘結的特性, 容易造成管路堵塞。因此, 在調試運行過程中, 要注意停運設備及相關管路的及時沖洗。沖洗一般都是由順控實現的, 因此沖洗時間要給予測定與設定。沖洗時間過短, 達不到沖洗效果; 沖洗時間過長, 費水。
一般管路的沖洗時間測定可采用如下方法: 啟動工藝水泵, 打開沖洗閥門, 在要測定管路的沖洗終點打開排放口觀察或用耳聽、手感觸等方法, 測定沖洗水源到達終點的時間。在順控程序中, 根據測定時間適當延長, 以保證沖洗效果。
吸收塔循環泵及其出口管路的沖洗時間測定: 循環泵停運后, 首先關閉入口門、打開管路排放門, 根據泵入口壓力的變化測定排放時間; 打開沖洗閥門充水至泵入口壓力達到100 kPa 左右(使管路水位與吸收塔正常液位接近) 測定沖水時間, 將沖、放時間設定于循環泵順停程序中。
2. 3 噴淋層噴淋試驗
結合吸收塔循環泵的清水試運進行吸收塔噴淋層的噴淋試驗。試驗時同一時間只啟動1 臺循環泵, 觀察對應噴淋層的噴淋情況, 主要是噴嘴霧化效果與截面噴淋狀況, 保證各噴嘴都能正常噴淋。
2. 4 除霧器沖洗試驗
啟動除霧器沖洗水泵, 打開沖洗總電動門, 逐一打開除霧器沖洗氣動閥對除霧器進行沖洗, 觀察沖洗噴嘴的工作情況, 對可能出現的個別噴水不暢或堵塞的噴嘴進行疏通或更換。保證除霧器的各個部位都能沖洗到并達到要求的沖洗效果。
2. 5 煙氣系統冷態試驗
煙氣系統冷態調整試驗是在煙氣系統各設備試運完畢, FGD 正式通煙氣前, 在鍋爐停運情況下進行的FGD 冷態通風試驗。
2. 6 試驗目的[1 ]
獲取冷態下FGD 系統的正常啟停及事故停運對鍋爐負壓影響的數據; 進行冷態下增壓風機壓力閉環控制試驗; 驗證煙風系統各設備順控啟停的正確性, 并根據鍋爐爐膛壓力的變化對個別步序進行優化。
a) 試驗條件。鍋爐的送、引風機能正常啟停, 自動能投入; 爐膛負壓監測能正常投入; FGD 煙氣系統靜態聯鎖及煙氣系統順控啟停經傳動試驗驗收合格; FGD 煙氣系統各設備冷態試運完畢, 具備投用條件。
b) 試驗內容。試驗FGD 程控啟動時對爐膛負壓的影響; 進行冷態試驗增壓風機導葉的閉環調節; 試驗FGD 程控停運時對鍋爐負壓影響; 試驗 FGD 系統事故停運(如增壓風機跳閘) 對鍋爐負壓影響。
c) 試驗結果及分析。總結各項試驗過程中鍋爐爐膛壓力變化情況, 對試驗結果進行危險性分析; 如果試驗過程中發現爐膛壓力變化過大, 給兩鍋爐的安全運行帶來危害, 需要對FGD 煙氣系統的啟停順控進行進一步調整, 主要是調整增壓風機導葉開度與旁路擋板的開、關配合方法; 觀察增壓風機入口壓力閉環控制特性, 并適當調整設定參數。
d) 石灰石漿液制備。在FGD 準備通煙氣前, 首先進行石灰石漿液的制備, 啟動石灰石漿液箱攪拌器與石灰石漿液泵, 漿液走自循環回路, 不進入吸收塔。在石灰石漿液箱中石灰石粉與水混合生成石灰石漿液, 石灰石漿液密度達到1 250 kg/ m3 后, 系統處于熱備用狀態。
如果吸收塔內的液體為水而非漿液, 則啟動石灰石漿液排出系統向吸收塔進液, 根據經驗, 通過補液將吸收塔的漿液液位提高到1 m 左右較為合適。
3 脫硫系統整體調試
在脫硫分系統冷態調試結束后, FGD 系統正式通入煙氣, 系統進入整體調試階段, 在該階段, 除了各設備的熱態試運外, 還應主要進行以下幾方面的工作。
3. 1 pH計和密度計及煙氣在線監測系統等裝置的標定工作
