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摘要阐述300MW火力发电厂脱硫（FGD）旁路烟气档板取消的改造方案，研究改造后对机组安全可靠运行的影响及采取的技术对策。
关键词 300MW机组 FGD 旁路烟气档板
中图分类号：TM6文献标志码：A
Transformation of the Flue Baffle of FGD in 300MW Thermal Power Plant
XU Weining
(Xiamen Huaxia International Power Development Co., Ltd., Xiamen, Fujian 361026)
AbstractThis paper discusses the transformation methods of canceling the flue baffle of FGD in 300MW thermal power plant, researches safe and reliable operation of the unit and the technical measures taken after transformation.
Key words300MW unit; FGD; flue baffle
0 前言
自从美国和日本在上世纪70年代开始安装第一套烟气脱硫（FGD）装置以来，FGD技术已有40年的历史了。欧洲以德国为代表在70年代末期开始发展FGD技术。我国在90年代初期开始引进FGD技术。随着人们对环境权益保护的日益增强，以及政府对环保的重视和大力监督，促使FGD技术成为一项新兴产业得到迅猛发展，也成为电厂建设项目中必不可缺的一个环节。
为了提高脱硫效率，降低成本，各种不同工艺的FGD被用于实践。如石灰石湿法工艺、循环流化床工艺、电子束工艺、海水脱硫等。但是投入脱硫系统除直接投入设备及维护资金外仍需要损耗较大的厂用电率，增加电厂运营成本。在不同脱硫处理工艺方法进入市场检验安全可靠性的前期，为防止FGD系统故障而直接影响整机运行安全，在早期的FGD烟气系统中设有旁路烟气档板，当FGD系统故障时，烟气可以通过旁路烟气档板的旁路通道向烟囱排出，然后退出FGD系统进行检修或维护。随着FGD技术不断完善，以及脱硫机组运行技术经验的丰富积累，取消旁路烟气档板，既是政府对于电厂环保排放的强制要求同时也标志着我国FGD技术日臻成熟可经市场检验。
1 FGD工艺流程示意
厦门华夏国际电力发展有限公司#1、#2、#3、#4机组于2006年同步投入四台机组脱硫和脱硝系统。公司采用的脱硫方法为海水脱硫工艺，其流程示意如下（红色为原烟气道，绿色为净烟气道）：
图1海水脱硫工艺流程
公司四台机组的海水脱硫系统在设计和基建时均设置有烟气旁路烟道，根据福建省减排工作联席会议办公室下发的闽减排办[2010]33号《福建省减排工作聯席会议办公室关于装机容量300mw以上燃煤电厂取消脱硫旁路烟道和建设投运脱硝设施的通知》要求，公司#1、#2机组脱硫旁路烟道要求在2012年前取消，#3、#4机组脱硫旁路烟道要求在2011年前取消。在严格的烟气排放监管下彻底消除锅炉未进行脱硫处理的原烟气直接进入主烟道并最终进入烟囱排向大气的可能。
2 取消旁路烟道的方法
旁路烟道与原烟气烟道进行物理割断的原则是：将旁路烟道与主烟道进行物理割断，留出明显的物理断口，同时保留原有旁路烟道和烟气旁路挡板门，在逻辑控制上取消所有旁路系统的控制信号及逻辑并对相应的热控逻辑进行必要的调整。
脱硫旁路烟道拆除的割断点选择在烟气旁路挡板门的门前。由于一期和二期的脱硫系统烟道现场布置有差异，割断旁路烟道时对割断口的位置选择上有所区别（见附图）：一期具体的断口位置见图2、图3。二期具体的断口位置见图5、图6。割断后形成的两个断口（600mm€?00mm）用=6mm钢板焊接封堵（材质Q235-A.F）。割断后旁路烟道挡板门全关并对开度进行固定，门前的断面采取可靠措施进行封堵。与原烟气烟道相交的断面由于要承受风压和振动，必须进行加固封堵，封堵用=6mm钢板焊接封堵（材质Q235-A.F）并用槽钢做为横向加固肋。本脱硫系统的烟道采用角钢内贴式刚接烟道。断开旁路烟道后原烟气挡板门已经基本失去作用，要求将原烟气挡板门开到全开的位置并进行固定开度限位，防止原烟气挡板门运行中关闭。所有割断后形成的断面均要求进行保温，保温材料选择岩棉板材。
