发明内容
为解决上述现有技术中所指出的脱硫无旁路火电机组的现有启动方法中脱硫系统易超温、脱硫入口烟尘浓度过高等问题,本发明提供一种采用湿法脱硫的火电机组及其启动方法,以保证脱硫无旁路火电机组顺利启动。
本发明提供一种采用湿法脱硫的火电机组的启动方法,该火电机组主要包括风烟系统,该风烟系统包括送风机、引风机;湿法脱硫系统,该湿法脱硫系统包括脱硫循环泵;电除尘干除灰系统,该电除尘干除灰系统包括电除尘器;以及锅炉,所述方法包括下列步骤:判断是否有一台以上的脱硫循环泵工作,如果是,则判断是否电除尘器的每个通道都有一个以上的电场运行,如果是,则判断是否已经具备了锅炉烟风道通风条件以及送风机和引风机的启动条件,如果是,则启动风烟系统。
本发明还提供一种采用湿法脱硫的火电机组的启动方法,该火电机组主要包括风烟系统,该风烟系统包括送风机、引风机;湿法脱硫系统,该湿法脱硫系统包括脱硫循环泵;电除尘干除灰系统,该电除尘干除灰系统包括电除尘器;以及锅炉,所述方法包括下列步骤:判断是否电除尘器的每个通道都有一个以上的电场运行,如果是,则判断是否有一台以上的脱硫循环泵工作,如果是,则判断是否已经具备了锅炉烟风道通风条件以及送风机和引风机的启动条件,如果是,则启动风烟系统。
本发明还提供一种采用湿法脱硫的脱硫无旁路火电机组,该火电机组包括:脱硫系统,该脱硫系统包括脱硫循环泵;风烟系统,该风烟系统包括送风机、引风机;电除尘干除灰系统,该电除尘干除灰系统包括电除尘器,所述火电机组还包括主控系统,该主控系统与所述脱硫系统、电除尘干除灰系统、风烟系统分别耦合,用于判断是否有一台以上的脱硫循环泵工作以及是否电除尘器的每个通道都有一个以上的电场运行,如果是,则在风烟系统的常规启动条件具备的情况下启动风烟系统,否则,启动脱硫循环泵或电除尘器;其中,所述风烟系统的常规启动条件为:该风烟系统具备了锅炉烟风道通风条件以及送风机和引风机的启动条件。
本发明还提供一种采用湿法脱硫的脱硫有旁路火电机组,该火电机组包括:旁路挡板;脱硫系统,该脱硫系统包括脱硫循环泵;风烟系统,该风烟系统包括送风机、引风机;电除尘干除灰系统,该电除尘干除灰系统包括电除尘器,所述火电机组还包括主控系统,该主控系统与所述脱硫系统、电除尘干除灰系统、风烟系统分别耦合,用于判断是否有一台以上的脱硫循环泵工作以及是否电除尘器的每个通道都有一个以上的电场运行,如果是,则在风烟系统的常规启动条件具备的情况下启动风烟系统,否则,启动脱硫循环 泵或电除尘器;其中,所述风烟系统的常规启动条件为:该风烟系统具备了锅炉烟风道通风条件以及送风机和引风机的启动条件。
本发明的有益效果在于,通过先启动电除尘干除灰系统和脱硫系统,后启动风烟系统的启动方法,既可以保证脱硫系统内的烟气不超温,又可以保证脱硫系统入口烟尘浓度较低;而采用等离子无油点火方式可以使电除尘系统在低负荷投运时避免被燃油雾滴沾污。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明实施例做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
对于传统的脱硫有旁路的火电机组而言,可以充分利用旁路,采用常规的启动方法,即先启动风烟系统,然后开始点火,之后再启动脱硫系统和电除尘干除灰系统,使机组的启动停止不受脱硫系统的影响。而脱硫系统无旁路机组,启动和停止方式就必须考虑脱硫系统的要求。本发明就是在此基础上提出的一种采用湿法脱硫的火电机组的启动方法。
下面结合附图以烟气湿法脱硫无旁路机组为例,对本发明的采用湿法脱 硫的火电机组的启动方法进行详细说明。
