火電廠煙氣脫硫裝置的性能檢測
摘要:詳細介紹了火電廠煙氣脫硫裝置性能檢測的指標、系統、組織、流程和方法，為脫硫工程后評估中脫硫裝置的性能考核和驗收檢測提供了技術支持和指導。
煙氣脫硫裝置的性能考核和驗收檢測是脫硫工程后評估中最關鍵的一個環節，是科學合理、公平客觀地評價脫硫裝置綜合性能最重要的技術依據。為進一步規范脫硫產業、使之有序健康地發展，指導火電廠煙氣脫硫裝置的性能考核和驗收檢測，國電環境保護研究所根據原國家電力公司科技項目“火電廠煙氣脫硫性能檢測技術的研究”的研究成果，并結合國家發改委脫硫產業化發展的若干意見，對火電廠煙氣脫硫裝置的性能檢測進行了深入研究，初步建立了填補國內空白的“濕法煙氣脫硫工藝性能檢測技術規范”。
1 檢測目的
在環境約束和環境損害條件下，為進一步提高脫硫工程的建設質量(包括設計、設備成套、安裝、調試和運行)，實現預期的技術目標和環境、社會、經濟效益，我們可通過性能考核和驗收檢測，科學合理地評估脫硫裝置是否具有達到其規定的保證值的能力，評估脫硫污染物的排放是否符合國家和地方環保法規的要求和標準。
2 檢測指標
2.1 性能指標
性能指標包括環境指標和經濟指標兩類。
環境指標是與排放和環境因子有關的保證，它與當前和今后幾年內適用的最嚴格的環保法規有關。主要包括：脫硫效率和SO2排放質量濃度；煙塵排放質量濃度和煙氣排放溫度；除霧器出口煙氣攜帶液滴的質量濃度；脫硫副產物的氧化率、主要成分和含濕量；脫硫廢水的主要成分和流量；脫硫裝置噪聲及其對廠界噪聲環境的影響。
經濟指標是與經濟因子有關的保證，它直接影響到脫硫裝置的運行費用和經濟評估。主要包括：可利用率、壓力降、電能消耗、工藝水消耗量、吸收劑利用率和吸收劑的消耗量、脫硫副產品的產量和需要堆放的場地面積、壓縮空氣消耗量。
2.2 功能指標
功能指標主要包括：脫硫裝置在啟停和運行狀態下，對機組正常運行和穩定性的影響；脫硫裝置對機組運行負荷變化的跟蹤特性和適應性；脫硫裝置報警時，脫硫裝置解列的能力和對機組的影響；對周圍環境和生態造成二次污染的程度。其它可選擇的功能指標還有：脫硫裝置啟停對其下游煙道、膨脹節、引風機和煙囪等處防腐耐磨性能的影響；脫硫裝置中所有設備承受各種可能熱沖擊的能力，包括鍋爐增負荷、甩負荷、燃油助燃、發生故障和緊急停用時脫硫裝置的保護；脫硫裝置可投用的最低負荷和可承受的最大負荷變動率；脫硫裝置停用后的維護工作量。
2.3 檢測指標
在進行性能考核檢測時，主要檢測性能指標；在進行驗收檢測時，對性能指標和功能指標均應檢測。
3 檢測系統
脫硫裝置的檢測是一項系統性的工作，是準確檢測并運用和解釋檢測信息，為業主、供應商和環境管理者判斷脫硫工程實施后，在允許的時間和最大的投資限度內，是否達到了預期的環境目標、技術目標和經濟效益的可靠的技術依據。因此，檢測單位在接受檢測任務后，應嚴格按照檢測系統(見下圖)的要求和步驟，有組織、有計劃地完成檢測任務。
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4 檢測組織
4.1 檢測機構
檢測機構是完成檢測任務的物質基礎和組織保證，具有準確收集檢測信息和組織管理的能力。為此，檢測機構必須是得到國家政府機構認可的第三方，且必須具有公正性、獨立性和誠信度，具備承擔相應法律責任的能力；必須具有完善的組織機構、高效的質量管理和可靠的技術能力。