FGD 通煙氣后, 應對影響FGD 運行性能的各主要參數的測量裝置盡快進行標定, 為FGD 的進一步調整提供可靠依據。其中需要標定的主要包括吸收塔pH 計、石灰石密度計、石膏密度計和FGD 進出口煙氣在線監測系統等[2 ] 。
3. 2 FGD 系統的運行調整
通過FGD 各系統的運行方式調整及主要參數優化, 使FGD 達到最大優化運行工況。主要調整項目如下。
a) pH 值的調整。在FGD 滿負荷且進口煙氣中SO2 濃度相對穩定的情況下, 改變pH 值, 觀察 FGD 系統的脫硫效率及FGD 出口中煙氣SO2 濃度的變化, 從而確定最佳的吸收塔pH 值。
b) 氧化空氣的調整。根據吸收塔密度的變化趨勢及石膏產品的品質, 通過改變氧化風機的投運臺數來確定在不同負荷下氧化風機的運行方式。
c) 循環泵投運方式的調整。在不同負荷下, 改變吸收塔循環泵的投運臺數及組合方式, 觀察 FGD 系統的脫硫效率及FGD 出口中煙氣SO2 濃度的變化, 從而確定循環泵的最佳投運方式。
d) 石膏脫水系統運行方式的調整。石膏脫水系統有連續運行和間斷運行兩種運行方式, 間斷運行方式是吸收塔漿液濃度達到設計要求時, 投入石膏旋流器及真空皮帶脫水機。在這種情況下, 旋流子投運的個數根據設計要求的9 個投用( 共 11 個) , 當吸收塔漿液濃度降到設定值時 (1 085 kg/ m3) 停運石膏脫水系統, 按照漿液濃度調整旋流子投運個數, 維持吸收塔漿液濃度在設定值(1 085 kg/ m3) 。根據經驗, 推薦使用后一種運行方式。
e) 石膏厚度的調整。根據吸收塔濃度情況, 石膏旋流器運行情況, 真空皮帶機運行情況及石膏品質調整真空皮帶機上的石膏厚度。
f) 漿液回收箱液位的控制方法。漿液回收箱液位靠漿液回收箱泵的再循環調節門來控制。通過調節再循環調節門開度調節泵的流量, 從而達到維持吸收塔液位穩定。
g) 吸收塔液位控制調整。吸收塔液位主要靠除霧器沖洗水來維持, 通過調節除霧器每一層沖洗之間的等待時間, 來維持吸收塔液位的穩定, 而等待時間是由進入吸收塔的煙氣量與吸收塔的液位水平共同決定, 雖然國外曾有些經驗公式, 但仍需在實踐中不斷修正和優化。
h) 廢水量的調整。根據吸收塔內氯離子濃度、飛灰濃度和其他惰性物質的顆粒濃度, 來調整水量的大小, 保證FGD 系統運行的安全可靠性。
3. 3 FGD 系統的閉環控制( 模擬量控制)
根據上述各系統調整的結果,對下列各閉環控制系統進行參數設置,并將各閉環控制投入,在實際開支過程中根據自動調節效果對各閉環進行進一步的參數優化,主要有增壓風機入口壓力的閉環控制, 控制增壓風機入口導葉;吸收塔pH 值的閉環控制, 控制石灰石漿液排出系統的調節門;石膏厚度的閉環控制,控制真空皮帶脫水機的轉速;石灰石漿液密度的控制,控制石灰石漿液箱補水調門;漿液回收箱液位閉環控制,控制漿液在循環門調節門;廢水量的控制,控制廢水旋流器的入口調門。
3. 4 FGD 系統水平衡及物料平衡
進入FGD 系統的水源主要有除霧器沖洗水、進入吸收塔漿液中所含的水、其他各系統沖洗水、氧化空氣冷卻水等, FGD 損失的水主要是廢水系統帶走、吸收塔內蒸發掉和生成最終產品石膏所帶走的水分。FGD 系統的水平衡即指二者之間的平衡, 水平衡的直接體現就是吸收塔液位及漿液回收箱液位的穩定。
進入FGD 主要是煙氣、石灰石漿液及氧化空氣, 而離開FGD 的物料主要是脫硫石膏。物料平衡主要體現了石灰石漿液密度的穩定和石膏漿液濃度的穩定。
