两炉一塔式WFGD烟道布置方式见表1。其中，广安电厂的两炉一塔式脱硫装置最为典型且难度最大。

　　本文着重对2×300MW级两炉一塔式WFGD的烟气系统（2台并列增压风机)的特点进行分析。其典型的烟道系统见图1。

表1　几种两炉一塔式WFGD烟道布置方式


FGD项目
FGD原烟气来源
进入FGD系统
FGD 净烟气去处
运行状态


半山电厂2×125MW

从烟囱两侧来

合并进入1台轴流式动叶可调增压风机

净烟气从一侧进入烟囱
 
已正常运行

镇江电厂2×140MW


夏港电厂2×135 MW

从烟囱两侧来

对应1炉1台轴流式静叶可调增压风机(入口无连通烟道)

净烟气从一侧进入烟囱
 
已正常运行


重庆电厂2×220MW

从烟囱两侧来

合并进入1台轴流式动叶可调增压风机

净烟气从两侧进入烟囱

已正常运行

广安电厂2×300MW

从烟囱两侧来

对应1炉1台轴流式静叶可调增压风机(入口有带挡板的连通烟道)

净烟气从两侧进入烟囱

试运行


另一模式2×300MW

从烟囱两侧来

合并进入1台轴流式增压风机(动调或静调)

净烟气从两侧进入烟囱

已正常运行

　　注：表中FGD为湿法烟气脱硫装置。

    

图1　两炉一塔式WFGD烟道布置方式

2　烟气系统阻力及增压风机失速问题

　　由2台锅炉来的烟气（引风机后）通过各自的轴流式静叶可调增压风机、1台气/气换热器(GGH)后送到同一个吸收塔，集中进行喷淋洗涤。其基本特点是：2台增压风机并列运行。与一般锅炉系统并列运行的引、送风机的最大区别在于:
增压风机的入口压力、流量来源于2台锅炉，而并列运行的引、送风机入口是同一个气源。也就是说, 2台锅炉可能运行在不同负荷，但增压风机必须在不同锅炉负荷下都能够正常运行。如果增压风机入口没有连通，各自所带负荷可能差别很大，这样就给并列运行的增压风机提出了更高的要求。比如A增压风机工作在100%负荷，而B增压风机工作在50%负荷，相当于吸收塔总负荷为75%，这样，2台风机需要克服的阻力是一样的，即比压能一样大。与2台增压风机都工作在75%负荷相比，A风机的工作点下移而B风机的工作点则上移，工作点上移就有可能靠近或越过风机的失速线，因而引起风机失速。更严重的情况可能发生在如下的工况变化上：FGD系统由单炉运行转换到两炉运行，如A风机工作在满负荷，B风机启动从零负荷上升到需要的负荷，这时B风机的工作点会严重上移到失速线之上，引起风机失速。从以上分析可以看出，负荷不同时并列运行的风机更容易失速，而且负荷差异越大风机失速的可能性越大。

　　由于两炉一塔的脱硫方式对增压风机的要求更高，在烟气系统设计时，增压风机选型要慎重，应特别注意风机在中、低负荷区域的特性。一般而言，轴流式静叶可调风机的失速线较陡，在中、低负荷时所能克服的、阻力范围较小，失速的风险较大；轴流式动叶可调风机的失速线较平缓，在中、低负荷时所能克服的阻力范围也比较宽，可有效地避免风机失速。

　　两炉一塔脱硫设计时，应想办法让2台炉的烟气在进入并列运行的风机前先有效汇合然后再分开进入2台并列运行的风机，使2台风机的入口压力一致，并保持负荷同步运行，这样可有效地降低风机失速的风险。而且，当2台炉的负荷之和低于FGD负荷的50%时可只运行2台增压风机。这就是采用2台增压风机的唯一好处是可以节省厂用电。有的系统设计在2台风机的入口烟道上增加一段连通烟道，但其流速的选择很难满足各种不同工况。有的工况下流过连通烟道的烟气量很小，流速太低，造成连通烟道积灰，在工况变化后积灰会集中吹到GGH，可能会造成GGH严重堵塞，引起增压风机失速；有的工况下流过连通烟道的烟气量很大，流速太高，造成连通烟道阻力增大，引起增压风机入口压力不平衡，同样也会增大风机失速的可能性。

