“脫硫擋板門”擋板門在脫硫系統(tǒng)中的應(yīng)用?
連云港市神美電力輔機有限公司專業(yè)制造擋板門、脫硫擋板門、煙氣擋板門、電動脫硝擋板門、鍋爐煙道擋板門、隔絕門、冷熱風(fēng)隔絕門、電動隔絕門、除塵器隔絕門、新型人孔隔絕門磨煤機熱風(fēng)隔絕門等。
今天神美公司主題：脫硫系統(tǒng)中煙氣擋板門是保證機組安全經(jīng)濟運行的重要設(shè)施。介紹了擋板門在脫硫系統(tǒng)中的實際應(yīng)用、相關(guān)選型原則和控制邏輯等,并重點對旁路擋板門的控制方式進(jìn)行了深入探討,提出了多種保護(hù)措施,大大提高了機組運行的穩(wěn)定性。
隨著國家對大氣環(huán)境治理的逐步實施,燃煤電廠煙氣排放成為監(jiān)測重點,電廠配套脫硫裝置成為重要的減排、節(jié)能措施。濕式石灰石—石膏法以其95%以上的脫硫率在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。
1、擋板門在煙氣脫硫系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前,國內(nèi)運行的濕法脫硫裝置基本上都是設(shè)在除塵器與煙囪之間,并以吸收塔為核心。其中煙氣系統(tǒng)包括原煙氣管道、凈煙氣管道和旁路煙氣管道,并分別裝有原煙氣擋板門,凈煙氣擋板門和旁路煙氣擋板門。這些擋板門(特別是旁路擋板門)能否良好地開啟與關(guān)閉,將直接影響整個機組的安全、經(jīng)濟運行。一般一爐一塔的脫硫系統(tǒng)共設(shè)置3套擋板門機構(gòu),以保證機組的正常運行,如圖1所示。 
2、擋板門的選型原則
煙氣擋板門一般采用單軸雙層百葉窗型式,在每層擋板上配有密封元件。同時,為提高擋板門的密封性,防止煙氣進(jìn)入擋板門的內(nèi)室引起結(jié)露而腐蝕葉片,還向2層擋板之間的空腔通入密封空氣,其壓力至少比煙氣運行壓力高0.5kPa。每臺機組原煙氣擋板門、凈煙氣擋板門及旁路擋板門共用1套密封系統(tǒng),每套密封系統(tǒng)至少應(yīng)包括2臺密封風(fēng)機及1臺電加熱裝置。后者是為了減少雙層擋板門2層板之間的溫差變形和熱變形應(yīng)力,提高擋板門的密封性和使用壽命,加熱溫度一般高于100℃。根據(jù)脫硫系統(tǒng)運行特征,本文以600MW機組煙氣脫硫為例,列舉各擋板門的選型參數(shù)。
2.1原煙氣擋板門選型參數(shù)
(1)煙氣介質(zhì)工況:設(shè)計壓力-2kPa～+5kPa;工作溫度80～180℃,正常為121℃;非正常溫度/持續(xù)時間:220℃/20min;關(guān)閉時工作壓力:擋板葉片前-500～200Pa,擋板葉片后0Pa。
(2)驅(qū)動裝置:驅(qū)動功率4.0kW;正常情況下啟閉時間45～60s;電源380V、50Hz;開關(guān)型電動執(zhí)行機構(gòu)。
(3)材質(zhì):框架Q235A,葉片Q235A,密封材料316L,軸為35#鋼,其他為Q235A,不需內(nèi)村。
2.2凈煙氣擋板門選型參數(shù)
(1)煙氣介質(zhì)工況:設(shè)計壓力-2kPa～+5kPa,正常工作溫度80℃,FGD旁路運行時,原煙
氣側(cè)80～180℃;非正常溫度/持續(xù)時間:220℃/
20min;關(guān)閉時工作壓力:擋板葉片前-500～200Pa,擋板葉片后0Pa。
(2)驅(qū)動裝置:驅(qū)動功率4.5kW;正常情況下啟閉時間45～60s;電源380V、50Hz;開關(guān)型電動執(zhí)行機構(gòu)。