3 取消脱硫旁路后对机组长期安全可靠运行影响的分析及对策
由于原来脱硫系统有旁路烟道，因此在锅炉启停、煤油混烧、机组负荷不稳定、机组MFT等工况下可以开启旁路，而取消脱硫旁路后任何工况下烟气必须经过GGH和脱硫塔，此时锅炉烟风系统和脱硫烟风系统构成串联，锅炉运行参数变化可能影响脱硫系统运行，脱硫系统运行的可靠性制约着锅炉的运行安全性，两者相互关联，无论哪一系统出现问题，都导致这一串联系统出现断裂而无法连续运行。机组的安全稳定运行对处于这一链条上的增压风机、GGH、吸收塔、相关烟道乃至海水系统的运行可靠提出严格要求，这一链条上的任一环节退出运行主机的安全运行都面临巨大的风险。主要的几个影响因素如下：
3.1 增压风机运行可靠性对串联系统稳定性的影响及对策
取消旁路后，两台引风机直接与一台增压风机串联运行，因增压风机无备用，一旦增压风机停运，引风机无法克服整个系统的阻力，为了锅炉安全机组只能被迫停运。
对策：加强增压风机的检修维护，将增压风机当作主设备对待。
3.2 GGH结垢、堵塞对串联系统可靠性的影响及对策
在GGH的运行中，换热元件的结垢、堵塞、腐蚀几乎无法避免，GGH结构、堵塞严重后，增压风机和引风机的出力无法抵消系统阻力，从而威胁到主机安全运行。
对策：采用微油点火系统，配合目前加装暖风器的改造，基本可以实现少油或脱油点火，油污的影响较少。在平时的检修维护中做到逢停必查，并纳入主设备的管理范畴中。
3.3 锅炉排烟温度异常对吸收塔的影响
采用海水喷淋，烟气可以在吸收塔内得到较为有效的降温，并不需要采用石灰石—石膏法脱硫那样在吸收塔内配置紧急喷淋系统。
3.4 点火初期净烟道及烟囱的腐蚀影响
由于低温下就启动海水系统对烟囱及净烟道的腐蚀必然加重，必须提高烟囱及净烟道的防腐要求，要加强烟道和烟囱防腐的检查和维护力度。
3.5 运行人员长期操作习惯突然改变的适应影响
运行人员长期在脱硫系统存在旁路的状况下操作，取消旁路后在紧急情况下惯性思维可能误导操作，应及时根据旁路取消后的逻辑修改重新编制运行操作卡，修改规程，重点培训。
4 脱硫部分逻辑修改措施
仔细分析旁路取消后设备运行方式、运行操作方式改变对热控逻辑进行修改，对于取消设备及其控制画面进行相应删除。
（1）增压风机启动许可条件增加：即任一引风机风烟通道证实打开且出口门及动叶全开（大于95%）；保证启动时风烟道系统畅通。
（2）增压风机停运许可条件：改为两台引风机全停，防止引风机出口憋压，停增压风机须先停两台引风机运行，然后再停增压风机。
（3）增压风机停发出10分钟脉冲强制开增压风机静叶到100%。，打开引风机出口风烟通道，防止炉膛压力过高。运行仍然应该及时降低引风机出力，防止由于压力突高使得烟道膨胀节受损。
（4）两台引风机全停时且增压风机静叶开度大于10%（10秒脉冲）强制关增压风机静叶到10%。及时降低增压风机出力，防止FGD入口壓力过低而损坏膨胀节。
（5）取消烟气系统、增压风机顺序启停控制逻辑。
（6）增压风机跳闸条件保持不变，不走顺控停脱硫程序，直接跳闸。
（7）引风机启动许可条件增加1条：增压风机在运行。由于增压风机启动需保持入口静叶全关状态下启动，此时引风机出口风烟道不通畅，引风机不允许启动，否则引风机出口憋压。所以启动引风机前需先启动增压风机，使得风烟道保持畅通。如果增压风机改为变频，则允许在增压风机入口静叶全开状态下启动增压风机，此时风烟道畅通，可以先启动引风机，则本条可以考虑取消。
（8）脱硫部分MFT条件，同时增加MFT首出逻辑：（汇总后通过上环信号或上硬接线）