在石灰石漿液制備系統、除霧器沖洗系統、石膏脫水系統漿液回收系統等都調整完畢, 各系統均穩定運行的基礎上, 對各系統進行整體的協調控制與調整, 即可達到FGD 系統水平衡與物料平衡。
3. 5 FGD 系統對主機的擾動試驗
為摸清FGD 系統事故停運對主機的影響并找出較好的應對措施, 在調試過程中應進行FGD 系統對主機的擾動試驗。
試驗目的: 考查FGD 煙氣系統故障停運對鍋爐爐膛負壓波動的情況并找出較好的調整方法。試驗條件: 鍋爐維持滿負荷運行, FGD 運行正常穩定, FGD 煙氣系統靜態聯鎖及煙氣系統順控系統傳動試驗正確合格, 擋板均能正常開關, 動作靈活。
試驗內容: 就地按下增壓風機事故按鈕, 試驗 FGD 系統停運對鍋爐負壓的影響。
試驗結果和分析: 總結增壓風機跳閘引起爐膛負壓的變化情況, 對試驗結果進行危險性分析。如果發現爐膛壓力變化過大, 給發電機組運行帶來危險, 需對FGD 系統停運順控作進一步的調整。
4 脫硫系統的168 h 試運
FGD 分系統調試完畢, 整體調試完畢后進入 168 h 試運, 在168 h 試運過程中, 除維持各個系統正常運行外、保證系統主要技術指標滿足設計要求外, 還應進行以下工作。
a) 在168 h 試運過程中, 要經常進行各種物料的化學分析。對石灰石粉、石灰石漿液、吸收塔石膏漿液、旋流器漿液、石膏及廢水等進行取樣, 旋流器漿液又有石膏和廢水的來液、溢流、底流, 將樣品交與化驗人員分析并出具化驗分析報告, 根據分析報告對FGD 的運行性能作出評價及適當調整。分析的具體項目與方法參照電站化學、環保專業的相關標準。
b) pH 計和密度計等裝置的定期標定。吸收塔 pH 值、石灰石漿液密度、石膏漿液密度等參數都對FGD 運行性能有較大的影響, 要求這些參數必須準確、可靠。對吸收塔pH 值、石灰石漿液密度、石膏漿液密度計進行定期標定(一般3 d 1 次) 。標定的方法參照各裝置的說明書及相關標準。
c) 煙氣系統的啟停及運行對鍋爐爐膛壓力有直接的影響, 控制不當可能造成機組的事故跳機, 國內曾發生過多起這類事故, 故在調試過程中一定將FGD 煙氣系統的順啟和順停步序設定得當, 調整好增壓風機入口導葉的閉環控制特性, 并進行冷態試驗, 避免在熱態運行中影響鍋爐的安全運行。
d) 在調試過程中, 特別注意保持各系統管道的清潔, 重視管道沖洗的重要性。
e) 順控在FGD 控制系統中特別重要。
f) 脫硫系統調試中遇到的最大問題是國內尚無現行的標準、規范, 只能在調試中參照同類標準開展工作, 并結合各個工程的實際情況編制驗收評定表。
5 結束語
a) 脫硫系統調試工作與電廠鍋爐、汽機等系統的調試工作類似, 而后者已經相當成熟, 因此在脫硫系統調試時, 可以部分借鑒電站鍋爐等系統的成熟經驗。
b) 電廠脫硫系統的調試,是面臨的新課題,如何掌握其系統性、規律性有待共同探討, 特別是要盡早建立權威的驗評體系。
參考文獻:
[1 ] 張保瑞, 安國銀. 電廠煙氣脫硫調試實踐[M] . 北京: 中國電力出版社, 2005 : 31235.
[2 ] 曾庭華. 濕法脫硫系統的安全性及優化[M] . 北京: 中國電力出版社, 2004 : 2282250.
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
