【电厂】脱硫装置取消烟气旁路改造的解决方案

北极星环保网讯:摘  要：湿法脱硫是电厂常用脱硫手段之一，脱硫装置取消烟气旁路是火电厂烟气脱硫行业发展的必然趋势，分析了取消烟气旁路对机组及脱硫装置安全性的影响，介绍了平海电厂脱硫装置取消烟气旁路改造的技术应用,为大型燃煤火电机组取消烟气旁路改造或无旁路设计提供借鉴。

为保证机组运行的安全可靠性，国内已投运或在建的湿法脱硫装置一般都设有100%旁路烟道。在机组启停、脱硫装置故障停运或临时检修时，烟气可以通过旁路烟道直接排入烟囱，保证机组安全稳定运行。近年来，随着脱硫技术的发展和脱硫装置的可利用率不断提高，到目前已完全达到不低于主机的可靠率。在这样的背景下,脱硫装置取消烟气旁路是完全可行的。

为严格保证火力发电厂烟气污染物达标排放，国家环境保护部于2008年1月17日发布了HJ/T 179—2005《火电厂烟气脱硫工程技术规范  石灰石/石灰—石膏法》的修改方案，将5.3.2.5修改为：“新建发电机组建设脱硫设施或已运行机组增设脱硫设施，不宜设置烟气旁路”。所以，随着国家环保标准的日益严格，火电厂烟气脱硫装置取消烟气旁路或无烟气旁路设计成为大势所趋。因此，脱硫装置的可靠性必须提高至主机水平以适应机组的安全可靠运行。

1 平海电厂烟气脱硫装置

为了分析脱硫装置取消烟气旁路后对脱硫装置现有的系统设备运行存在哪些影响因素，下面对平海电厂脱硫装置烟气系统进行简单介绍：

广东平海发电厂有限公司一期工程为2×1000MW超超临界压力燃煤发电组，脱硫装置为石灰石―石膏就地强制氧化湿法烟气脱硫工艺。从锅炉引风机后的主烟道引出的烟气，通过并列布置的两台动叶可调轴流式增压风机升压后进入吸收塔反应区，在吸收塔内脱硫净化，经除雾器除去细小液滴后，再进入净烟气烟道。

烟气系统中设置增压风机进、出口挡板门和吸收塔出口净烟气挡板门、旁路挡板门。当机组启动、脱硫装置故障停运或临时检修时,  开启旁路挡板门，关闭增压风机进、出口挡板门和净烟气挡板门，烟气由旁路烟道直接进入烟囱排放, 不进入吸收塔, 保护脱硫装置。

2 取消烟气旁路对设备的安全影响

取消烟气旁路的特点是在机组运行时，脱硫系统将不可避免成为锅炉烟风系统的必经之路。所以，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等情况对脱硫系统产生的不利影响;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。

最终的目的是实现主机系统和脱硫系统互不影响，同步安全稳定运行。概括起来的因素是锅炉故障和脱硫装置本身故障两个方面，这两种故障均对脱硫装置及锅炉的安全可靠运行造成威胁。

2.1 锅炉故障及其影响

(1)脱硫装置入口原烟气温度一般在120℃-150℃左右，因各厂炉型、煤种及设备状况不同而各有差异。当锅炉尾部烟道二次燃烧或空预器故障等异常运行时，机组排烟温度快速升高至160℃以上，烟温过高时将对吸收塔喷淋层、除雾器以及吸收塔防腐材料造成破坏性损伤。因此,必须采取严格可靠的措施控制脱硫系统入口烟温，给机组事故处理争取时间，同时为保障吸收塔内部件的安全。

(2)烟尘对脱硫吸收塔浆液系统的污染影响很大，甚至导致吸收塔浆液无法反应，最终导致脱硫装置被迫停运，因此电除尘的安全稳定运行尤为重要。目前各电厂基本设计每台电除尘整流变电源取至一段母线电源，如果该段母线电源故障跳闸，会导致相应侧的电除尘整流变全部退出，大量的烟尘进入吸收塔，机组将被迫停运。因此电除尘整流变的电源可靠性非常重要。

2.2 脱硫装置本身故障及其影响

脱硫装置本身故障将会影响锅炉的安全运行，甚至导致机组的停运，这些故障主要包括以下几个方面：

(1)吸收塔浆液循环泵故障全停将会导致进入吸收塔的烟气温度超过防腐内衬所能承受的最高值，使脱硫装置被迫停运，同时机组被迫停运。

(2)石灰石浆液供给系统故障将会导致吸收塔内浆液pH值极低，从而使吸收塔处于强酸腐蚀的环境中，对吸收塔及有关设备运行极为不利，必须使机组降负荷运行或停运。

(3)脱硫6KV母线电源故障将导致增压风机、浆液循环泵、脱硫变压器等设备停电，造成机组停运。因此必须采取措施保证脱硫6KV母线及大容量设备供电的安全可靠性。

3 取消烟气旁路的可靠性分析

平海电厂烟气脱硫装置原来是按照有烟气旁路进行设计和实施的，且吸收塔采用丁基橡胶内衬，塔内喷淋层和除雾器分别采用FRP材料和PP材料制作，均为低温应用材料。因此，取消烟气旁路后应对现有工艺系统、电气系统和控制系统进行可靠性分析以确定系统可靠性程度。

3.1 取消烟气旁路后工艺系统可靠性分析

原设计中石灰石供浆系统设置1个石灰石浆液箱存储供两台机组所需石灰石浆液，且通过各自设置的石灰石浆液泵分别向两台机组供浆。在供浆系统只设置1个石灰石浆液箱的情况下，若石灰石浆液箱搅拌器故障等问题将直接影响两台机组脱硫系统石灰石浆液的供应，对脱硫装置的安全可靠运行造成影响。所以需要对石灰石浆液供浆系统进行改造，防止设备故障对供浆造成影响。

3.2 取消烟气旁路后电气系统可靠性分析

原设计中每台机组的脱硫装置采用6kV单母线不分段接线方式，每台机组分别提供两路6kV电源，一路电源取自本机组厂用6kV  A段，另一路备用电源取自启备变，两路电源一路工作，另一路备用，采用备用电源自投装置实现自动切换。脱硫取消旁路烟道后，增压风机、浆液循环泵将变为与主机引风机同等重要的I类负荷。但现有备用电源自投装置模式下，6KV脱硫段一路失电情况下将导致增压风机或循环泵同时失电而引起机组停运。所以必须对现有的备用电源自投装置进行完善改造。

另外，原设计中设置电除尘A、B、C段电源，其中电除尘A段电源带A侧电除尘的全部整流变，电除尘B段电源带B侧电除尘的全部整流变，电除尘C段作为备有母线电源。但是在实际运行中如果其中的一段母线电源跳闸，相应侧的电除尘整流变退出，大量的烟尘进入吸收塔导致脱硫装置被迫停运。所以必须对电除尘段的电源进行改造，提高安全可靠性。

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