摘要:本文介绍了脱硫旁路档板取消后为保证主机系统的稳定运行和紧急应对事故状态,修改和优化了主机保护逻辑,设计了GGH系统跳闸RB逻辑,对于其它电厂类似工作具有借鉴意义。
0 引言
为了满足环保要求,大型火力发电厂均设置了烟气脱硫系统。早期投产的脱硫系统均设置了烟道旁路挡板,当脱硫系统出现故障时,烟气可通过旁路直接进入烟囱进行排放,保证主机系统稳定运行。为改进和提升脱硫环保设施运行效率,兰溪发电有限责任公司在增加脱硝系统的同时完成了#4机组脱硫旁路系统取消相关工作。由于脱硫旁路挡板拆除后,脱硫系统的安全运行会直接影响主机,因此通过对脱硫和主机DCS保护联锁逻辑进行修改和优化,确保主机与脱硫系统逻辑安全可靠、运行稳定。
1 设备简介
兰溪发电厂#4机组为600MW超临界燃煤机组,采用北京巴威的超临界、中间再热螺旋炉膛直流锅炉,型号为B邑WB-1903/25. 40-M。锅炉采用正压直吹MPS中速磨制粉系统,前后对冲燃烧方式,并配置36只低NOX双调风旋流煤粉燃烧器。燃烧器上层配有前后各8个OFA风门,在尾部竖井下设置2台豪顿华三分仓空气预热器,燃用具有中等结渣性的烟煤,尾部双烟道、全钢悬吊(型结构。脱硫装置采用石灰石一石膏湿法脱硫工艺,单炉单塔结构,旁路取消改造前配有烟气再热器(GGH)和1台增压风机。
2 脱硫旁路取消改造后设备情况
(1)脱硫旁路挡板取消的同时取消了增压风机,与引风机合并采用联合风机,拆除了原有的脱硫系统进/出口挡板、旁路挡板及挡板密封风系统。
(2)重新优化布置引风机出口至GGH人口段原烟气烟道,将原有增压风机及增压风机进口烟道全部拆除,在引风机出口汇总水平烟道的一段接触烟道向下与原有GGH人口烟道汇合,保留了原有烟气再热器GGH。为f提高GGH运行的可靠性,增加了1套备用驱动马达。新增设备日常处于停运状态,定期空载运行,必要时能及时安装到位。
(3)吸收塔人口增加事故喷淋装置,主要用于事故状态下喷淋降低烟气温度,防止烟气温度超过吸收塔等防腐材料所能承受的温度。在GGH停运或吸收塔循环泵全部停运时,联锁开启事故喷淋装置。
3 主机保护逻辑修改及逻辑优化
(1)增加锅炉主燃料跳闸MFT逻辑:当吸收塔再循环泵全停,且吸收塔出口烟气温度(三取二))95℃时,延时2min动作。吸收塔再循环泵全停信号直接从电气开关柜引接,吸收塔出口烟气温度信号直接取自就地元件。
(2)修改引风机跳闸条件,取消了以下停运引风机逻辑:引风机出口压力高(三取二)且脱硫旁路挡板关、脱硫增压风机故障跳闸。
(3)以下条件修改为报警,由运行人员判断是否需要停机:原烟气温度高于170℃(三取二),延时900s;原烟气温度高于180℃(取二),延时60s; GGH停转作为一级报警。
4 GGH跳闸后的RB逻辑的设计
取消脱硫烟气旁路挡板门后,脱硫装置将成为主机的一部分,与主机同步启停,并与除尘器、空预器、引风机等设备同等重要。脱硫系统内取消增压风机后,主要设备还有吸收塔再循环泵和GGH。吸收塔再循环泵共有3台,全部故障的可能性较小;GGH原驱动装置只有1套,虽然改造时增加了1套备用驱动装置,但是需要GGH停运后手动连接,这就要求GGH停运后机组能继续稳定运行一段时间。无论是吸收塔再循环泵全部故障停运,还是GGH装置停运,都会导致脱硫系统烟气温度迅速上升。
吸收塔再循环泵全部停运,吸收塔内无浆液循环,未经降温的烟气通过GGH换热后直接进入烟囱,导致GGH出口烟温升高,GGH换热功能丧失,造成进入吸收塔的烟气温度升高。为了防止烟气温度升高,联锁启动2台除雾器冲洗水泵,并同时打开除雾器冲洗水阀,利用除雾器冲洗水取代浆液降低烟气温度。投入除雾器冲洗水主要是在循环泵停运时仍能保证吸收塔内温度满足低于内部防腐材料的限制。经验证,在循环泵停运,GGH正常运行情况下,只需投入除雾器第一级下表面冲洗水和事故喷淋系统即可满足温度控制要求;在吸收塔再循环泵全部停运,而喷淋系统或除雾器系统存在异常时,烟气温度无法维持,当温度大于95℃将会引起MFT动作。
GGH停运情况下,短时间内就会有大量高温烟气冲进吸收塔系统,严重影响吸收塔和烟囱等。在负荷相对较高时,事故喷淋系统和除雾器冲洗水系统的投入并不能完全满足降低烟气温度的要求,此时就需要快速降低负荷,减少烟气量,因此参考其它RB逻辑(当发生主要辅机故障跳闸时,机组不能满负荷运行,必须迅速减负荷,协调控制系统将机组负荷快速降低到机组实际所能达到的相应出力,并控制机组在允许参数范围内继续运行的过程称为RUNBACK,简称RB),设计了GGH停运RB回路减少负荷和烟气量逻辑。
当发生GGH故障时,为尽量减少吸收塔系统负荷,避免大量高温烟气对吸收塔和烟囱的影响,保证机组正常运行,设计RB目标负荷为300MW(50%额定负荷)。在机组实际负荷大于400MW时,GGH故障停运将触发RB、依次停运2台磨煤机。当RB触发后,机组控制方式切至汽机跟随模式,锅炉燃烧器布置为前墙从上到下为F、A、C层,后墙从上到下为E、B、D层;跳磨顺序为先跳上层,再跳下层,并避免同跳同侧的2台磨煤机。