火电厂烟气脱硫装置的性能检测
摘要:详细介绍了火电厂烟气脱硫装置性能检测的指标、系统、组织、流程和方法，为脱硫工程后评估中脱硫装置的性能考核和验收检测提供了技术支持和指导。
烟气脱硫装置的性能考核和验收检测是脱硫工程后评估中最关键的一个环节，是科学合理、公平客观地评价脱硫装置综合性能最重要的技术依据。为进一步规范脱硫产业、使之有序健康地发展，指导火电厂烟气脱硫装置的性能考核和验收检测，国电环境保护研究所根据原国家电力公司科技项目“火电厂烟气脱硫性能检测技术的研究”的研究成果，并结合国家发改委脱硫产业化发展的若干意见，对火电厂烟气脱硫装置的性能检测进行了深入研究，初步建立了填补国内空白的“湿法烟气脱硫工艺性能检测技术规范”。
1 检测目的
在环境约束和环境损害条件下，为进一步提高脱硫工程的建设质量(包括设计、设备成套、安装、调试和运行)，实现预期的技术目标和环境、社会、经济效益，我们可通过性能考核和验收检测，科学合理地评估脱硫装置是否具有达到其规定的保证值的能力，评估脱硫污染物的排放是否符合国家和地方环保法规的要求和标准。
2 检测指标
2.1 性能指标
性能指标包括环境指标和经济指标两类。
环境指标是与排放和环境因子有关的保证，它与当前和今后几年内适用的最严格的环保法规有关。主要包括：脱硫效率和SO2排放质量浓度；烟尘排放质量浓度和烟气排放温度；除雾器出口烟气携带液滴的质量浓度；脱硫副产物的氧化率、主要成分和含湿量；脱硫废水的主要成分和流量；脱硫装置噪声及其对厂界噪声环境的影响。
经济指标是与经济因子有关的保证，它直接影响到脱硫装置的运行费用和经济评估。主要包括：可利用率、压力降、电能消耗、工艺水消耗量、吸收剂利用率和吸收剂的消耗量、脱硫副产品的产量和需要堆放的场地面积、压缩空气消耗量。
2.2 功能指标
功能指标主要包括：脱硫装置在启停和运行状态下，对机组正常运行和稳定性的影响；脱硫装置对机组运行负荷变化的跟踪特性和适应性；脱硫装置报警时，脱硫装置解列的能力和对机组的影响；对周围环境和生态造成二次污染的程度。其它可选择的功能指标还有：脱硫装置启停对其下游烟道、膨胀节、引风机和烟囱等处防腐耐磨性能的影响；脱硫装置中所有设备承受各种可能热冲击的能力，包括锅炉增负荷、甩负荷、燃油助燃、发生故障和紧急停用时脱硫装置的保护；脱硫装置可投用的最低负荷和可承受的最大负荷变动率；脱硫装置停用后的维护工作量。
2.3 检测指标
在进行性能考核检测时，主要检测性能指标；在进行验收检测时，对性能指标和功能指标均应检测。
3 检测系统
脱硫装置的检测是一项系统性的工作，是准确检测并运用和解释检测信息，为业主、供应商和环境管理者判断脱硫工程实施后，在允许的时间和最大的投资限度内，是否达到了预期的环境目标、技术目标和经济效益的可靠的技术依据。因此，检测单位在接受检测任务后，应严格按照检测系统(见下图)的要求和步骤，有组织、有计划地完成检测任务。
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4 检测组织
4.1 检测机构
检测机构是完成检测任务的物质基础和组织保证，具有准确收集检测信息和组织管理的能力。为此，检测机构必须是得到国家政府机构认可的第三方，且必须具有公正性、独立性和诚信度，具备承担相应法律责任的能力；必须具有完善的组织机构、高效的质量管理和可靠的技术能力。
为确保检测项目的顺利进行，按时保质保量地完成检测项目所有的工作和任务，并规范检测的工作程序和质量管理，检测机构需在接受检测对象委托的检测项目后，成立由检测方、业主和供应商组成的检测领导小组，其目的是发挥项目管理功能，提高项目整体管理效率，达到项目管理的最终目标。
以脱硫性能检测为例，检测领导小组应下设气相检测、物料检测、运行操作、技术指导和现场维护等具体实施检测的检测组织，这些组织在检测领导小组的统一组织和协调下全面地开展检测工作。
