火力发电厂原烟囱与临时烟囱的安全切换.pdf

第3 5卷 第 4期 2 0 1 3年 4月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c h n o l o g y Vo 1 ． 3 5 No ． 4 Ap r ． 2 01 3 火 力发 电厂原烟 囱与临时烟 囱的安全切换 孙普春 ， 李宁 华电国际邹县发电厂 ， 山东 邹城2 7 3 5 2 2 摘要 火力发电厂烟囱一旦严重腐蚀 ， 机组、 湿法烟气脱硫系统将无法正常运行 ， 烟囱隔离检修期间需要加装临时烟囱 过渡， 原烟囱与临时烟囱的安全切换成为关注要点。介绍了华电国际邹县发电厂原烟囱和临时烟囱安全切换的重点技 术环节， 总结了切换过程中遇到的问题 ， 供相关技术人员参考。 关键词 脱硫系统 ； 原烟囱； 临时烟囱； 堵板； 安全切换 中图分类号 T M 6 2 1 文献标志码 B 文章编号 1 6 7 41 9 5 1 2 0 1 3 0 4 0 0 5 00 2 1 系统概况 2 原烟囱和临时烟囱安全切换的技术环节 华电国际邹县发 电厂 以下简称邹县 电厂 一 期 、 二期工程 43 3 5 MW 机组烟气脱硫技术改造工 程采用石灰石 一石膏湿法烟气脱硫工艺 ， 未设计 烟 气换热器 G G H ， 烟气脱硫装置出口温度为 4 5～ 5 5 ℃， 为满足脱硫系统的需要， 同期对静电除尘器进行 了技术改造。2 0 0 9年 4台机组对应 的脱硫 系统相 继投产运行 ， 原烟 囱先后 于 2 0 0 9年 1 2月 1 9日和 2 0 1 0 年 2 月 2 8日发生 2次比较严重的红砖和防腐 材料脱落事件， 主要原因为原烟囱运行时间长达2 4 年， 仅在原烟囱内部采用泡沫玻璃砖防腐， 泡沫玻璃 砖密封不严 ， 酸液通过砖缝渗人红砖砌体 内， 致使烟 囱内部防腐材料和红砖脱落， 一度造成烟道防爆片 动作， 旁路挡板打开， 增压风机跳闸， 严重威胁机组 的安全运行 。在每台吸收塔上部水平烟道处各加装 一 个直径为5 ． 5 m、 高2 0 ． 0 m的临时钢烟囱， 临时烟 囱运行后对原烟囱加装钛 一钢复合板 内筒 ， 以确保 机组脱硫系统安全、 稳定运行。加装临时烟囱后原 烟囱加装堵板的湿法烟气脱硫系统如图 1所示。 增压风机 图 1 加装临时烟囱后原烟囱加装堵板 的湿法烟气脱硫系统 收稿 日期 2 0 1 1一l 11 4 ； 修回日期 2 0 1 2 0 2 2 4 2 ． 1 加装临时烟 囱的技术改造 若加装临时烟囱， 机组启 、 停期间脱硫 系统退出 后 ， 烟气要经过静烟气烟道 、 临时烟 囱排放。锅炉最 大连续蒸发量 B Mc R 工况 ， 烟气温度为 1 4 4 ， 实 际烟气量为 1 8 2 7 5 3 8 ． 1 8 m。 ／ h 。由于吸收塔 内除雾 器耐温 8 0℃， 故在临时烟 囱启动过程中需要对烟气 进行 喷水减温 ， 防止引入吸收塔的热烟气损坏除雾 器及 吸收塔塔内件。因锅炉启动时烟气系统入 口挡 板 门为关闭状态 ， 加之吸收塔为封闭结构 ， 在锅炉启 动初始过程 中， 吸收塔 内压力 为 0， 所 以， 热烟气会 有一部分流到吸收塔 内， 待吸收塔 内压力 与烟道压 力平衡后 ， 热烟气将不再 以流动方式传递热量 ， 而是 以热传递方式将烟气 中热量传人吸收塔 。经初步估 算 ， 取这 2个 过程 中的最大烟气量 ， 将 4 0 ％最大烟 气量的烟气从 1 4 4℃降到 8 0℃来计算减温水量 ， 经 计算需要汽化水 1 8 t ／ h 绝热加湿过程 。喷水减温 时只有约 1 ／ 8的喷入水能被汽化 ， 所 以烟气温度 降 低到 8 0℃时 ， 喷水减温水量一般应在 1 5 0 t ／ h左右 。 