　　GGH的阻力特性在两炉一塔式烟气系统中是值得特别关注。一般情况下，GGH的阻力约占整个烟气系统总阻力的30%。实际运行中GGH的阻力往往会超出设计阻力值很多，特别在中低负荷区域。由于烟气流速低（低负荷时烟气温度也低），GGH积灰结垢加剧，GGH的阻力可能会是该烟气流量下设计阻力的2～3倍。这就是引起风机失速的主要原因。值得注意的是，有时GGH的阻力超出设计值较多的情况，并不完全是GGH结垢造成的。如某项目中，GGH的阻力已经达到其设计值的2倍，停机检查GGH的换热片时，发现换热片比较干净，至少属于正常范围。可见GGH制造厂家对其阻力的估计一般偏小。对于2台并列运行的增压风机的出口烟道，还应特别注意烟气汇合处的阻力。

    

3　烟气系统的仪表配置

　　两炉一塔式WFGD烟气系统的仪表配置，并不是简单地照搬单炉WFGD烟气系统的仪表，而是要根据两炉一塔式的系统特点及工艺控制要求进行合理的配置。配置时应注意以下3个方面：

　　(1) 应能满足脱硫剂补给量控制。石灰石脱硫剂CaCO₃补给量的控制一般是通过计算进入吸收塔的SO₂总量(kg/h)再从石灰石浆液密度计换算出需要加入的补给量，调节脱硫剂给浆阀的开度（浆液中的pH值作为辅助调节）以达到脱硫效率。SO₂总量的计算需要测量SO₂的浓度（mg/m³）和标态烟气流量（m³/h）。值得注意的是，两炉一塔式配2台增压风机时由于烟道的分支和汇合，使仪表布置受现场条件限制太大，特别是流量的测点，难以保证烟道直管段的要求，因而会降低其测量的准确性。

　　(2) 应能满足脱硫率计算。脱硫率的计算公式为

    

式中，出（入）口SO₂总量(kg/h) =出（入）口SO₂浓度（mg/m3）×出（入）口烟气流量（m³/h）。

　　若SO₂浓度表测出的是干烟气的SO₂浓度（用连续排放监测系统(CEMS)），而烟气流量表测出的是湿烟气量，则CEMS表需增加测烟气含水量的值（体积％）将其修正到干烟气量，以满足计算脱硫率的条件。一般两炉一塔计算脱硫率需要配置的仪表是每炉来的总原烟气SO₂表（含湿度）、烟气流量表（含温度、压力表修正到标态）各1套，分别位于图1中的点①②；每台增压风机上还设有分别位于图1中③④点的烟气流量计；FGD出口处（若有GGH则在其净烟道出口）装1套净烟气SO₂表（含湿度）、烟气流量表（含温度、压力），位于图1中的点⑦。这样可计算出吸收塔的脱硫效率和整个FGD(含旁路)的脱硫效率。但事实上现场布置测点有困难。图1中，锅炉1、2中各自有2台引风机并入共用烟道，紧接着就分支到FGD和旁路烟道，根本就不适宜设①②测点，所以只能在点③④测SO₂。一般在⑦点处也没足够长度设测点，可能会后移到分支烟道即净烟气挡板前的位置。环保监测又要求FGD是否投运，烟囱入口侧都必须有SO₂排放监测点。一般，为节省投资，省去净烟气挡板前的测点，只在烟囱的两侧入口烟道⑤⑥上各装净烟气SO₂表（含湿度）和烟气流量表，以同时满足脱硫系统（含旁路）和环保监测的需要。但是当开旁路挡板运行FGD时（尤其在调试阶段），洗涤塔的脱硫率无法计算。而且这4个烟气流量总有测不准的时候，此时便影响了整个系统的脱硫效率计算和石灰石给浆量的自动调节。

