王滩电厂三氧化硫烟气调质控制系统

王滩电厂三氧化硫烟气调质控制系统

杨勇波

（河北大唐国际王滩发电有限责任公司河北唐山063000）

摘要：本文对王滩电厂三氧化硫烟气调质系统的工作原理及工艺流程进行了介绍，重点对其控制系统进行了详细的描述。烟气调质燃烧器/转化器集成箱系统有六种工作模式：系统停止模式、系统加热模式、喷射没有准备好模式、准备好喷射SO3模式、开始喷射SO3模式、系统正常关闭模式和系统加热保持模式，本文对这六种工作模式进行了详细的解读。

关键词：烟气调质；集成箱；喷射

1三氧化硫烟气调质系统介绍

1.1工作原理

众所周知煤在燃烧过程中，煤中的硫和空气中的氧化合生成二氧化硫，其中约0.4％－3.0％的二氧化硫在炉膛中被进一步氧化成三氧化硫，三氧化硫和烟气中的水分结合形成硫酸，以极薄的一层均匀地凝结于飞灰颗粒的表面。如果煤燃烧产生的SO3恰好和飞灰比例平衡，就会产生足够的酸附着在灰颗粒上，提供合适的电阻率以利于飞灰被收集。当燃煤硫灰比低时，会产生比电阻过高的灰，当粉尘比电阻超过5×1010Ω-cm将导致收尘效率下降，利用SO3烟气调质系统喷入的SO3和烟气中的水相结合生成硫酸，覆盖于灰尘颗粒上，这与煤中的硫生成硫酸的效果相同。谨慎控制三氧化硫喷入速率，通过酸覆盖层提供恰当的电导率以调节灰颗粒的比电阻以达最合适的数值。

1.2工艺流程

如图－1所示：SO3烟气调质系统的主要设备包括硫磺储罐、硫磺输送泵、硫磺燃烧器、SO2－SO3转化器、主风机、空气加热器和喷射系统。

储罐中的硫磺通过硫磺泵输送到系统集成箱的硫磺燃烧器中燃烧生成SO2，燃烧空气由主风机提供并经过电加热器加热后进入燃烧炉，燃烧生成的SO2在催化转化器中继续氧化生成SO3，从转化器出来的SO3和空气的混合热风通过喷射系统均匀地喷射到电除尘器前烟道中，保证在进入除尘器之前实现最佳的混合效果。

2三氧化硫烟气调质控制系统

2.1燃烧器/转化器集成箱的一般操作顺序

燃烧器/转化器集成箱运行在以下六种模式之一：系统停止模式、系统加热模式、喷射没有准备好模式、准备好喷射模式、开始喷射SO3模式、系统正常关闭模式。

2.2系统停止模式

当燃烧器/转化器集成箱处于SYSTEMSTOPPED模式时，主反应风机、空气加热器停止，主风阀关闭，同时吹扫阀打开。

2.3系统加热模式

以下行为会将SO3系统切换到这个模式：

在系统停止模式下，按下系统开始键。

⑴当从系统停止模式进入到这个模式，主风机启动并且4个定时器启动计时。

①第一个定时器验证主风机加电后在3秒的时间内确实启动。如果计时时间到而主风机没有启动，会显示一个“主风机启动故障”，并且系统又回到系统停止模式。

②当系统核实主风机已经启动，吹扫阀加电同时启动一个20秒的计时器，允许吹扫阀在这段时间内关闭。如果计时时间到但吹扫阀关闭触点没有动作，系统将切换到系统停止模式，并且会显示一个“吹扫阀关闭故障”报警。

③第三个定时器用来在风机加电后至少30秒内建立最低空气流量设定点（80%标称风量）。如果空气流量没有建立，发一个“空气流量低”报警。

④如果最低空气流量设定点（80%标称风量）没有建立，第四个定时器用来在2分钟内关闭系统。如果空气流量没有建立，会显示一个“空气流量低”报警，并且系统回到系统停止模式。