為確保檢測項目的順利進行，按時保質保量地完成檢測項目所有的工作和任務，并規范檢測的工作程序和質量管理，檢測機構需在接受檢測對象委托的檢測項目后，成立由檢測方、業主和供應商組成的檢測領導小組，其目的是發揮項目管理功能，提高項目整體管理效率，達到項目管理的最終目標。
以脫硫性能檢測為例，檢測領導小組應下設氣相檢測、物料檢測、運行操作、技術指導和現場維護等具體實施檢測的檢測組織，這些組織在檢測領導小組的統一組織和協調下全面地開展檢測工作。
4.2 檢測各方的職責
檢測方為檢測的技術總負責，其主要職責是：編制檢測計劃；落實檢測工況以及相關的技術條件和要求；正確執行所有的檢測項目；合理解決檢測過程中出現的技術問題；協調參加檢測各方的關系；收集所有檢測項目檢測結果的原始數據并進行分析計算；編制檢測結果的最終報告和評價；向業主和供應商提交最終的檢測報告。
業主方為檢測的參加方，業主方應派專責代表和一定數量的專業技術人員參加檢測，其主要職責是：確認檢測方提交的檢測計劃；配合檢測方落實檢測工況以及相關的技術條件和要求；提供現場必要的檢測條件和安全措施；負責機組和脫硫裝置檢測工況的調整、運行和維護，確保脫硫裝置包括所有設備、子系統的主要性能指標滿足有關標準、技術規范和保證值的要求；負責機組和脫硫裝置主要運行參數的記錄；配合檢測方進行相關的檢測項目和資料的收集；接收檢測方提交的檢測報告。
供應商為檢測的參加方，供應商應派專責代表和一定數量的專業技術人員配合檢測，其主要職責是：向檢測方提供必要的技術資料和技術文件；確認檢測方提交的檢測計劃；在業主方的配合下，負責脫硫裝置相關就地和在線檢測儀表的校正和標定；指導業主方的運行操作人員嚴格按照“脫硫運行手冊”進行正確的工況調整和運行操作，確保檢測工況符合或達到設計工況的要求；及時解決檢測過程中脫硫裝置可能出現的技術故障；接收檢測方提交的檢測報告。
5 檢測流程
當一項檢測任務的目標和對象確定后，必須制定一套完整的、系統的檢測流程來保證任務高質量、有序地完成。通常一個完整的檢測程序應包括檢測計劃、技術方案、檢測網絡、檢測準備、現場檢測、樣品分析、數據和信息處理、檢測報告以及質量控制和質量保證措施等。
5.1 檢測計劃
在脫硫裝置開始檢測之前，檢測方的工程師應在業主和供應商有關部門工程師的配合下，編制詳細的檢測計劃，且檢測計劃中涉及的項目和條款應得到他們的認可。如有異議，則必須在檢測前徹底解決，否則不宜開始檢測的下一步工作。
檢測計劃中應涉及的項目和條款主要包括：
(1)檢測任務的來源、目的以及檢測對象當前的建設和運行狀況；(2)檢測組織以及所有參與檢測各方的職責；(3)在實施檢測前，需要進行的必要的技術準備，如資料的收集、檢測條件的具備等；(4)將要進行的檢測項目的情況，包括檢測工況、內容以及檢測時間和進度安排等；(5)在檢測過程中，業主和供應商需要向檢測方提供技術資料和技術條件，包括設計、工藝、煙氣、分析等資料和實際檢測工況的運行條件等；(6)檢測過程中必須的檢測要求，包括機組運行的工況及穩定性、燃煤煤種及穩定性、脫硫吸收劑、脫硫裝置的運行方式、同一工況檢測的時間和檢測次數等；(7)所有檢測參數的檢測或采樣位置和檢測或采樣的點數及安排；(8)所有樣品采集和分析的試驗程序及進度安排；(9)所有采集樣品的處置和儲存程序；(10)所有檢測儀器和設備，包括在線檢測和非在線的檢測儀器和設備的校正方法和要求；(11)所有的檢測計劃，包括因機組、脫硫裝置、檢測設備等發生故障時，檢測計劃的變更等；(12)將要采用的確保檢測數據有效性和可靠性的質量保證體系；(13)所有檢測數據的整理、計算和打印的程序和要求；(14)所有供應商能提供的因實際運行工況區別于設計工況而進行的檢測參數的修正方法和修正曲線。