①增压风机跳。原有逻辑是增压风机跳则打开旁路挡板门，保持风烟道畅通，而取消旁路后，在风烟道为单一通道的情况下，如果增压风机突跳，则可能导致烟道、炉膛超压，所以需增加一条增压风机跳即MFT这一条件。
②3台海水泵全停30秒后且GGH净烟气进口温度大于60℃。原有逻辑是海水泵全停则打开旁路挡板门，退出脱硫运行，现在由于取消旁路，如果海水泵全停，导致吸收塔内喷淋失去，而吸收塔内的除雾器要求工作温度不能超过85℃，超温半小时则容易由于温度过高损坏除雾器，同时温度过高也容易损坏防腐涂层，严重的还会引起防腐涂层着火，所以增加该条MFT条件。
（9）净烟气挡板门关许可条件改为： 增压风机停30分钟后，主要是为了防止运行中误动。
（10）取消烟气旁路门控制逻辑。由于取消旁路，原逻辑取消，重新设计新逻辑。取消旁路后，锅炉一点火烟气即经过FGD，此时烟气中必然含有部分油污及未燃烬煤粉，这些油污及未燃烬煤粉随着烟气流动附着在GGH的传热元件上，运行必须在锅炉点火前至少投入一层海水喷淋，降低烟气温度避免传热元件着火。注意事项：由于低温下就启动海水系统对烟囱及净烟道的腐蚀必然加重，必须提高烟囱及净烟道的防腐要求，要加强防腐的检查和维护力度。
（11）取消原烟气挡板门控制逻辑。由于取消旁路，为了防止误动，取消该门所有的控制逻辑并在机械上采取在全开位置固定。
5 结论
脱硫系统取消旁路烟气档板后，彻底杜绝了人为或误操作使未进行脱硫处理的原烟气直接通过烟囱排向大气的可能性。由于原脱硫系统及热控逻辑从投产到改造已运行了五年，运行人员需要在今后的实际工作中积累经验，提出更为可靠的运行措施和热控逻辑，不断改进现行的工作方法，完善脱硫及锅炉整启过程中的操作卡。由于增压风机没有备用辅机，海水泵工作条件十分恶劣，在检修工作中，也应提高脱硫辅机的检修质量，有充足的备品备件，做好设备防腐，提高设备的安全水平。运行人员在工作中加强脱硫系统辅机的检查，及时发现问题及时处理，尽量降低故障率，增加改造后整台机组的安全稳定可靠性。
6 附图
（下转第157页）（上接第107页）
图2#1炉脱硫旁路断口示意图
图3#2炉脱硫旁路断门示意图
图5#3炉脱硫旁路断口示意图
图6#4炉脱硫旁路断口示意图
关键词 300MW机组 FGD 旁路烟气档板
中图分类号：TM6文献标志码：A
Transformation of the Flue Baffle of FGD in 300MW Thermal Power Plant
XU Weining
(Xiamen Huaxia International Power Development Co., Ltd., Xiamen, Fujian 361026)
AbstractThis paper discusses the transformation methods of canceling the flue baffle of FGD in 300MW thermal power plant, researches safe and reliable operation of the unit and the technical measures taken after transformation.
Key words300MW unit; FGD; flue baffle
0 前言
自从美国和日本在上世纪70年代开始安装第一套烟气脱硫（FGD）装置以来，FGD技术已有40年的历史了。欧洲以德国为代表在70年代末期开始发展FGD技术。我国在90年代初期开始引进FGD技术。随着人们对环境权益保护的日益增强，以及政府对环保的重视和大力监督，促使FGD技术成为一项新兴产业得到迅猛发展，也成为电厂建设项目中必不可缺的一个环节。