　　(3) 应能满足FGD的保护。一般的WFGD都包含有以下连锁保护：① 原烟气粉尘浓度高保护；② 原烟气温度高、低保护；③
增压风机入口压力高保护；④ FGD净烟气出口压力高保护；⑤ 增压风机本体故障保护；⑥ GGH本体故障保护。两炉一塔式WFGD若采用2台增压风机，则应将两炉脱硫烟气系统的FGD保护尽量分开。单侧的保护只保护停单侧的系统。不能因为1台炉的烟气系统出了问题而使另1台炉的烟气也不能脱硫。所以原烟气粉尘浓度、原烟气温度、风机入口压力应分别成套配置。

　　总之，若采用1台增压风机，则原烟气系统将简单得多；如增压风机前只设1套CEMS测点和烟气流量测点，则也可不设连通烟道及其挡板。

    

4　烟气系统的调试及启动操作

　　两炉一塔式WFGD烟气系统无论选用的是静叶可调还是动叶可调风机，都不可能象单炉系统那样简单地操作风机。尽可能保持2台风机的同步运行是非常重要的。

4.1　烟气系统的调试

　　两炉一塔式WFGD烟气系统的调试最好先进行单炉的冷态试验；单炉调试完成后再进行2台炉并联运行的试验。整个试验过程中除了常规的试验内容外，应重点关注旁路挡板的开关情况、旁路挡板的开关过程中锅炉炉膛压力及风机入口压力的变化、风机入口压力自动控制效果、不同负荷下的系统阻力情况和风机的运行情况，为下一步热态试运找到最佳的系统启动、运行方式。

　　由于热态运行工况与冷态相比有很大区别，因而冷态试验并不能代替热态试验。热态试验的内容基本与冷态一样，但要特别注意在确认风机运行稳定且工作点没靠近其失速线的情况下再进行旁路挡板的开关试验。热态旁路挡板关闭情况下，旁路挡板的迎风侧容易造成积灰而影响其开关动作，这应作为一个重点考察对象。

　　不能省略两侧并列运行工况下的旁路挡板开关试验。两侧并列运行与单侧运行，风机的工作点是很不一样的，需要重点考察。

4.2　烟气系统的启动

　　由于两炉一塔WFGD增压风机并列运行的特殊性，无论是静叶可调还是动叶可调风机，都不大可能在1台高负荷运行的情况下而启动另1台风机（除非采取了特别措施），2台风机的启动过程应尽可能同步（1台风机启动后不要加负荷，接着启动另1台风机，然后同步加负荷）。风机的启动过程应在旁路挡板开启的状态下进行，当2台风机接近预期的负荷而且运行稳定时，将入口压力自动调节系统投自动，当运行稳定后再同步关闭旁路挡板。

　　由于静叶可调风机在低负荷区域的运行范围较窄而高负荷区域的运行范围较宽，如启动过程中发现风机开始出现失速时，可通过减少循环泵运行的台数，有效地降低吸收塔阻力。在避开风机的失速区的情况下同步快速加风机负荷，使风机进入到高负荷区域运行，然后再逐步恢复循环泵的运行，来完成整个启动过程。当然还是要从根本上解决系统的阻力问题，特别是要有效地降低GGH的阻力。

    

5　结论

     虽然两炉一塔式WFGD可以降低吸收塔和GGH等的造价，但调试和运行控制有一定难度。冷态试验需要停运2台炉，热态试验还涉及2台炉的运行安全。特别是在两炉的原烟道和净烟道分别布置在烟囱两侧的时候,
烟道的汇合及并列增压风机的布置场地一般很难满足烟气流平稳、阻力相当的要求。尤其在变负荷时容易引起风机失速，所以最好不要采用两炉一塔式脱硫方式。

     如经过评估确实需要采用两炉(2×300MW)一塔式脱硫时，则可选用1台动叶可调风机,不存在2台风机运行的匹配风险，而且原烟气侧测点少，布置也简单。若选用1台静叶可调风机，因转子（轮毂＋叶片）直径长达4.5~5m，不仅运输受到限制，而且轮毂的铸造成本也很大，因而目前并不推荐。若要选用两台风机,则应仔细比较增压风机叶片的负荷调节性能,
选择调节性能较好、不大容易失速的动叶可调风机。需特别注意GGH的阻力特性及汇合烟道的阻力特性。在FGD整体调试、启动、停机前应多考虑可能出的风险和其对策, 以确保两炉一塔式脱硫项目的成功实施。