5.2 檢測網絡
在脫硫裝置檢測開始之前，檢測方的工程師應根據業主的具體情況，因地制宜，設計切合實際、有效可行的檢測網絡。
檢測網絡設計的主要原則是：
(1)保證總體上所有組成部分都有同等的機會被抽入樣本；(2)采集的樣本要有代表性，且要保證有足夠大的樣本量；(3)精心設計樣本采集方案，保證采集樣本的有效性以及檢測結果有足夠的準確度。
在設計檢測網絡時應涉及的項目和條款主要有：
(1)檢測網絡的組成。脫硫檢測網絡主要由樣品采集、自動在線連續檢測和手動非連續檢測3個站組成；(2)各組成部分樣本的檢測方法。包括檢測儀器、檢測位置、檢測點數、樣本采集量和檢測方案等。
5.3 檢測準備
在檢測計劃和檢測網絡得到檢測各方的認可，取得一致意見后，檢測各方可著手進行檢測工作的各項準備，主要有：
(1)由檢測各方協商確定檢測期間機組負荷的具體安排；(2)由業主將確定的機組負荷告知電力調度部門，并提出書面申請。在得到具體批復后，方可正式開始檢測；(3)由業主采購、貯備足夠量的試驗煤種，并保證試驗煤種等于或接近設計煤種，且煤種的波動應盡可能地小，特別是燃煤硫分、低位發熱量和灰分；(4)由業主采購、貯備足夠量的脫硫吸收劑，并保證吸收劑的質量滿足設計要求；(5)由業主將機組調整到較好的運行狀態，確保機組能在各種檢測工況下正常、穩定(上下波動不超過3%～5%)地運行；(6)由供應商在業主的配合下，將脫硫裝置調整到較好的運行狀態，確保脫硫裝置在檢測期間能正常、穩定地運行，并滿足檢測要求；(7)由供應商在業主的配合下，對脫硫裝置以及與脫硫裝置有關的就地和在線檢測儀表，按照有關標準和規定進行必要的校準和標定；(8)由檢測方對所有檢測所需的檢測儀表進行必要的檢查、校準和標定，對處于非正常工作狀態的檢測儀表應及時修復或更換，確保所有的檢測儀表均處于正常工作狀態；(9)由檢測方對參加檢測的所有組織和人員進行必要的技術培訓，以形成統一的技術路線；(10)由檢測各方做好其他所有的準備工作，使之具備檢測的條件。
5.4 數據和信息的處理
檢測得到的第一手成果是檢測數據、自動或手動記錄的圖表等原始資料。這些原始資料只有經過分析處理后，才能成為有意義和實用價值的信息。為確保檢測結果的準確性，檢測數據和信息的處理包括整理、傳輸、存貯、分析、檢索和輸出等過程，采用計算機技術及時準確地處理信息，并通過質量保證體系保持各種檢測數據和信息的準確性和統一性，為檢測結果的可靠性以及最終的評價提供可靠的信息。
5.5 檢測報告
檢測報告是在綜合檢測信息的基礎上，全面、系統地報告檢測項目的檢測狀況、檢測結果和評價等，是檢測機構實施檢測的最終成果。主要應包括以下內容：