烟气减温喷淋由除雾器水泵供水， 除雾器冲洗水泵 单台容量 为 2 0 6 m ／ h ， 所 以， 根 据除雾器 冲洗水 流 量， 减温水量按 2 0 6 m ／ h考虑。经过计算， 直径为 6 0 2 0 m m的净烟气烟道布置喷嘴数为3 8 个， 单个喷 嘴流量为 4 2 ． 8 18 ％ L ／ m i n ， 所以单层减温喷 淋水 流量 为 1 0 0 m。 ／ h左 右。因 减 温 水 量 为 2 0 6 m ／ h ， 所以共设 2层减温喷淋层。另外， 为使未汽 化的喷淋水不流入主烟道而流入吸收塔内， 在净烟 气烟道水平段末端设置 1 个挡水板， 挡水板为扇形， 高2 0 0 m m， 弧长为 1 ／ 4圆弧。 出口烟气在线监测系统 C E MS 测点移位。为 了满足环保要求， 临时烟囱运行期间， 需要将出口 C E M S 测点由混合烟道移位到l临时烟囱处， 原烟囱 第4期 孙普春 ， 等 火力发电厂原烟 囱与临时烟 囱的安全切换 5 l 恢复正常运行后 ， 将 出口 C E MS测点移位到混合烟 道上。 原烟 囱拆除堵板 、 临时烟 囱加装堵板 的烟气脱 硫系统如图 2所示。 增 压 风 机 图 2 原烟 囱拆 除堵板、 临时烟 囱加装 堵板 的烟气脱硫 系统 2 ． 2 原烟囱和临时烟囱的安全切换 原烟囱和临时烟 囱安全切换的重点环节为原烟 囱加装堵板、 拆除堵板。在机组运行期间， 烟气禁止 通过原烟囱排放， 确保旁路挡板在任何情况下都不 能打开 ， 静烟气挡板门也不能打开 。加装 、 拆 除挡板 期间， 增压风机跳闸将严重威胁机组的安全运行。 2 ． 2 ． 1 原烟囱加装 、 拆除堵板前需要做的工作 原烟 囱与 烟道 隔离施工作业在水平 烟道 内进 行 ， 施工期 间严禁烟气进入水平烟道 ， 锅炉烟气全部 通过脱硫系统。为了确保旁路挡板门和静烟气挡板 门在原烟 囱加装 、 拆除堵板期间不能打开 ， 主要从逻 辑和机械 2 个方面来保证。施工前检查相关逻辑， 根据系统工艺要求采取相应措施， 保证旁路挡板门 任何情况下不发开指令和快开指令信号， 旁路挡板 门关闭并锁死 ， 净烟气挡板 门关闭后锁死并停 电。 为避免加装 、 拆除堵板期 间增压风机跳 闸对主 机组造成影 响 ， 隔离 施工前应取消 “ 增压 风机跳 闸 联关原烟气挡板” 逻辑， 使增压风机跳闸后原烟气 挡板门保持开启状态并 自动联锁增压 风机 动叶全 开， 以确保烟气通道畅通。 完成临时烟囱的安装防腐、 事故喷淋系统的技 术改造及出口 C E MS测点移位工作 。 2 ． 2 ． 2 原烟囱加装堵板 、 拆 除堵板期 间的检查 、 维 护 、 应急处理 施工期 间， 主机运行人员和脱硫运行值班人员 应加强对炉膛负压、 吸风机、 增压风机的检查、 监视 ， 发现缺陷及时采取相应措施 ， 避免发生增 压风机跳 闸。增压风机一旦跳闸， 脱硫运行值班人员应立即 开启吸收塔除雾器电动冲洗门和吸收塔出口烟道减 温喷淋水阀门， 以确保除雾器安全， 同时检查核实原 烟气烟道排污门、 净烟气烟道排污门在全开状态。 在处理过程中， 若炉膛负压波动超过 -4- 5 0 0 P a ， 集控 运行值班人员应快速投 油稳燃并停用 1套制粉 系 统， 快速降低机组负荷并解除吸、 送风机自动， 手动 调整炉膛负压至正 常范围； 若 吸风机 因喘振保 护动 作跳闸或炉膛负压达保护动作值 ， 则锅炉按紧急停 炉处理。由于运行、 检修、 施工方工作到位， 加装、 拆 除堵板期间未发生增压风机跳闸。 2 ． 