【摘要】鑒于燃煤電廠濕法脫硫無旁路運行期間脫硫裝置和機組主機間安全相互影響引發(fā)的安全事件時有發(fā)生現(xiàn)狀，指出了濕法脫硫無旁路運行方面存在的問題，提出來相應的防范對策和建議。


【關鍵詞】燃煤電廠；濕法脫硫；無旁路運行；事故防范

1概述

保護環(huán)境是國家的基本國策。第十二屆全國人民代表大會常務委員會第八次會議修訂了中華人民共和國環(huán)境保護法，并定于2015年1月日起執(zhí)行，新的環(huán)境保護法再次從法律層面上明確了一切單位和個人都有保護環(huán)境的義務。再次體現(xiàn)出國家促進清潔生產(chǎn)和資源循環(huán)利用的嚴格要求，明確了從國家、地方政府到企事業(yè)單位和個人必須履行的強制性責任和義務，旨在通過法律的約束以利于全民環(huán)保意識的提高和環(huán)保工作的落實。

國務院《國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃》（國發(fā)[2011]42號）的要求，“十二五”期間，SO2減排8%，約187.2萬噸。規(guī)劃中明確提出煙氣脫硫設施要按照規(guī)定取消脫硫煙氣旁路技術減排。燃煤火電廠濕法脫硫無旁路運行一方面避免了煙氣不經(jīng)脫硫直接排放造成的環(huán)境污染風險和環(huán)保監(jiān)管漏洞，另一方面對脫硫裝置與鍋爐主機協(xié)同運行的安全性、適應性提出了新課題。需要根據(jù)電廠實際情況，針對設備、系統(tǒng)配置采取相應的措施進行事故防范。

2無旁路運行現(xiàn)狀分析

2.1基本情況

當前，各大燃煤火力發(fā)電企業(yè)對煙氣污染治理工作空前重視，不斷加強和規(guī)范燃煤火力發(fā)電廠煙氣脫硫安全生產(chǎn)管理，通過健全制度和有關預案，根據(jù)脫硫裝置實際情況，積極采取有效措施，確保了脫硫裝置無旁路運行發(fā)電安全生產(chǎn)的總體穩(wěn)定。取消脫硫旁路后，脫硫系統(tǒng)就成為鍋爐煙氣排向大氣的唯一通道，一旦脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障退出運行，將直接導致機組的非計劃停運。

在機組啟動初期及鍋爐側煙溫超限時等異常情況下，脫硫系統(tǒng)的安全可靠性和機組的安全可靠性互有影響。由于脫硫裝置設備故障、運行操作不當引起鍋爐MFT動作機組跳閘，鍋爐排煙溫度超限，造成脫硫裝置異常，進而造成停機或其他安全事故的案例也時有發(fā)生。取消旁路必須保證煙氣通道的暢通、進塔煙氣溫度不致影響塔內(nèi)件安全、鍋爐啟動、穩(wěn)燃、除塵器全切和部分切除期間漿液品質(zhì)保證、脫硫系統(tǒng)先于鍋爐系統(tǒng)啟動和脫硫系統(tǒng)滯后于鍋爐停運的可靠性。

2.2突出問題

2.2.1脫硫裝置對機組負荷變化率、煤質(zhì)變化響應能力有待提高

當前光伏、風電等非煤清潔能源電源項目已成一定規(guī)模，且在國家層面大力推進清潔能源電力項目建設的宏觀大環(huán)境下，電網(wǎng)對燃煤火力發(fā)電機組承擔的電網(wǎng)深度調(diào)峰要求日趨嚴格。機組快速升負荷期間，煤量大幅增加、煙氣量快速增大，煤質(zhì)變差，為保證脫硫煙氣污染物排放濃度指標滿足要求，必須要及時、快速投入脫硫裝置備用循環(huán)泵設備，而漿液循環(huán)泵等大型動力設備的啟停前檢查、操作和啟動均需要一定的時間。

2.2.2脫硫裝置設備、材料使用裝備水平和系統(tǒng)、設備運行可靠性需要提高

對于脫硫主要輔助系統(tǒng)的石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)等雖均設置了適度的備用容量，當這部分設備發(fā)生故障時，可在不停運脫硫裝置的情況下進行檢修，雖然對系統(tǒng)的可靠性影響較小，但脫硫取消旁路后，工藝水系統(tǒng)作為煙道及吸收塔等防腐部位減溫水來源，其供水的可靠性顯得尤為重要。必須從水源、供水設備、供水管線及控制方面做出相應的保障措施。