为了提高脱硫效率，降低成本，各种不同工艺的FGD被用于实践。如石灰石湿法工艺、循环流化床工艺、电子束工艺、海水脱硫等。但是投入脱硫系统除直接投入设备及维护资金外仍需要损耗较大的厂用电率，增加电厂运营成本。在不同脱硫处理工艺方法进入市场检验安全可靠性的前期，为防止FGD系统故障而直接影响整机运行安全，在早期的FGD烟气系统中设有旁路烟气档板，当FGD系统故障时，烟气可以通过旁路烟气档板的旁路通道向烟囱排出，然后退出FGD系统进行检修或维护。随着FGD技术不断完善，以及脱硫机组运行技术经验的丰富积累，取消旁路烟气档板，既是政府对于电厂环保排放的强制要求同时也标志着我国FGD技术日臻成熟可经市场检验。
1 FGD工艺流程示意
厦门华夏国际电力发展有限公司#1、#2、#3、#4机组于2006年同步投入四台机组脱硫和脱硝系统。公司采用的脱硫方法为海水脱硫工艺，其流程示意如下（红色为原烟气道，绿色为净烟气道）：
图1海水脱硫工艺流程
公司四台机组的海水脱硫系统在设计和基建时均设置有烟气旁路烟道，根据福建省减排工作联席会议办公室下发的闽减排办[2010]33号《福建省减排工作聯席会议办公室关于装机容量300mw以上燃煤电厂取消脱硫旁路烟道和建设投运脱硝设施的通知》要求，公司#1、#2机组脱硫旁路烟道要求在2012年前取消，#3、#4机组脱硫旁路烟道要求在2011年前取消。在严格的烟气排放监管下彻底消除锅炉未进行脱硫处理的原烟气直接进入主烟道并最终进入烟囱排向大气的可能。
2 取消旁路烟道的方法
旁路烟道与原烟气烟道进行物理割断的原则是：将旁路烟道与主烟道进行物理割断，留出明显的物理断口，同时保留原有旁路烟道和烟气旁路挡板门，在逻辑控制上取消所有旁路系统的控制信号及逻辑并对相应的热控逻辑进行必要的调整。
脱硫旁路烟道拆除的割断点选择在烟气旁路挡板门的门前。由于一期和二期的脱硫系统烟道现场布置有差异，割断旁路烟道时对割断口的位置选择上有所区别（见附图）：一期具体的断口位置见图2、图3。二期具体的断口位置见图5、图6。割断后形成的两个断口（600mm€?00mm）用=6mm钢板焊接封堵（材质Q235-A.F）。割断后旁路烟道挡板门全关并对开度进行固定，门前的断面采取可靠措施进行封堵。与原烟气烟道相交的断面由于要承受风压和振动，必须进行加固封堵，封堵用=6mm钢板焊接封堵（材质Q235-A.F）并用槽钢做为横向加固肋。本脱硫系统的烟道采用角钢内贴式刚接烟道。断开旁路烟道后原烟气挡板门已经基本失去作用，要求将原烟气挡板门开到全开的位置并进行固定开度限位，防止原烟气挡板门运行中关闭。所有割断后形成的断面均要求进行保温，保温材料选择岩棉板材。
3 取消脱硫旁路后对机组长期安全可靠运行影响的分析及对策
由于原来脱硫系统有旁路烟道，因此在锅炉启停、煤油混烧、机组负荷不稳定、机组MFT等工况下可以开启旁路，而取消脱硫旁路后任何工况下烟气必须经过GGH和脱硫塔，此时锅炉烟风系统和脱硫烟风系统构成串联，锅炉运行参数变化可能影响脱硫系统运行，脱硫系统运行的可靠性制约着锅炉的运行安全性，两者相互关联，无论哪一系统出现问题，都导致这一串联系统出现断裂而无法连续运行。机组的安全稳定运行对处于这一链条上的增压风机、GGH、吸收塔、相关烟道乃至海水系统的运行可靠提出严格要求，这一链条上的任一环节退出运行主机的安全运行都面临巨大的风险。主要的几个影响因素如下：
3.1 增压风机运行可靠性对串联系统稳定性的影响及对策
取消旁路后，两台引风机直接与一台增压风机串联运行，因增压风机无备用，一旦增压风机停运，引风机无法克服整个系统的阻力，为了锅炉安全机组只能被迫停运。
对策：加强增压风机的检修维护，将增压风机当作主设备对待。
3.2 GGH结垢、堵塞对串联系统可靠性的影响及对策
在GGH的运行中，换热元件的结垢、堵塞、腐蚀几乎无法避免，GGH结构、堵塞严重后，增压风机和引风机的出力无法抵消系统阻力，从而威胁到主机安全运行。
对策：采用微油点火系统，配合目前加装暖风器的改造，基本可以实现少油或脱油点火，油污的影响较少。在平时的检修维护中做到逢停必查，并纳入主设备的管理范畴中。
3.3 锅炉排烟温度异常对吸收塔的影响
采用海水喷淋，烟气可以在吸收塔内得到较为有效的降温，并不需要采用石灰石—石膏法脱硫那样在吸收塔内配置紧急喷淋系统。
3.4 点火初期净烟道及烟囱的腐蚀影响