如图3所示,与现有技术一样,采用湿法脱硫的脱硫无旁路火电机组主要包括脱硫系统、风烟系统和电除尘干除灰系统,其中,脱硫系统主要包括吸收塔10、浆液循环泵11、氧化风机(图未示)、浆液输入装置(图未示)、浆液排出装置(图未示)等;风烟系统主要包括送风机1、引风机5、空气预热器2、烟气通道和空气通道等;电除尘干除灰系统主要包括电除尘器4和干除灰器(图未示)。对于火电机组的常规启动方法而言,锅炉风烟系统的启动较为简单,即在烟气通道和空气通道的通风条件具备以及风机(送风机和引风机)自身启动条件具备的情况下,直接启动即可。但对于本发明的启动方法而言,锅炉风烟系统启动之前,必须要求脱硫浆液循环泵11和电除尘器4运行,因此,本发明的启动方法包括下列步骤:步骤301:判断是否有一台以上的脱硫循环泵工作,如果是,则进行下一步骤,如果否,则启动脱硫循环泵;步骤302:判断是否电除尘器的每个通道都有一个以上的电场运行,如果是,则进行下一步骤,如果否,则启动电除尘器;步骤303:判断是否已经具备了锅炉烟风道通风条件以及送风机和引风机的启动条件,如果是,则启动风烟系统(步骤304);其中,所述步骤一和步骤二可以互换。根据上述步骤启动火电机组,保证先投入电除尘干除灰系统和脱硫系统,再启动风烟系统,之后再点火(步骤305),就可以避免点火过程中对脱硫系统产生危害,解决了现有技术中所指出的问题。
本发明的启动方法采用在锅炉风烟系统启动之前先投入电除尘干除灰系统的方式,防止了大量烟尘进入并污染脱硫系统。这是因为机组冷态启动时,点火初期会产生大量烟尘,这对无脱硫系统或脱硫有旁路的机组而言,并不是太大的问题,可以从烟囱直接排向大气,而对于烟气无旁路的脱硫系统而言,这些烟尘将不可避免地进入脱硫系统,造成石灰石浆液的污染,对脱硫系统的正常运行产生极大的危害。而为了更好的保护脱硫系统,则要求在风烟系统启动之前投入电除尘装置,不仅可以保证点火后飞灰和可燃物不 会进入脱硫系统,而且可以将吹扫过程中从炉膛带来的各种粉尘清除,保证了启动全过程进入脱硫系统的烟气的清洁程度。
提前投入电除尘干除灰系统,从根本上保证了无旁路脱硫系统的安全运行,但不可回避的问题是大量可燃物进入了电除尘干除灰系统,为了防止电除尘干除灰系统出现再燃和板结问题,干除灰系统可以采取加快输灰频率的方式,而灰库也可以相应的加快卸灰频率,从而减少含有大量可燃物的飞灰在电除尘灰斗和灰库中的堆积。
另一方面,点火初期粉尘浓度较小,不需要投入太多电场,保证电除尘器的每个通道至少有一个电场正常运行就可以满足要求,同时应控制二次电压数值在起晕电压和闪络电压之间,并对二次电流限流运行,防止电除尘器的二次内部燃烧,随着机组负荷升高,再逐渐投入其他电场。这里需要说明的是,电场是电除尘器的最基本组成部分,一般电除尘器共有四个通道,每个通道各有五级电场,每一级电场是最基本的除尘单元。
在本发明的启动方法中,脱硫系统的启动也早于风烟系统的启动,原因在于,无旁路的脱硫系统,取消了烟气换热器GGH,脱硫系统出口采用玻璃钢烟道,这决定了脱硫系统未喷淋,即浆液循环泵全停工况下,热烟气严禁进入脱硫系统,为此,在锅炉风烟系统启动前,必须保证脱硫系统在喷淋工况下,即保证脱硫系统有浆液循环泵在运行。另一方面,锅炉风烟系统未运行的情况下,脱硫系统若处在喷淋工况,会有大量湿气沿烟道回溯到引风机和电除尘处,对引风机和电除尘产生一定影响,导致电除尘和引风机绝缘不合格,为此,风烟系统未启动情况下,应当避免脱硫系统浆液循环泵长期运行,应当在风烟系统即将启动之前,开启脱硫系统浆液循环泵,继而迅速启动风烟系统。
当脱硫系统的脱硫浆液循环泵中有一台及以上运行,且电除尘器的每个通道中至少有一个及以上的电场运行的情况下,再具备了风烟系统本身常规的启动条件,即锅炉烟风道通风条件和风机本身的启动条件,就可以启动风 烟系统。
本发明的启动方法通过先启动电除尘干除灰系统和脱硫系统,后启动风烟系统的启动方法,既可以保证脱硫系统内的烟气不超温,又可以保证脱硫系统入口烟尘浓度较低。
风烟系统启动后,完成锅炉的吹扫时间,复位锅炉的主保护逻辑(MFT:Main Fuel Trip),此时锅炉具备点火条件,可以开始点火操作,在常规机组运行过程中,采用的是油枪点火,电除尘系统则是在锅炉实现断油后,才可以投入,主要为了防止燃油雾滴沾污电除尘极板,避免对电除尘安全运行产生危害,如此一来,油系统点火和提前投入电除尘系统产生了根本上的矛盾。本发明采取的等离子点火方式即解决了这一问题。