4.2 检测各方的职责
检测方为检测的技术总负责，其主要职责是：编制检测计划；落实检测工况以及相关的技术条件和要求；正确执行所有的检测项目；合理解决检测过程中出现的技术问题；协调参加检测各方的关系；收集所有检测项目检测结果的原始数据并进行分析计算；编制检测结果的最终报告和评价；向业主和供应商提交最终的检测报告。
业主方为检测的参加方，业主方应派专责代表和一定数量的专业技术人员参加检测，其主要职责是：确认检测方提交的检测计划；配合检测方落实检测工况以及相关的技术条件和要求；提供现场必要的检测条件和安全措施；负责机组和脱硫装置检测工况的调整、运行和维护，确保脱硫装置包括所有设备、子系统的主要性能指标满足有关标准、技术规范和保证值的要求；负责机组和脱硫装置主要运行参数的记录；配合检测方进行相关的检测项目和资料的收集；接收检测方提交的检测报告。
供应商为检测的参加方，供应商应派专责代表和一定数量的专业技术人员配合检测，其主要职责是：向检测方提供必要的技术资料和技术文件；确认检测方提交的检测计划；在业主方的配合下，负责脱硫装置相关就地和在线检测仪表的校正和标定；指导业主方的运行操作人员严格按照“脱硫运行手册”进行正确的工况调整和运行操作，确保检测工况符合或达到设计工况的要求；及时解决检测过程中脱硫装置可能出现的技术故障；接收检测方提交的检测报告。
5 检测流程
当一项检测任务的目标和对象确定后，必须制定一套完整的、系统的检测流程来保证任务高质量、有序地完成。通常一个完整的检测程序应包括检测计划、技术方案、检测网络、检测准备、现场检测、样品分析、数据和信息处理、检测报告以及质量控制和质量保证措施等。
5.1 检测计划
在脱硫装置开始检测之前，检测方的工程师应在业主和供应商有关部门工程师的配合下，编制详细的检测计划，且检测计划中涉及的项目和条款应得到他们的认可。如有异议，则必须在检测前彻底解决，否则不宜开始检测的下一步工作。
检测计划中应涉及的项目和条款主要包括：
(1)检测任务的来源、目的以及检测对象当前的建设和运行状况；(2)检测组织以及所有参与检测各方的职责；(3)在实施检测前，需要进行的必要的技术准备，如资料的收集、检测条件的具备等；(4)将要进行的检测项目的情况，包括检测工况、内容以及检测时间和进度安排等；(5)在检测过程中，业主和供应商需要向检测方提供技术资料和技术条件，包括设计、工艺、烟气、分析等资料和实际检测工况的运行条件等；(6)检测过程中必须的检测要求，包括机组运行的工况及稳定性、燃煤煤种及稳定性、脱硫吸收剂、脱硫装置的运行方式、同一工况检测的时间和检测次数等；(7)所有检测参数的检测或采样位置和检测或采样的点数及安排；(8)所有样品采集和分析的试验程序及进度安排；(9)所有采集样品的处置和储存程序；(10)所有检测仪器和设备，包括在线检测和非在线的检测仪器和设备的校正方法和要求；(11)所有的检测计划，包括因机组、脱硫装置、检测设备等发生故障时，检测计划的变更等；(12)将要采用的确保检测数据有效性和可靠性的质量保证体系；(13)所有检测数据的整理、计算和打印的程序和要求；(14)所有供应商能提供的因实际运行工况区别于设计工况而进行的检测参数的修正方法和修正曲线。
5.2 检测网络
在脱硫装置检测开始之前，检测方的工程师应根据业主的具体情况，因地制宜，设计切合实际、有效可行的检测网络。
检测网络设计的主要原则是：
(1)保证总体上所有组成部分都有同等的机会被抽入样本；(2)采集的样本要有代表性，且要保证有足够大的样本量；(3)精心设计样本采集方案，保证采集样本的有效性以及检测结果有足够的准确度。
在设计检测网络时应涉及的项目和条款主要有：