(3)材質(zhì):框架Q235A+1.4529(厚度2mm);葉片DIN1.4529(包覆厚度2mm);密封材料C276;軸35#鋼+1.4529(包覆厚度5mm);內(nèi)襯為玻璃鱗片;其他為Q235A。
2.3?旁路煙氣擋板門選型參數(shù)：
(1)煙氣介質(zhì)工況:設(shè)計壓力為-0.5kPa～+0.2kPa;原煙氣側(cè)工作溫度為80～180℃,正常121℃,凈煙氣側(cè)正常工作溫度80℃;非正常溫度/持續(xù)時間:220℃/20min;關(guān)閉時工作壓力:擋板葉片前-500～200Pa,擋板葉片后0Pa。
(2)驅(qū)動裝置:驅(qū)動功率2×5.5kW;正常情況下啟閉時間45～60s,快開小于15s;電源380V、50Hz;調(diào)節(jié)型電動雙執(zhí)行機構(gòu)。
(3)材質(zhì):框架Q235A+1.4529(厚度2mm);凈煙氣側(cè)葉片1.4529(包覆2mm),原煙氣側(cè)Q235A;密封材料C276;軸35#鋼+DIN1.4529(包覆厚度5mm);內(nèi)襯:凈煙氣側(cè)玻璃鱗片;其他為Q235A。
3、擋板門的控制邏輯
機組正常運行時,來自鍋爐的煙氣經(jīng)原煙氣管道進(jìn)入吸收塔處理后,再經(jīng)凈煙氣管道送至煙囪排放。在此過程中,原煙氣、凈煙氣擋板門在開位,旁路擋板門在關(guān)閉位。若脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障,煙氣直接經(jīng)旁路煙氣管道排放,此時,要求旁路擋板門能快速開啟(一般在15s之內(nèi)),原煙氣、凈煙氣擋板門自動關(guān)閉。若此時旁路擋板門不能及時開啟,主機組會跳閘,嚴(yán)重時造成吸收塔損壞、煙道憋壓引起爆炸等重大事故。各電廠脫硫系統(tǒng)中與擋板門有關(guān)的聯(lián)鎖、保護(hù)邏輯區(qū)別不大。
3.1?原煙氣擋板門的控制邏輯
3.1.1允許開條件
鍋爐未投油燃燒;脫硫塔入口原煙氣溫度正常：增壓風(fēng)機已運行;機組除塵器運行正常,粉塵濃度 不高;凈煙氣擋板門已開;吸收塔通風(fēng)閥已關(guān)閉;至少1臺吸收塔循環(huán)泵運行。
3.1.2 允許關(guān)條件 增壓風(fēng)機已跳閘;旁路擋板門已開。
3.2 凈煙氣擋板門的控制邏輯
3.2.1 允許開條件 鍋爐處于未投油燃燒負(fù)荷;脫硫塔入口原煙氣溫度正常;增壓風(fēng)機已運行;機組除塵器運行正常,粉塵濃度不高;至少1臺吸收塔循環(huán)泵已運行。
3.2.2 允許關(guān)條件 增壓風(fēng)機已跳閘;旁路擋板門已開。
3.3 旁路擋板門的控制邏輯：
(1)當(dāng)原煙氣或凈煙氣擋板門及旁路擋板門均關(guān)閉時,立即聯(lián)鎖鍋爐MFT,并聯(lián)跳引風(fēng)機。
(2)增壓風(fēng)機跳閘時快開旁路擋板門,待開到位時,聯(lián)鎖關(guān)閉原煙氣和凈煙氣擋板門。
(3)旁路擋板門允許“快開”條件:原煙氣或凈煙氣擋板門離開其“開”位置;增壓風(fēng)機靜葉關(guān)閉;增壓風(fēng)機前煙氣入口壓力過高或過低;脫硫塔入口原煙氣溫度過高;脫硫塔入口原煙氣煙塵濃度過高;鍋爐油槍投油;吸收塔循環(huán)泵少于2臺運行;鍋爐MFT或2臺引風(fēng)機全部跳閘;GGH(若有)故障停運;所有氧化風(fēng)機停運時間超過規(guī)定值;正常運行時入口原煙氣擋板門未開或出口凈煙氣擋板門未開;脫硫系統(tǒng)失電。只有在確認(rèn)原煙氣和凈煙氣擋板門已正常開啟后,才能關(guān)閉旁路擋板門。 4、旁路擋板門的控制要求
