【摘要】鑒于燃煤電廠濕法脫硫無(wú)旁路運(yùn)行期間脫硫裝置和機(jī)組主機(jī)間安全相互影響引發(fā)的安全事件時(shí)有發(fā)生現(xiàn)狀，指出了濕法脫硫無(wú)旁路運(yùn)行方面存在的問(wèn)題，提出來(lái)相應(yīng)的防范對(duì)策和建議。


【關(guān)鍵詞】燃煤電廠；濕法脫硫；無(wú)旁路運(yùn)行；事故防范

1概述

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

國(guó)務(wù)院《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》（國(guó)發(fā)[2011]42號(hào)）的要求，“十二五”期間，SO2減排8%，約187.2萬(wàn)噸。規(guī)劃中明確提出煙氣脫硫設(shè)施要按照規(guī)定取消脫硫煙氣旁路技術(shù)減排。燃煤火電廠濕法脫硫無(wú)旁路運(yùn)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(fēng)險(xiǎn)和環(huán)保監(jiān)管漏洞，另一方面對(duì)脫硫裝置與鍋爐主機(jī)協(xié)同運(yùn)行的安全性、適應(yīng)性提出了新課題。需要根據(jù)電廠實(shí)際情況，針對(duì)設(shè)備、系統(tǒng)配置采取相應(yīng)的措施進(jìn)行事故防范。

2無(wú)旁路運(yùn)行現(xiàn)狀分析

2.1基本情況

當(dāng)前，各大燃煤火力發(fā)電企業(yè)對(duì)煙氣污染治理工作空前重視，不斷加強(qiáng)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(guò)健全制度和有關(guān)預(yù)案，根據(jù)脫硫裝置實(shí)際情況，積極采取有效措施，確保了脫硫裝置無(wú)旁路運(yùn)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(yùn)行，將直接導(dǎo)致機(jī)組的非計(jì)劃停運(yùn)。

在機(jī)組啟動(dòng)初期及鍋爐側(cè)煙溫超限時(shí)等異常情況下，脫硫系統(tǒng)的安全可靠性和機(jī)組的安全可靠性互有影響。由于脫硫裝置設(shè)備故障、運(yùn)行操作不當(dāng)引起鍋爐MFT動(dòng)作機(jī)組跳閘，鍋爐排煙溫度超限，造成脫硫裝置異常，進(jìn)而造成停機(jī)或其他安全事故的案例也時(shí)有發(fā)生。取消旁路必須保證煙氣通道的暢通、進(jìn)塔煙氣溫度不致影響塔內(nèi)件安全、鍋爐啟動(dòng)、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(dòng)和脫硫系統(tǒng)滯后于鍋爐停運(yùn)的可靠性。

2.2突出問(wèn)題

2.2.1脫硫裝置對(duì)機(jī)組負(fù)荷變化率、煤質(zhì)變化響應(yīng)能力有待提高

當(dāng)前光伏、風(fēng)電等非煤清潔能源電源項(xiàng)目已成一定規(guī)模，且在國(guó)家層面大力推進(jìn)清潔能源電力項(xiàng)目建設(shè)的宏觀大環(huán)境下，電網(wǎng)對(duì)燃煤火力發(fā)電機(jī)組承擔(dān)的電網(wǎng)深度調(diào)峰要求日趨嚴(yán)格。機(jī)組快速升負(fù)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(biāo)滿足要求，必須要及時(shí)、快速投入脫硫裝置備用循環(huán)泵設(shè)備，而漿液循環(huán)泵等大型動(dòng)力設(shè)備的啟停前檢查、操作和啟動(dòng)均需要一定的時(shí)間。

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

對(duì)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(shè)置了適度的備用容量，當(dāng)這部分設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可在不停運(yùn)脫硫裝置的情況下進(jìn)行檢修，雖然對(duì)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(lái)源，其供水的可靠性顯得尤為重要。必須從水源、供水設(shè)備、供水管線及控制方面做出相應(yīng)的保障措施。

對(duì)于脫硫煙氣系統(tǒng)的增壓風(fēng)機(jī)（引增合一風(fēng)機(jī)）、GGH、進(jìn)出口煙氣擋板、煙道膨脹節(jié)等主要設(shè)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(shè)備只能在停運(yùn)脫硫裝置的情況下進(jìn)行檢修，對(duì)于無(wú)旁路脫硫裝置的機(jī)組，意味著只能在機(jī)組停運(yùn)后，做好各項(xiàng)措施后方可處理，處理時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)，必須提高對(duì)脫硫重要設(shè)備的評(píng)級(jí)管理，按照一類設(shè)備進(jìn)行檢修、維護(hù)，加強(qiáng)設(shè)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(jié)構(gòu)安全的情況在不少電廠均時(shí)有發(fā)生，給現(xiàn)場(chǎng)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(duì)防腐襯里材料、防磨防腐材料進(jìn)行針對(duì)性比選，對(duì)其施工工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)施工安全進(jìn)行嚴(yán)格管控。