3原烟 囱隔离后临时烟囱运行期 间的安全 操作 措施 原烟 囱隔离后 临时烟 囱即将恢复运行 时， 首先 将增压风机跳闸联锁逻辑修改为“ 旁路挡板快开、 联锁关闭原烟气挡板 ” ， 并恢复逻辑保护 ， 全开净烟 气挡板 门后将其锁死并停 电， 以保证增压风机跳 闸 后烟气通过旁路挡板 、 静烟气挡板 、 临时烟 囱排放。 在机组正常运行 中， 脱硫运行值班人员应控制增压 风机入口负压在 一 2 0 0 P a 左右并保持其稳定， 不得 随意修改增压风机人口负压设定值， 加强与集控值 班人员的联系 ， 做好 炉膛负压 的监视 、 调整 ， 同时加 强对吸风机 电流及吸风机人 口负压 的监视。 临时烟 囱运行期间 ， 启 、 停锅炉时脱硫系统退出 后 ， 吸收塔出 口烟气温度不允许超过 1 0 0℃ 静烟气 烟道防腐材料的设计温度 ， 因此， 脱硫系统运行期 间运行人 员应密切关注吸 收塔 出 口烟气温度 的变 化， 发现烟气温度异常升高时， 应及时开启事故喷淋 水和除雾器冲洗水 门。在启 、 停锅炉期间， 要及时开 启增压风机 确保吸 收塔 出 口烟 气温度 不超过 1 0 0 ℃， 因机组启、 停锅炉期间提前开启增压风机， 必然 造成吸收塔内浆液污染 ， 运行人员应抛弃浆液， 避免 造成吸收塔浆液中毒。 临时烟囱运行期 间 ， 在增压风机入 口挡板门前 增加 1 路消防水水源 ， 以备机组启 、 停时降低烟温 ， 满足静烟气烟道防腐的要求 。 2 ． 4 原烟囱加装复合钛板的技术方案 按照 国际工业烟囱协会 C I C I N D 的设计标准 ， 燃煤电厂排出的烟气虽然在脱硫过程中除去了大部 分氧化硫 ， 但脱硫后烟气湿度增大 ， 温度降低 ， 使烟 气中单位体积的稀释硫酸相应增加， 其烟气通常被 视为“ 高” 化学腐蚀等级， 因而应按强腐蚀性烟气等 级来考虑烟囱结构的安全性设计 。2 0 0 0年 ， 电力规 划设计总院组织部分电力设计 院的工程技术人员与 意大利哈蒙公司烟囱专家、 国际工业烟囱学会理事 进行了技术交流和探讨， 认为湿法烟气脱硫系统取 消 G G H后采用薄复层钛 一 钢复合板的防腐措施在 国际上早有先例， 并写入了国际烟囱设计标准中。 在满足环保要求的条件下， 不设 G G H的烟囱内筒宜 选用抗渗密闭性好、 整体性强、 自重 下转第5 4页 5 4 华 电技 术 第3 5卷 表4 1一 5电流模块电力电压变化情况 时刻 电流／ A 电压／ k V 2 01 1 1 1 - 3 0 T 1 2 3 7 2 01 11 13 0 T 1 3 0 0 2 01 11 13 0 T 1 4 1 6 2 01 11 13 0 T 1 5 3 9 2 01 11 13 0 T 1 6 0 7 2 01 11 13 0 T 1 6 4 3 2 01 11 2 0l T 11 5 4 2 01 11 201 T 1 5 0 8 3 ， 4电流模块所控制的 6个 E D I 模块再生效果 也 较好； 而 5电流模块所控制的2个 E D I 模块再生效 果较差 ， 未能恢复到正常状态 。 经过分析 ， 5电流模块所控制的 2个 E D I 模块 布置在管线的末端， 可能出现流量不均衡， 即单个模 块出力比其他 8个 E D I 模块 多， 造成的污堵情况更 为严重， 所以， 再生效果不及其他模块好。 将 8个恢 复好 的模 块调 节到正 常 电压 电流 运 行 ， 5电流模块所控制的 2个 E D I 模块继续按再生 的电压电流运行， 运行 4 8 h后， 5电流模块所控制 的 2个 E D I 模块也恢复了正常。 4结论 1 二级反渗透加碱去除 C O ， 对后续 E D I 单元 的运行影响较大。