电厂脱硫热控系统设备维修浅析

安阳电厂#9、10机组脱硫热控系统设备维护浅析[摘要]文章介绍了安阳电厂#9\10机组脱硫热控系统的日常维护的问题分析及改进方案。安阳电厂#9\10机组烟气脱硫工程采用的技术，是大唐环境科技工程有限公司从奥地利AE&E公司引进的湿法脱硫技术，该脱硫工程采用一炉一塔湿法烟气脱硫。脱硫系统于2006年12月31日投入运行，由于原设计、安装、选型、工期等原因，热控系统设备运行中存在着一些问题，我们在实际工作中进行了一些尝试改造和分析。1.CEMS烟气连续监测系统该系统采用南京瑞唐公司RTST--9000型产品，主要用来连续监测烟气中烟尘、二氧化硫及氮氧化物的排放浓度及排放总量。该烟气连续监测系统，采用在线式连续监测方法。1.1工作原理1）系统原理CEMS烟气连续监测系统主要用来连续监测烟气中的烟尘和二氧化硫及氮氧化物的排放浓度及排放总量。系统主要包括烟气颗粒物监测子系统、气态污染物监测子系统和排气参数监测子系统等三部分，如下图所示：三部分，如下图所示：2）系统结构CEMS烟气连续监测系统采取了模块化的结构，可分解组合，以适应不同的环境和不同的用户需要。除了在污染源浓度和总量连续监测方面应用以外，还可以作为脱硫效率监测和控制的在线仪器。系统的主要功能单元大致可分为两部分即室内和室外部分。室内部分主要有主机柜（包括样气处理、分析仪和数据采集处理等）、供电电源和净化压缩空气源，主要完成系统供电，样气处理、分析，系统标定，数据采集处理以及采样气路的净化等功能。室外部分主要有采样监测点电器箱、红外测尘仪、流速监测仪、烟气采样探头、空气过滤器以及拌热采样管线和信号控制电缆等组成，主要完成采样监测点温度、压力、流速等物理量信号的采集，烟气颗粒物含量测量，烟气采样和预处理，以及样气和各种信号的传输等。3）运行中存在问题由于设备选型不当，CEMS系统设计中没有烟气取样探头加热装置，运行中探头表面附着了一层SO2和其他杂质的结晶体，大大影响了样气的抽取，加大了真空泵的负载。样气管路为耐腐蚀的ø6四氟乙烯管，外套保温加热层，采用分段加热，拌热温度80±10℃可调。运行中发现样气管路的伴热带开路，无法实现正常的伴热功能，导致采样气体中含有大量的水分，严重影响了分析仪表的正常指示。该CEMS系统样气采用两级过滤处理，实际使用中发现真空泵膜片内积聚了一些粉末状的颗粒，又加装了一级过滤，效果有一定的改善；另外，使用的过滤器为不锈钢材质，在SO2的腐蚀下，过滤器使用2-3个月后，由于腐蚀造成过滤器无法使用，维护的工作量较大。ＣＥＭＳ系统制冷单元使用的气体冷凝器，采用PCL进行温度控制，使用一年后出现了冷凝器接头和内部管路腐蚀引起堵塞的问题，造成气路不畅和冷凝水无法正常排出，同时出现了温控效果差的现象。原设计中脱硫净烟气采样探头安装于吸收塔出口处，不符合《燃煤发电厂锅炉烟尘监测采样位置与采样点数的说明》和《火力发电企业烟气排放连续监测规范》（HJ/T75-2001）规定，在将采样探头改在烟囱入口处后，发现真空泵无法将烟气抽取过来，分析仪表流量指示为零。采样气路吹扫，由分析仪表柜内的压缩空气提供，吹扫气路为整个样气的管路。实际使用中发现气路吹扫后，抽取正常的烟气时，由于管内残存的压缩空气影响，仪表指示恢复到正常值时有一个较长时间的恢复过程。从趋势图中可明显看到，SO2示值（图中红色曲线）在吹扫过后的恢复存在较大的跃变，恢复时间T≥2Min，且吹扫间隔时间为10Min，数值的变化直接影响到脱硫效率的正确计算。运行中发现PLC输入模块的通道有损坏现象，分析认为有两种可能：一是检修人员工作中将其他信号误串入PLC输入模块，二是强电干扰所致。图2：CEMS分析仪表SO2实时曲线4）解决问题方案安阳电厂#9、10炉CEMS系统主要问题在于烟气预处理部分，针对上述问题，我们提出的相应改造方案是：采用带有加热装置的烟气取样探头，温度控制在130～150℃.更换损坏的样气伴热管路，采样伴热管线加热温度控制在100～130℃，大大降低了探头的堵塞的频率。改造样气的吹扫管路，将压缩空气管路直接引至就地探头处，由就地电磁阀定期切换吹扫，缩短吹扫气路长度，大大缩短附图2测量参数的周期变化；调整取样探头的压缩空气吹扫周期，由原来的1次/10Min调整为1次/24Hour.对于ＣＥＭＳ系统气体冷凝器出现的问题，我们采用了自带温控的冷凝器，结构更为合理，温控效果有明显提高。针对样气预处理过滤器因腐蚀频繁更换的问题，将原不锈钢材质的过滤器和所有接头更换为四氟的材质，可有效防止过滤器的腐蚀和二氧化硫结晶体的堵塞，延长了设备使用寿命，减少了日常维护量。对于因采样探头移位而出现分析仪表流量为零的问题，我们分析认为，原KNF耐腐隔膜真空泵，型号N85(流量≥5L/Min),在采样探头处负压较大的情况下，由于其负载能力的限制而出现了问题。实践中，我们采取了两个措施：一是将真空泵改为N89(其流量≥9L/Min)，提高其负载能力二是加长了取样管路的长度，由L=0.5m改为L=1.5m左右,并将平面端口改为斜切口,采取这些措施后，分析仪表指示正常。针对运行中PLC输入模块的通道损坏现象，我们一方面对接入通道的电缆进行单端接地排查，另一方面使用了无源信号隔离器，效果良好。2.其他热控设备1）原设计中石灰石粉螺旋给料机/插板阀连锁功能，由就地控制箱内继电器硬接线实现，由于联锁回路设计复杂，设备安装工艺较差，导致设备故障率极高，我们利用小修机会，根据运行需要，自行设计了实用的联锁功能，并在DCS中实现，设备运行的可靠性有了极大提高；2）石灰石仓料位计运行中多次发生示值指示最大的情况，该料位计采用导波雷达原理测量，安装于料位仓顶部，经对其波形分析认为，料位计安装高度H≥350mm,采用金属安装支架，导致回波较大引起示值偏差，降低安装高度后仪表恢复了正常指示。3）脱硫烟囱入口烟气流量采用西门子微差压变送器和皮托管节流元件及吹扫系统等，实际使用中流量值稳定性较差，示值不准，目前正在对一种新的利用对探头加热原理---FCI测量方式的设备进行调研。4）对于原烟气温度高FGD跳闸等重要保护设备，测量元件改造采用了“三取二”方式，提高保护动作的可靠性。(作者简介：贾宏亮，1970年2月生，男，大唐安阳发电厂设备部，工程师，从事电厂热控系统设备维护工作。)