鑒于旁路擋板門的重要性,要求其執(zhí)行機構(gòu)自 身具有“三斷”保護(hù)功能,即在斷電、斷信號、斷氣三種情況下,都能保證旁路擋板門立即“快開”。
4.1斷電保護(hù) 斷電是指執(zhí)行機構(gòu)在斷掉380/220V動力電源時,能保證快開旁路擋板門。對電動執(zhí)行機構(gòu)來說,其本身并不具備此項功能,當(dāng)電動機動力電源斷電后,旁路擋板門只能保持當(dāng)前位,因此,通常需在擋板門結(jié)構(gòu)上增加一套彈簧儲能裝置才能實現(xiàn)其“快開”功能。而氣動執(zhí)行機構(gòu)則可通過電磁換向閥變換通路,用儲氣罐中的壓縮空氣快速打開執(zhí)行機構(gòu),實現(xiàn)“快開”功能。
4.2斷信號保護(hù)
主要指動力電源不斷,只斷掉4～20mA控制信號時,能保證快開旁路擋板門。電動執(zhí)行機構(gòu)可設(shè)置為無信號時,執(zhí)行機構(gòu)保持全開位。氣動執(zhí)行機構(gòu)則可通過電磁換向閥變換通路,用儲氣罐中的壓縮空氣快速打開執(zhí)行機構(gòu),實現(xiàn)“快開”功能。
4.3斷氣保護(hù)此要求主要針對氣動執(zhí)行機構(gòu)。一般都能通過電磁換向閥變換通路,用儲氣罐中的壓縮空氣快速打開執(zhí)行機構(gòu),實現(xiàn)“快開”功能。
5、DCS系統(tǒng)對旁路擋板門控制的影響
當(dāng)旁路擋板門處于“遠(yuǎn)方”控制位,即DCS系統(tǒng)控制時,DCS系統(tǒng)的可靠性就顯得尤為重要。目
前,由于在DCS系統(tǒng)失電或DCS控制器失電時,系統(tǒng)一般默認(rèn)開關(guān)量處于“常開”位、模擬量為4mA,故要求旁路擋板門執(zhí)行機構(gòu)廠家在出廠時把“開指令”接點設(shè)置為“常閉”點,即DCS系統(tǒng)采用“常閉”點控制。當(dāng)DCS系統(tǒng)出現(xiàn)失電故障時,該“常閉”點恢復(fù)到默認(rèn)狀態(tài)時的“常開”位,系統(tǒng)自然發(fā)出“開指令”,以保證旁路擋板門“快開”。同樣,旁路擋板門位置調(diào)節(jié)指令和反饋信號也應(yīng)設(shè)置為4mA對應(yīng)“全開”,20mA對應(yīng)“全關(guān)”,以確保DCS系統(tǒng)故障時旁路擋板門能夠全開。
6、硬手操按鈕的設(shè)置
旁路擋板門除了可就地或DCS控制外,通常還在集控室操作臺上設(shè)置一個“快開”后備按鈕,以硬接線方式接到擋板門執(zhí)行機構(gòu)的相應(yīng)端子,以保證在緊急狀態(tài)下強制“快開”煙氣旁路擋板門,確保不因脫硫系統(tǒng)故障影響機組安全運行。按鈕具體配置主要依據(jù)執(zhí)行機構(gòu)的要求而定。值得注意的是,有些擋板門電動執(zhí)行機構(gòu)在開關(guān)量控制與模擬量調(diào)節(jié)兩種控制模式之間有一個切換信號,即該執(zhí)行機構(gòu)只能在一種模式下控制。正常運行時一般為模擬量調(diào)節(jié)方式,但當(dāng)要實現(xiàn)開關(guān)量控制(如“快開”)時,必須要有相應(yīng)的切換信號,切換至開關(guān)量控制模式下,此時所給開關(guān)量信號才起控制作用。返回模擬量調(diào)節(jié)方式時,此切換信號則需進(jìn)行復(fù)位。當(dāng)然,如果電動執(zhí)行機構(gòu)能通過內(nèi)部設(shè)置實現(xiàn)開關(guān)量控制優(yōu)先,則不需要相應(yīng)的切換信號,開關(guān)量控制指令完成后,閥門也可實現(xiàn)模擬量控制,此種方式最為實用。 |