2.2.3脫硫裝置系統(tǒng)和主機(jī)運(yùn)行安全的互相影響風(fēng)險(xiǎn)因素需進(jìn)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(fēng)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(méi)有后備保護(hù)手段。設(shè)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(yùn)行期間誤關(guān)的可能，爐膛負(fù)壓維持不住將直接造成機(jī)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(dǎo)致不完全燃燒的燃料在吸收塔富集，被污染的漿液無(wú)法滿足機(jī)組接帶負(fù)荷后脫硫的需要。電除塵器及空預(yù)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(duì)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(wú)旁路濕法脫硫運(yùn)行安全的對(duì)策措施

3.1從人員配置、設(shè)備評(píng)級(jí)和檢修運(yùn)行管理等方面真正把無(wú)旁路濕法脫硫裝置等同于主機(jī)管理。

3.2根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)、設(shè)備狀況，進(jìn)行細(xì)化分析，采取有力有效措施提高機(jī)組、脫硫裝置協(xié)同可靠性。

3.2.1保證運(yùn)行期間煙氣唯一通道的暢通

脫硫裝置原設(shè)計(jì)為了避免鍋爐排煙溫度高對(duì)吸收塔及塔內(nèi)件、防腐煙道造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞性影響，避免煙塵濃度過(guò)高污染漿液，大多設(shè)置有原煙氣擋板門。對(duì)于兩臺(tái)機(jī)組或多臺(tái)機(jī)組共用一個(gè)排煙筒的脫硫裝置，為了單臺(tái)機(jī)組檢修隔離措施的落實(shí)，一般均分別設(shè)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(jìn)行拆除，在機(jī)組啟動(dòng)前將凈煙氣擋板門停電，并機(jī)械固定在全開位置。凈煙氣擋板門應(yīng)有100%密封性能，并應(yīng)設(shè)置手動(dòng)栓卡，以凈煙氣擋板門誤動(dòng)作。凈煙氣擋板門不宜設(shè)遠(yuǎn)程操作，宜設(shè)就地操作箱。

煙塵濃度過(guò)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(yán)重時(shí)將引起煙道超壓等不安全事件引發(fā)事故。脫硫運(yùn)行期間必須嚴(yán)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(shí)取消GGH。

3.2.2增加控制進(jìn)入FGD煙氣溫度的手段。

無(wú)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(wú)旁路濕法脫硫裝置煙氣入口必須設(shè)置可靠的噴水降溫裝置，入口噴水降溫裝置的水源應(yīng)采取多路水源，供水泵電源應(yīng)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(duì)應(yīng)的焓值計(jì)算所需水量。噴水減溫段設(shè)置應(yīng)根據(jù)吸收塔入口原煙氣流速情況，設(shè)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(yīng)設(shè)置成多點(diǎn)霧化、分級(jí)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(shí)應(yīng)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(yīng)設(shè)置流量計(jì)，用以監(jiān)控噴水減溫裝置實(shí)際噴入水量情況。噴水減溫裝置供給水宜設(shè)置專用的水箱，水箱有效容積滿足鍋爐機(jī)組事故停爐所需的最大水量，且應(yīng)將消防水源作為后備水源。

3.2.3優(yōu)化脫硫裝置相關(guān)熱控邏輯，降低機(jī)組降出力和跳機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

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

對(duì)脫硫裝置主要設(shè)備比如漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、攪拌器等設(shè)備運(yùn)行參數(shù)異常情況下的跳閘保護(hù)應(yīng)改為報(bào)警，最大限度避免主設(shè)備跳閘造成煙氣超溫。各作用于主要輔機(jī)的熱工保護(hù)，須避免采用單一信號(hào)。如測(cè)點(diǎn)不滿足要求，應(yīng)加裝測(cè)點(diǎn)。鑒于脫硫系統(tǒng)煙氣旁路取消，須提高重要熱控設(shè)備的可靠性，如提高設(shè)備檔次、冗余配置等。

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

3.2.5提高脫硫裝置設(shè)備健康水平，提高設(shè)備系統(tǒng)的可靠性。

（1）加強(qiáng)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(jí)雙相不銹鋼或高鎳合金材料。

在吸收塔漿池側(cè)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(qiáng)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(shè)計(jì)。

（2）吸收劑漿液箱（池）及漿液供給系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置兩套，互為備用。漿液箱（池）總?cè)萘恳藵M足不小于脫硫島最大出力工況下6h的要求。每座吸收塔應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)吸收劑漿液供給泵和兩套獨(dú)立的供漿管路（一路運(yùn)行，一路備用），吸收劑漿液供給泵的能力應(yīng)按吸收塔最大出力工況設(shè)計(jì)。

（3）每座吸收塔應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)漿液排出泵和兩套獨(dú)立的排漿管路，一運(yùn)一備。

另外考慮到設(shè)備的可靠性及電廠煤質(zhì)變化因素影響，提高設(shè)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(hù)配置，同時(shí)，加強(qiáng)維護(hù)質(zhì)量控制，改善運(yùn)行管理水平，保證脫硫裝置達(dá)到與主機(jī)同步檢修周期等措施也是必不可少的。

文章來(lái)源：《2014火電廠污染物凈化與節(jié)能技術(shù)研討會(huì)論文集》

(來(lái)源：微信公眾號(hào)“清潔高效燃煤發(fā)電”ID：redianjishu)