(1)概述，主要介紹項目的由來和脫硫裝置的建設狀況及主要設計參數和工藝參數等；(2)檢測目的，包括脫硫裝置的設計指標和檢測應達到的目標和目的等；(3)檢測內容，包括所有的檢測工況和需要檢測的參數等；(4)檢測方法，包括依據標準、檢測或采樣位置、檢測或采樣的點數及其布置、所有參數的檢測方法等；(5)檢測條件，包括機組、燃煤和脫硫裝置等在檢測期間實際達到的運行狀況；(6)檢測結果，包括機組和脫硫裝置等在檢測期間的主要運行參數、燃煤的工業分析和元素分析、脫硫吸收劑的特性分析、主要脫硫參數的檢測結果和分析等；(7)結論，檢測的最終目的是由檢測方根據檢測結果對脫硫裝置作出合理的評價。評價方法采用分項對照法，即先將欲評價的指標和各項檢測因子與其設計指標或質量標準中對應的指標值逐項進行比較，以評價其能否達到規定功能的要求，然后根據分項對照的結果，對脫硫裝置作出綜合性的評價；(8)附件，包括脫硫裝置流程圖、檢測位置和測點布置圖、有關檢測的原始數據和表格等。
5.6 注意事項
(1)檢測前應結合脫硫裝置的特點和機組負荷的調度情況，制訂詳細的檢測計劃和檢測網絡。
(2)檢測前需對所有的檢測人員和配合人員進行技術培訓，并根據實際情況進行一、二次預備性檢測。
(3)檢測前應對所有的檢測儀器和設備進行認真的檢查，如發現有泄漏、破損、刻度不準、不能正常運行等現象，應及時更換和維修。對易損儀器或部件，應有一定的備品備件。
(4)檢測前應充分征求機組運行人員的意見，確保檢測期間達到規定的工況要求，且能保證檢測工況的穩定。
(5)檢測期間，應經常檢查并監督機組和脫硫裝置運行的主要工況參數，并認真做好各項原始數據的記錄。
(6)檢測過程中采集的樣品須指定專人用專用器皿妥善保管，根據樣品的重要程度，其保管期為3～6個月。
(7)檢測工作應嚴格遵守電廠安全規程的有關規定。高空檢測應搭腳手架，并設欄桿；晚間檢測應有燈光照明，確保人身安全。對有可能影響設備安全運行的檢測內容和方法，應預先進行事故預想，并制訂相應的預防和處理措施。
(8)檢測數據應及時整理或計算。
6 檢測方法
6.1 檢測時間和周期
脫硫裝置的驗收試驗應在整套脫硫裝置安裝、調試完畢，投入正常運行至少6個月后進行，驗收的周期為7～14天。
6.2 檢測工況
檢測的工況原則上按合同或設計文件的規定執行，具體數量應根據合同及業主方的具體情況確定，但至少應保證100%BMCR(鍋爐最大工況)、75%BMCR和50%BMCR，且燃煤硫分等于或接近設計煤種的3個工況。
為確保檢測數據的有效性和正確性，每個工況至少應進行2～3次有效的重復性檢測。
6.3 檢測方法
在對脫硫裝置進行性能考核和驗收檢測時，所需的檢測方法應按照“濕法煙氣脫硫工藝性能驗收技術規范”(目前已形成報批稿)執行。
7 檢測結果的評價
為公正、客觀地評價脫硫裝置實際的檢測結果，首先必須將檢測指標的實際檢測結果修正到合同規定的設計條件下，然后，按單項指標和綜合指標分別進行評價。
對于單項指標，凡達到合同或設計文件規定保證值的，判為合格；凡未達到合同或設計文件規定保證值的，判為不合格。
對于綜合指標，其評價的等級可分為優、良、合格和不合格4個等級，具體的評價方法建議應盡快制定。
8 建議
隨著火電廠煙氣脫硫裝置的相繼投產，開展脫硫工程的后評估，特別是脫硫裝置的性能考核和驗收檢測已迫在眉睫，為此，建議：
(1)應盡快建立或認定具備承擔法律責任、具有公正性、獨立性和誠信度的檢測第三方。
(2)應盡快建立性能考核和驗收檢測等后評估制度。
(3)應盡快出臺相關的技術規范和評價方法。
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