對于脫硫煙氣系統(tǒng)的增壓風機（引增合一風機）、GGH、進出口煙氣擋板、煙道膨脹節(jié)等主要設備和吸收塔系統(tǒng)的吸收塔攪拌器（脈沖泵系統(tǒng)）、漿液循環(huán)泵、噴淋層、除霧器、氧化空氣噴槍（管網(wǎng)）、濾網(wǎng)等主要設備只能在停運脫硫裝置的情況下進行檢修，對于無旁路脫硫裝置的機組，意味著只能在機組停運后，做好各項措施后方可處理，處理時間也相對較長，必須提高對脫硫重要設備的評級管理，按照一類設備進行檢修、維護，加強設備可靠性管理。

煙道防腐襯里及吸收塔內(nèi)的防腐襯里材料防腐失效、防磨蝕材料失效造成泄漏，繼而造成煙道及吸收塔重要承壓部件腐蝕影響結構安全的情況在不少電廠均時有發(fā)生，給現(xiàn)場安全生產(chǎn)和維修期間的防火工作造成較大的威脅。需要根據(jù)使用條件對防腐襯里材料、防磨防腐材料進行針對性比選，對其施工工藝進行嚴格控制，對施工安全進行嚴格管控。

2.2.3脫硫裝置系統(tǒng)和主機運行安全的互相影響風險因素需進一步降低。

取消脫硫旁路后，脫硫系統(tǒng)就成為鍋爐煙氣排向大氣的唯一通道，鍋爐煙氣系統(tǒng)由于鍋爐燃燒配風調(diào)整、脫硫啟停漿液循環(huán)泵、脫硫除霧器沖洗等原因引起的煙氣壓力變化沒有后備保護手段。設置有原、凈煙氣擋板門的脫硫裝置還存在著原、凈煙氣擋板門運行期間誤關的可能，爐膛負壓維持不住將直接造成機組跳閘。

取消脫硫旁路后，由于啟停爐、穩(wěn)燃等工況造成的燃燒不完全將導致不完全燃燒的燃料在吸收塔富集，被污染的漿液無法滿足機組接帶負荷后脫硫的需要。電除塵器及空預器等尾部煙道區(qū)域積存燃料的二次燃燒造成的高排煙溫度將對吸收塔、防腐煙道造成較大威脅，極易造成防腐失效和其它安全事故。

3提高無旁路濕法脫硫運行安全的對策措施

3.1從人員配置、設備評級和檢修運行管理等方面真正把無旁路濕法脫硫裝置等同于主機管理。

3.2根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)、設備狀況，進行細化分析，采取有力有效措施提高機組、脫硫裝置協(xié)同可靠性。

3.2.1保證運行期間煙氣唯一通道的暢通

脫硫裝置原設計為了避免鍋爐排煙溫度高對吸收塔及塔內(nèi)件、防腐煙道造成不可逆轉的破壞性影響，避免煙塵濃度過高污染漿液，大多設置有原煙氣擋板門。對于兩臺機組或多臺機組共用一個排煙筒的脫硫裝置，為了單臺機組檢修隔離措施的落實，一般均分別設置凈煙氣擋板門。為保證煙氣唯一通道暢通，宜將原煙氣擋板門進行拆除，在機組啟動前將凈煙氣擋板門停電，并機械固定在全開位置。凈煙氣擋板門應有100%密封性能，并應設置手動栓卡，以凈煙氣擋板門誤動作。凈煙氣擋板門不宜設遠程操作，宜設就地操作箱。

煙塵濃度過高，GGH堵塞，除霧器堵塞，將造成煙氣系統(tǒng)通流面積減小，煙氣阻力增加，嚴重時將引起煙道超壓等不安全事件引發(fā)事故。脫硫運行期間必須嚴格執(zhí)行GGH沖洗、吹灰工作和除霧器定期沖洗工作。取消脫硫旁路，宜同時取消GGH。

3.2.2增加控制進入FGD煙氣溫度的手段。

無旁路濕法脫硫裝置吸收塔噴淋層、除霧器等塔內(nèi)件大多采用玻璃鋼、PP材料制作，大多只能承受100℃以下的溫度。必須增加漿液循環(huán)泵跳閘情況下煙氣溫度控制手段。無旁路濕法脫硫裝置煙氣入口必須設置可靠的噴水降溫裝置，入口噴水降溫裝置的水源應采取多路水源，供水泵電源應接自保安段以保障可靠投入。

