技术
引言:黔北发电厂4×300MW机组，两台锅炉共用一台烟囱，烟气脱硫采用石灰石-石膏-湿法处理工艺，无GGH，采用湿烟囱运行方式，根据湿烟囱安全运行的相关规定，黔北发电厂拟采取对300MW机组在运烟囱进行轻质玻璃砖防腐。由于防腐施工工期长(约70天)，计划安排：在黔北电厂#2脱硫塔进行增容改造期间(2011年7月6日至9月15日)，对黔北#1烟囱(黔北#1、#2机组共用)进行防腐施工。由于电网负荷供需矛盾突出，为缓解电网负荷紧张的供需矛盾，黔北发电厂在实施黔北#1烟囱防腐施工期间，对黔北#1机组拟采取增设临时烟囱的过渡方案，以维持黔北#1机组的正常发电。
临时烟囱增设在黔北#1脱硫塔顶部，同时将黔北#1脱硫塔原净烟道的CEMS取样点移至临时烟囱上，以满足在线监测和数据传输的要求。针对临时烟囱运行的安全、环保风险，拟采取以下措施：黔北#1烟囱防腐、#1机组运行期间：关闭#1脱硫塔旁路烟气挡板，断开其电源，并对挡板进行机械限位，防止误开;开启#1脱硫塔原烟气挡板，关闭#1脱硫塔净烟气挡板，并断开其电源，将净烟气挡板进行机械限位，防止误开。#1机组产生的原烟气全部经除尘器、脱硫塔净化处理，再经临时烟囱排放。由于黔北#1机组除尘器及脱硫塔已改造完毕，烟气污染物的排放指标将严格控制在国家规定的排放标准许可的范围以内。
图1 烟气流程图
1 设备系统简介
1.1主机设备
4×300MW #1、2机组锅炉为北京巴布科克•威尔科克公司生产的B&WB-1025/17.4-M型亚临界“W”型火焰燃烧方式的煤粉炉，汽轮机为东方汽轮机厂生产的N300-16.7/537/537-8型亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机，发电机为东方电气集团生产的QFSN-300-2-20型水-氢-氢冷却发电机。4×300MW #1、2机组分别于2003年3月、2003年7月建成投产。锅炉原设计安装有除尘效率为不低于99.2%的双室三电场高效静电除尘器，经改造为电-袋除尘器：原Ⅰ电场保留，Ⅱ、Ⅲ电场改为布袋除尘器，除尘效率大于99.95%，出口粉尘浓度低于30mg/Nm3，配有240米高、出口直径为7米的烟囱。烟气脱硫采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，按全烟气脱硫、一炉一塔设计。
1.2脱硫塔临时烟囱
1.2.1烟囱流速的选择：根据相关规范要求，烟囱出口处流速不宜低于该高度处风速的1.5倍，一般宜在20～30m/s，本项目的烟气在烟囱内的设计流速为25m/s左右。根据单台炉100%BMCR工况下的烟气量总和和流速计算出烟囱的直径为5.5米。
1.2.2临时烟囱高度的选择：由于该设备为临时设施，在环保局允许条件下高度设置为8米即可，在短时间内通过运行控制措施减少对电厂的生产和生活造成影响。
1.2.3临时烟囱的防腐：脱硫后的烟气温度一般在40℃～50℃之间，且湿度很大并处于饱和状态。根据前述的烟气特点，它是低于烟气结露的温度，烟气易于冷凝结露并在潮湿环境下产生腐蚀性的水溶液，为防止湿烟气对烟囱的腐蚀，因此要对临时烟囱进行防腐：在湿烟气和钢烟囱接触面的防腐采用涂刷1.8mm低温玻璃鳞片树脂处理。
1.2.4临时烟囱的结构：吸收塔顶部新增8m高，直径5.5m的临时烟囱。采用在吸收塔顶部新设置钢结构支撑架支撑临时烟囱的方法。为减少投资，临时烟囱不装烟气挡板，临时烟囱拆除后，在脱硫塔开孔处加装风盖密封烟气。
图2 增加临时烟囱示意图
2 临时烟囱运行的风险
采用临时烟囱运行方式，即脱硫无旁路运行，而脱硫设备的可靠性及控制水平未按无旁路运行的要求设计;在脱硫塔上加装的临时烟囱较矮，烟气排放后扩散范围缩小，带来一定的环保风险。2.1脱硫塔故障停运，主机将随之停运。
2.2高温烟气进入脱硫塔，会对设备防腐层、除雾器等造成损坏，甚至引起火灾事故。
2.3运行中浆循泵跳闸或除雾器冲洗水中断，高温烟气不能及时被冷却，造成塔内设备损坏。
2.4机组启动投油或投油助燃，对电袋除尘的极板及布袋造成污染。
2.5机组启动过程中，除尘器滞后投运，大量粉尘进入脱硫塔，对浆液造成污染。
2.6增压风机跳闸、运行人员调整不当造成锅炉正压造成设备损坏事故。
2.7烟气SO2超标，造成大气污染，威胁现场生产人员的身体健康。
2.8脱硫运行控制不当形成石膏雨污染环境。
2.9烟囱排酸雨影响厂区环境及对周围设备造成腐蚀。
3 风险控制措施
3.1脱硫保护逻辑修改
3.1.1将300MW#1脱硫塔五台浆循泵的电气“速断低限保护”取消，其他电气保护按正常投入，防止脱硫厂用电切换时浆循泵自启动引起脱硫厂用电中断。
3.1.2在300MW#1集控室增设“#1FGD故障”光字牌，便于主机运行人员迅速判断故障点。
3.1.3增加浆液循环泵少于二台运行时，自动开启除雾器下层两个冲洗水门的联动保护，对烟气降温以保护脱硫设备的安全。
3.1.4脱硫保护逻辑修改：
表3-1
3.1.5对增压风机的启动允许条件作如下改动：
表3-2
3.2机组启停方式的安排
3.2.1机组异常或脱硫塔异常(停运)的恢复：首先打开增压风机原烟气挡板及锅炉引送风各一台进出口挡板开至100%，使锅炉本体至脱硫塔风烟通道畅通，增压风机静叶开度从0%调整至30%左右，启动增压风机，当增压风机启动正常后，通知值长锅炉按点火启动引、送风机，启动期间增压风机入口负压维持在-200±50 Pa之间，锅炉调整好负压后开始点火。
300MW#1机组通过68天的带临时烟囱运行，运行情况正常、安全、稳定，符合环保要求，达到了预期的目的。在临时烟囱运行期间，发生#1B空预器卡涩机组紧急停运，运行人员按制定的事故预案处理，保证了设备的安全。此次主要预防增压风机跳闸的事故在主机未熄火的情况下未遇到，因此在恢复过程中对整个系统及设备的影响有多大以及拟定的措施是否需要修正还需进一步考验。