⑵在主风机和吹扫阀动作完成之后，并且转化器出口温度超过3450C，系操作模式会直接转到喷射没有准备好模式。否则：

①进入到系统加热模式，系统加热器进入到一个沿斜线加热过程。

②在系统加热模式期间，如果风机故障或吹扫阀打开，会显示一个“风机跳闸”或“吹扫阀未关闭”报警，并且燃烧器/转化器集成箱回到系统停止模式。

③如果在系统加热模式按下正常停止键，加热器立即断电，并在一个3分钟的延时之后，燃烧器/转化器集成箱会切换到系统停止模式。

2.4喷射准备未就绪模式

以下动作会将系统切换到这个模式。

当处于准备好喷射SO3模式或喷射SO3模式时，如果一个或多个下面的故障产生，系统会自动切换到喷射准备未就绪模式。

转化器入口温度高

转化器出口温度高

转化器出口温度低

锅炉负荷信号低

空气流量低

蒸汽温度高或低

空气加热器出口温度低（只限准备好喷射SO3模式）

硫磺泵不运行

硫磺进料流量低报警（在喷射SO3模式）

2.5喷射准备就绪模式

以下行为会将系统切换到这个模式：

系统启动键被按下，没有故障产生，并且转化器出口温度高于3700C。

停止喷射键被按下（运行人员从喷射SO3模式发出）。

2.6喷射SO3模式

以下行为会将系统切换到这个模式：

在准备好喷射SO3模式下，开始喷射键被按下。

在进入到喷射SO3模式的瞬间，系统集成箱硫磺截止阀立即打开，并且硫磺自动PID控制的设定点设在系统设计硫磺流量的5%（5kg/hr）。

系统集成箱硫磺截止阀保持开状态，并且硫磺流量控制阀打开（由PID输出驱动），直到硫磺流量变送器测量值超过系统设计硫磺流量的3%（3kg/hr）。如果30秒之后仍未达到系统设计硫磺流量的3%，会产生一个“硫磺流量低”报警，系统会切换到准备好喷射SO3模式。

当选择自动时，硫磺流量设定值是一个运行人员输入的目标值（用ppm）、锅炉负荷信号和系统设计SO3喷射量的函数。目标喷射量被当作是设计流量的一部分并且与给煤量相乘。如果选择ppm，目标喷射量不能超过设计喷射量。如果目标喷射量超过设计喷射量，用程序将目标喷射量设定为等于设计喷射量。

自动控制模式时硫磺流量设定点（kg/hr）=

在任意时刻，不管选择了哪种控制模式（自动或手动），“计算”SO3ppm都通过下面的公式进行：

当硫磺喷射启动时，在30分钟内硫磺流量设定点信号沿斜率从0~100%变化（每分钟3.33%），如果喷射停止，硫磺流量设定点信号将会下降到0%。一旦进入到正常喷射且硫磺流量下降到低于系统设计硫磺流量的3%并持续5秒钟，会产生一个“硫磺流量低”报警，并且系统会切换到喷射准备未就绪模式。

在喷射模式期间如果产生以下报警，系统会传送报警信号并切换到NOTREADYTOINJECT模式：

硫磺流量低

转化器入口温度高喷射模式下>5400C持续5秒

转化器出口温度高喷射模式下>5400C持续5秒

转化器出口温度低喷射模式下<3700C持续5秒

主空气流量低

蒸汽温度高喷射模式下>1450C持续5秒

蒸汽温度低<1300C持续5秒

硫磺泵全停

2.7正常停止模式

在除系统停止模式之外的任何操作模式下，运行人员启动正常停止将使系统切换到正常停止模式。

当从喷射准备就绪、喷射准备未就绪或喷射模式进入到正常停止模式，有两个定时器被启动：一个33分钟的风机定时器和一个30分钟的空气加热器定时器。

当空气加热器计时时间到，空气加热器断电。主风机将继续运转，空气流通阀将保持开启状态，吹扫阀将保持关闭。

当33分钟的风机定时器计时时间到，系统将变化到系统停止模式，主风机断电，空气流通阀关闭，同时一个15秒钟的吹扫阀开启延时定时器启动。经过15秒的延时，吹扫阀开启，同时启动一个10秒定时器。如果吹扫阀开启失败，10秒后将发出一个报警信号。

当从系统加热模式进入到正常关闭模式，空气加热器立即关闭，同时启动一个3分钟的风机定时器：

⑴主风机将继续运转，空气流通阀将保持开启状态，吹扫阀将保持关闭。

⑵当3分钟的风机定时器计时时间到，系统将变化到系统停止模式，主风机断电，空气流通阀关闭，同时一个15秒钟的吹扫阀开启延时定时器启动。经过15秒的延时，吹扫阀开启，同时启动一个10秒定时器。如果吹扫阀开启失败，10秒后将发出一个报警信号。

3结束语

王滩电厂烟气调质系统自2014年第投入以来，一直处于无人值守的自动控制状态，维护量小，为机组的高效除尘做出了贡献。

参考文献：

[1]北京威尔普能源技术有限公司王滩烟气调质运行维护手册