噴水量根據(jù)BMCR工況下最大煙氣量對應的焓值計算所需水量。噴水減溫段設置應根據(jù)吸收塔入口原煙氣流速情況，設置在距吸收塔入口至少7m距離的原煙氣煙道上，噴水減溫裝置應設置成多點霧化、分級煙氣噴霧降溫/洗滌系統(tǒng)、噴嘴宜順煙氣方向布置。

噴水減溫裝置全水量投入時應可滿足將150攝氏度的原煙氣降低至75攝氏度的需要。噴水減溫裝置供水管道應設置流量計，用以監(jiān)控噴水減溫裝置實際噴入水量情況。噴水減溫裝置供給水宜設置專用的水箱，水箱有效容積滿足鍋爐機組事故停爐所需的最大水量，且應將消防水源作為后備水源。

3.2.3優(yōu)化脫硫裝置相關熱控邏輯，降低機組降出力和跳機風險。

在保證脫硫裝置入口減溫裝置可靠的前提下，取消原設計的漿液循環(huán)泵全停鍋爐MFT條件、攪拌器全停延時鍋爐MFT等引發(fā)主機跳閘的保護，僅保留吸收塔出口煙溫超過75℃延時15S鍋爐MFT保護。

對脫硫裝置主要設備比如漿液循環(huán)泵、氧化風機、攪拌器等設備運行參數(shù)異常情況下的跳閘保護應改為報警，最大限度避免主設備跳閘造成煙氣超溫。各作用于主要輔機的熱工保護，須避免采用單一信號。如測點不滿足要求，應加裝測點。鑒于脫硫系統(tǒng)煙氣旁路取消，須提高重要熱控設備的可靠性，如提高設備檔次、冗余配置等。

3.2.4優(yōu)化脫硫裝置主要設備電源配置，避免出現(xiàn)避免出現(xiàn)類似“保安電源失去導致循環(huán)漿泵全停”、“工藝水失去造成漿液循環(huán)泵全停”導致機組跳閘事件的發(fā)生。煙氣噴霧降溫/洗滌閥執(zhí)行器應有事故保安電源供電，對于無事故保安電源的，應用安全可靠的電源供電。

3.2.5提高脫硫裝置設備健康水平，提高設備系統(tǒng)的可靠性。

（1）加強防腐工作。

噴霧降溫/洗滌裝置至吸收塔入口段煙道宜采用材質(zhì)不低于316L，厚度不低于2mm貼襯防腐。

吸收塔入口段煙道干濕界面（包括法蘭）宜全部貼襯2mm高鎳合金，入口處的遮雨棚宜全部采用5mm高鎳合金。吸收塔噴淋區(qū)塔壁及支撐梁宜采用貼襯3mm高鎳合金（噴淋塔：最低層噴嘴下1.5米至最高層噴嘴出口區(qū)域。

噴霧降溫/洗滌系統(tǒng)及干濕界面沖洗水系統(tǒng)在煙道內(nèi)管道及附件宜不低于耐腐蝕不銹鋼。吸收塔內(nèi)氧化空氣管采用超級雙相不銹鋼或高鎳合金材料。

在吸收塔漿池側壁距底板2.5米以下(包括底板)、管座及拐角等部位采用玻璃鱗片樹脂加強防腐，其厚度不低于4mm，或者采用襯橡膠防腐，其厚度不低于8mm。其它區(qū)域按常規(guī)防腐設計。

（2）吸收劑漿液箱（池）及漿液供給系統(tǒng)應設置兩套，互為備用。漿液箱（池）總容量宜滿足不小于脫硫島最大出力工況下6h的要求。每座吸收塔應設置兩臺吸收劑漿液供給泵和兩套獨立的供漿管路（一路運行，一路備用），吸收劑漿液供給泵的能力應按吸收塔最大出力工況設計。

（3）每座吸收塔應設置兩臺漿液排出泵和兩套獨立的排漿管路，一運一備。

另外考慮到設備的可靠性及電廠煤質(zhì)變化因素影響，提高設備、材料和防腐檔次，保證脫硫裝置的整體壽命；增加工藝系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)的故障保護配置，同時，加強維護質(zhì)量控制，改善運行管理水平，保證脫硫裝置達到與主機同步檢修周期等措施也是必不可少的。

文章來源：《2014火電廠污染物凈化與節(jié)能技術研討會論文集》

(來源：微信公眾號“清潔高效燃煤發(fā)電”ID：redianjishu)