由于低温下就启动海水系统对烟囱及净烟道的腐蚀必然加重，必须提高烟囱及净烟道的防腐要求，要加强烟道和烟囱防腐的检查和维护力度。
3.5 运行人员长期操作习惯突然改变的适应影响
运行人员长期在脱硫系统存在旁路的状况下操作，取消旁路后在紧急情况下惯性思维可能误导操作，应及时根据旁路取消后的逻辑修改重新编制运行操作卡，修改规程，重点培训。
4 脱硫部分逻辑修改措施
仔细分析旁路取消后设备运行方式、运行操作方式改变对热控逻辑进行修改，对于取消设备及其控制画面进行相应删除。
（1）增压风机启动许可条件增加：即任一引风机风烟通道证实打开且出口门及动叶全开（大于95%）；保证启动时风烟道系统畅通。
（2）增压风机停运许可条件：改为两台引风机全停，防止引风机出口憋压，停增压风机须先停两台引风机运行，然后再停增压风机。
（3）增压风机停发出10分钟脉冲强制开增压风机静叶到100%。，打开引风机出口风烟通道，防止炉膛压力过高。运行仍然应该及时降低引风机出力，防止由于压力突高使得烟道膨胀节受损。
（4）两台引风机全停时且增压风机静叶开度大于10%（10秒脉冲）强制关增压风机静叶到10%。及时降低增压风机出力，防止FGD入口壓力过低而损坏膨胀节。
（5）取消烟气系统、增压风机顺序启停控制逻辑。
（6）增压风机跳闸条件保持不变，不走顺控停脱硫程序，直接跳闸。
（7）引风机启动许可条件增加1条：增压风机在运行。由于增压风机启动需保持入口静叶全关状态下启动，此时引风机出口风烟道不通畅，引风机不允许启动，否则引风机出口憋压。所以启动引风机前需先启动增压风机，使得风烟道保持畅通。如果增压风机改为变频，则允许在增压风机入口静叶全开状态下启动增压风机，此时风烟道畅通，可以先启动引风机，则本条可以考虑取消。
（8）脱硫部分MFT条件，同时增加MFT首出逻辑：（汇总后通过上环信号或上硬接线）
①增压风机跳。原有逻辑是增压风机跳则打开旁路挡板门，保持风烟道畅通，而取消旁路后，在风烟道为单一通道的情况下，如果增压风机突跳，则可能导致烟道、炉膛超压，所以需增加一条增压风机跳即MFT这一条件。
②3台海水泵全停30秒后且GGH净烟气进口温度大于60℃。原有逻辑是海水泵全停则打开旁路挡板门，退出脱硫运行，现在由于取消旁路，如果海水泵全停，导致吸收塔内喷淋失去，而吸收塔内的除雾器要求工作温度不能超过85℃，超温半小时则容易由于温度过高损坏除雾器，同时温度过高也容易损坏防腐涂层，严重的还会引起防腐涂层着火，所以增加该条MFT条件。
（9）净烟气挡板门关许可条件改为： 增压风机停30分钟后，主要是为了防止运行中误动。
（10）取消烟气旁路门控制逻辑。由于取消旁路，原逻辑取消，重新设计新逻辑。取消旁路后，锅炉一点火烟气即经过FGD，此时烟气中必然含有部分油污及未燃烬煤粉，这些油污及未燃烬煤粉随着烟气流动附着在GGH的传热元件上，运行必须在锅炉点火前至少投入一层海水喷淋，降低烟气温度避免传热元件着火。注意事项：由于低温下就启动海水系统对烟囱及净烟道的腐蚀必然加重，必须提高烟囱及净烟道的防腐要求，要加强防腐的检查和维护力度。
（11）取消原烟气挡板门控制逻辑。由于取消旁路，为了防止误动，取消该门所有的控制逻辑并在机械上采取在全开位置固定。
5 结论
脱硫系统取消旁路烟气档板后，彻底杜绝了人为或误操作使未进行脱硫处理的原烟气直接通过烟囱排向大气的可能性。由于原脱硫系统及热控逻辑从投产到改造已运行了五年，运行人员需要在今后的实际工作中积累经验，提出更为可靠的运行措施和热控逻辑，不断改进现行的工作方法，完善脱硫及锅炉整启过程中的操作卡。由于增压风机没有备用辅机，海水泵工作条件十分恶劣，在检修工作中，也应提高脱硫辅机的检修质量，有充足的备品备件，做好设备防腐，提高设备的安全水平。运行人员在工作中加强脱硫系统辅机的检查，及时发现问题及时处理，尽量降低故障率，增加改造后整台机组的安全稳定可靠性。
6 附图
（下转第157页）（上接第107页）
图2#1炉脱硫旁路断口示意图
图3#2炉脱硫旁路断门示意图
图5#3炉脱硫旁路断口示意图
图6#4炉脱硫旁路断口示意图