若不加碱的话， E D I 的进水电导 率与总可交换阴离子 T E A T o t a l E x c h a n g e a b l e A n i o n 值相差较大， 可参考性不强。 2 E D I 装置配管设计 时一定要考虑水力均衡 ， 以使每套装置内各模块的进出水阻力损失相当。同 时每个模 块进 出水 设就地玻 璃转子 流量计 和手动 阀， 以便通过调节阀门使各模块处理水量相 当， 不致 出现偏流现象 。 3 若在运行中出现电压升高的情况， 一定要进 行分析， 找到原因， 同时采取措施 ， 加大电流进行再 生。不能等到污堵严重时再采取措施， 这样容易造 成再生 困难 ， 从而影响正常运行 。 参考文献 [ 1 ] 冯逸仙． 反渗透水处理工程[ M] ． 北京 中国电力出版社， 2 O o 0． 本文责编 王书平 作者简介 姜晓虎 1 9 7 5 一 ， 男， 江苏南京人， 工程师， 从事 电厂水 处理方面的工作 E ． m a i l 1 8 8 5 1 6 0 8 3 1 8 1 3 9 ． c o m 。 0●o●◇●o●o●o●o●0● o●0●o●◇● ●o●o●0● ●◇●◇●◇● 0●0● ◇●o● ◇●0●0●◇● ◇●0●o●0● ● ● o●0● o●● ●o● 0● ● ● ● o●● 上接第 5 l页 小的钛 一钢复合板材料。钛 一钢复 合板 钛板厚 1 ． 2 m m 是一种较合适的组合材料 ， 它 真正做到了结构 钢 、 防腐 钛 各司其职， 发挥各 自的优势。 由于钛 一钢复合板简体的安装方式不同， 而且 建设单位所选择的技术方案也不相同， 邹县电厂技 术人员经过调查研究， 最终决定采用液压提升筒体 的安装方式， 确保了原烟囱钛 一 钢复合板筒体的安 全安装。 3 结束语 邹县电厂原烟囱与临时烟囱的安全切换在各级 人员的密切配合下顺利完成。湿法脱硫烟囱的设计 在我国刚起步， 还没有较多的运行实践来验证 ， 设计 时只能借鉴外国经验。设计中遇到的主要问题是业 主对脱硫烟囱的运行情况认识不足， 虽然知道脱硫 后烟气腐蚀性强， 但为了节省投资， 不愿采用抗腐蚀 性强的烟囱内筒， 使湿法脱硫烟囱防腐性能降低。 在以后的湿法烟气脱硫中， 各级人员必须提高对烟 囱防腐的认识， 烟囱的安全运行方可得到保障。 参考文献 [ 1 ] 周至祥， 段建中， 薛建明． 湿法烟气脱硫工艺技术全程控 制指导手册[ M] ． 北京 中国电力出版社 ， 2 0 0 9 ． [ 2 ] 樊泉桂， 阎维平． 锅炉原理[ M] ． 北京 中国电力出版社， 2 0 0 4． 本文责编 刘芳 作者简介 孙普春 1 9 6 8 一 ， 男 ， 山东邹城人， 工程师， 从事脱硫除 灰运行管理方面的工作 E - m a i l s p e 2 5 7 2 s o h u ． c o m 。 李宁 1 9 7 7 一 ， 男 ， 山东邹城人， 工程师， 从事脱硫除灰 运行管理方面的工作 E m ai l 1 n 1 9 9 7 1 6 3 ． c o rn 。 O O O O O O O O O O 0 O O O 0 O ∞ ∞ ∞ 诣 O O 0 O O O 0 0 钉 能 镐 卯 卯 船 勰 铝 0 O O O O O 0 O 1 2 2 l 1 3 9 3 5 5 5 5 5 5 3 5 O O 0 O O O 0 O 7 8 9 9 O l 7 O 1 l l 1 2 2 3 4 7 9 0 2 3 7 O O 2 2 3 3 3 3 5 8 6 8 9 1 2 6 O O 2 2 2 3 3 3 5 8 l 2 3 4 5 7 9 2 2 2 2 2 2 2 4 7 6 8 9 O 1 4 O 0 2 2 2 3 3 3 5 8