本发明采取的等离子点火是新型的一级点火方式,直接用等离子电弧引燃煤粉,不需要燃油系统的投入,也就不会对电除尘极板产生危害,故而在点火之前投入电除尘在技术上是可行的。
等离子点火装置利用直流电流在一定介质气压的条件下接触引弧,并在强磁场控制下获得稳定功率的定向流动空气等离子体,该等离子体在点火燃烧器中形成T>4000K的梯度极大的局部高温火核,煤粉颗粒通过该等离子体火核时,在千分之一秒内迅速释放出挥发物,再造挥发份,并使煤粉颗粒破裂粉碎,从而迅速燃烧。由于反应是在气固两相流中进行,高温等离子体使混合物发生了一系列物理化学变化,近而使煤粉的燃烧速度加快,达到点火并加速煤粉燃烧的目的,大大的减少了促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。
等离子拉弧和油枪点火有两个基本区别,首先,等离子电弧比油枪火焰中心温度高,但等离子电弧的发热功率远远低于油枪的发热功率,等离子电弧的引燃区域远远小于油枪的引燃区域;其次,等离子直接点燃煤粉的燃烧是预混火焰燃烧,而油枪的燃烧是非预混火焰燃烧,这对二次风的要求是根本不同的。因此,等离子点火和油枪点火相比,有很多自己的特点。成功的进行等离子点火应注意以下几点:
1)煤质的挥发分保持稳定;
2)等离子暖风器充分加热一次风;
3)良好的空气动力场稳定燃烧;
4)控制合理一次风速;
5)控制合理的煤粉细度和浓度;
6)二次风量的控制应由低到高。
处理好以上技术要点,是等离子点火成功的关键。但是,即便等离子点火时燃烧正常稳定,仍然需要预防尾部烟道再燃问题。在点火之前,必须投入空预器吹灰,并确保消防水系统随时可以投入。
具体地说,等离子点火方法主要包括下列步骤:
步骤401:空预器吹灰连续投入;
步骤402:吹扫条件具备,锅炉开始吹扫;
步骤403:启动一次风机;
步骤404:等离子暖风器投入;
步骤405:等离子系统拉弧;
步骤406:启动等离子对应制粉系统。
根据本发明的上述方法启动火电机组,在火电机组需要停运时,同样出于脱硫系统的要求,必须在风烟系统停止之后,才能停止脱硫系统、电除尘干除灰系统。但是要注意的是,如果机组需要长期停运,应当在停运之前逐渐降低脱硫吸收塔液位,防止浆液循环泵停之后,吸收塔液位太高导致溢流。
而当出现故障工况,导致脱硫浆液循环泵全停或者电除尘器的任一通道的所有电场全停时,就要开启锅炉风烟系统的保护逻辑,联锁跳闸风烟系统。当脱硫浆液泵全停时,如果风烟系统仍然运行,高温的烟气将直接进入脱硫吸收塔,没有得到任何形式的冷却,瞬间会对脱硫系统产生灾难性的后果,所以脱硫浆液泵全停后,必须立即联锁跳闸风烟系统;而当电除尘器任一通道的所有电场全停,固然会使一定量的烟尘直接进入脱硫系统,但这种危害 不是特别急迫,能够给迅速检修以一定时间,所以这种情况发生时,宜采用报警信号,提醒值班人员迅速处理。
因此,脱硫无旁路机组锅炉风烟系统具体的保护逻辑应按如下实现;
1)三台脱硫浆液循环泵全部停止;
2)风机自身跳闸条件。
当脱硫浆液循环泵全停时,风烟系统联锁跳闸,因此脱硫浆液循环泵全停必需进入锅炉主燃料跳闸(MFT:Main Fuel Trip)逻辑。而即便有浆液循环泵运行,即脱硫吸收塔处于喷淋工况,脱硫系统入口烟气温度太高,仍然会对脱硫吸收塔产生极大危害,为了保护脱硫设备,这种情况下,应触发锅炉主燃料跳闸逻辑。
以脱硫无旁路的自然循环煤粉炉为例,主燃料跳闸(MFT)逻辑应按如下实现:
1)汽机跳闸:汽机跳闸(三取二)且总功率介于15-90MW之间、高旁开度<5%,延时5秒或汽机跳闸(三取二)且总功率高于90MW;
2)二台送风机全停;
3)二台引风机全停;
4)有给煤机运行,无油枪投运且两台一次风机全停;
5)火检风机全停,延时60秒或火检冷却风压低低(三取二),延时180秒;
6)炉膛负压高高(三取二),延时2秒;
7)炉膛负压低低(三取二),延时2秒;
8)汽包水位高高(三取二),延时3秒;
9)汽包水位低低(三取二),延时3秒;
10)全燃料丧失(曾点过火置位,给煤机全停且所有油阀关或速断阀关);
11)全炉膛灭火(任一给煤机运行,无任一层燃烧器有火);
12)总风量低于<25%(三取二),延时30秒;
13)两台空预器主辅马达全停,延时10秒;
14)手动MFT;
15)脱硫跳闸(三取二):浆液循环泵全停;入口烟气温度高于180度;入口烟气温度高于160度,延时20分钟;
16)首次点火三次失败;
当至少满足上述条件之一时,触发锅炉主燃料跳闸。
本发明通过先启动电除尘干除灰系统和脱硫系统,后启动风烟系统的启动方法,保证了脱硫无旁路系统火电机组的安全启动,克服了常规启动方法因锅炉点火初期未投入电除尘器而带来的因入口烟气容易超温、粉尘含量太高和未燃尽燃油雾滴导致脱硫塔石灰石浆液中毒的问题。。
采用提前投入电除尘和干除灰系统,等离子点火均未对无旁路的脱硫系统产生影响,保证了脱硫系统稳定高效运行,实现了机组自启动起全程脱硫、除尘的概念。另外,在机组热态、极热态启动、甩负荷时,投用等离子点火系统对维持主汽温度和系统压力有很大优势。
总之,本发明的启停方法既保证了脱硫系统的安全运行,又符合机组其他系统的启停特性,是保证机组启停全过程安全、环保的重要前提。更重要的是,电除尘器和脱硫系统早于风烟系统投入,晚于风烟系统退出,实现了机组运行的全程环保。
以上是以脱硫无旁路火电机组为例进行说明,现有技术中与本发明相同的部分未做详细说明,且本发明并不以此作为限制,例如,本发明的启动方法也可用于有旁路FGD火电机组,同样可以达到在强制环保的前提下确保火电机组安全运行的目的。
基于本发明提供的启动方法,本发明还提供了一种采用本发明的启动方法的脱硫无旁路火电机组,如图5所示,该火电机组主要包括主控系统51;风烟系统52,包括送风机、引风机、空预器;湿法脱硫系统53,包括脱硫循环泵;电除尘干除灰系统54,包括电除尘器;以及锅炉57,其中,所述 主控系统51分别与所述风烟系统52、湿法脱硫系统53及电除尘干除灰系统54耦合,用于判断湿法脱硫系统53的脱硫循环泵及电除尘干除灰系统54的电除尘器的工作状态,当有一台以上的脱硫循环泵工作而且电除尘器的每个通道都有一个以上的电场运行时,则在锅炉57烟风道通风条件以及送风机和引风机的启动条件具备的情况下,启动风烟系统52。该主控系统还包括一个等离子点火装置55,用于在风烟系统52启动的前提下开始点火操作,完成整个火电机组的启动。
基于本发明提供的启动方法,本发明还提供了一种采用本发明的启动方法的脱硫有旁路火电机组,如图6所示,该火电机组主要包括主控系统61;风烟系统62,包括送风机、引风机、空预器;湿法脱硫系统63,包括脱硫循环泵;电除尘干除灰系统64,包括电除尘器;旁路挡板66;以及锅炉67,其中,所述主控系统61分别与所述风烟系统62、湿法脱硫系统63、电除尘干除灰系统64以及旁路挡板66耦合,用于判断湿法脱硫系统63的脱硫循环泵及电除尘干除灰系统64的电除尘器的工作状态,当有一台以上的脱硫循环泵工作而且电除尘器的每个通道都有一个以上的电场运行时,则在锅炉67烟风道通风条件以及送风机和引风机的启动条件具备的情况下,启动风烟系统62。当脱硫系统63停运和故障检修时,主控系统61控制旁路挡板66打开,烟气经由旁路烟道从烟囱排放,从而保证机组稳定运行。该主控系统61还包括一个等离子点火装置65,用于在风烟系统62启动的前提下开始点火操作,完成整个火电机组的启动。
本发明的脱硫无旁路火电机组及脱硫有旁路火电机组的启动方法如前所述,在此不再赘述。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。