(1)检测网络的组成。脱硫检测网络主要由样品采集、自动在线连续检测和手动非连续检测3个站组成；(2)各组成部分样本的检测方法。包括检测仪器、检测位置、检测点数、样本采集量和检测方案等。
5.3 检测准备
在检测计划和检测网络得到检测各方的认可，取得一致意见后，检测各方可着手进行检测工作的各项准备，主要有：
(1)由检测各方协商确定检测期间机组负荷的具体安排；(2)由业主将确定的机组负荷告知电力调度部门，并提出书面申请。在得到具体批复后，方可正式开始检测；(3)由业主采购、贮备足够量的试验煤种，并保证试验煤种等于或接近设计煤种，且煤种的波动应尽可能地小，特别是燃煤硫分、低位发热量和灰分；(4)由业主采购、贮备足够量的脱硫吸收剂，并保证吸收剂的质量满足设计要求；(5)由业主将机组调整到较好的运行状态，确保机组能在各种检测工况下正常、稳定(上下波动不超过3%～5%)地运行；(6)由供应商在业主的配合下，将脱硫装置调整到较好的运行状态，确保脱硫装置在检测期间能正常、稳定地运行，并满足检测要求；(7)由供应商在业主的配合下，对脱硫装置以及与脱硫装置有关的就地和在线检测仪表，按照有关标准和规定进行必要的校准和标定；(8)由检测方对所有检测所需的检测仪表进行必要的检查、校准和标定，对处于非正常工作状态的检测仪表应及时修复或更换，确保所有的检测仪表均处于正常工作状态；(9)由检测方对参加检测的所有组织和人员进行必要的技术培训，以形成统一的技术路线；(10)由检测各方做好其他所有的准备工作，使之具备检测的条件。
5.4 数据和信息的处理
检测得到的第一手成果是检测数据、自动或手动记录的图表等原始资料。这些原始资料只有经过分析处理后，才能成为有意义和实用价值的信息。为确保检测结果的准确性，检测数据和信息的处理包括整理、传输、存贮、分析、检索和输出等过程，采用计算机技术及时准确地处理信息，并通过质量保证体系保持各种检测数据和信息的准确性和统一性，为检测结果的可靠性以及最终的评价提供可靠的信息。
5.5 检测报告
检测报告是在综合检测信息的基础上，全面、系统地报告检测项目的检测状况、检测结果和评价等，是检测机构实施检测的最终成果。主要应包括以下内容：
(1)概述，主要介绍项目的由来和脱硫装置的建设状况及主要设计参数和工艺参数等；(2)检测目的，包括脱硫装置的设计指标和检测应达到的目标和目的等；(3)检测内容，包括所有的检测工况和需要检测的参数等；(4)检测方法，包括依据标准、检测或采样位置、检测或采样的点数及其布置、所有参数的检测方法等；(5)检测条件，包括机组、燃煤和脱硫装置等在检测期间实际达到的运行状况；(6)检测结果，包括机组和脱硫装置等在检测期间的主要运行参数、燃煤的工业分析和元素分析、脱硫吸收剂的特性分析、主要脱硫参数的检测结果和分析等；(7)结论，检测的最终目的是由检测方根据检测结果对脱硫装置作出合理的评价。评价方法采用分项对照法，即先将欲评价的指标和各项检测因子与其设计指标或质量标准中对应的指标值逐项进行比较，以评价其能否达到规定功能的要求，然后根据分项对照的结果，对脱硫装置作出综合性的评价；(8)附件，包括脱硫装置流程图、检测位置和测点布置图、有关检测的原始数据和表格等。
5.6 注意事项
(1)检测前应结合脱硫装置的特点和机组负荷的调度情况，制订详细的检测计划和检测网络。
(2)检测前需对所有的检测人员和配合人员进行技术培训，并根据实际情况进行一、二次预备性检测。
(3)检测前应对所有的检测仪器和设备进行认真的检查，如发现有泄漏、破损、刻度不准、不能正常运行等现象，应及时更换和维修。对易损仪器或部件，应有一定的备品备件。
(4)检测前应充分征求机组运行人员的意见，确保检测期间达到规定的工况要求，且能保证检测工况的稳定。
(5)检测期间，应经常检查并监督机组和脱硫装置运行的主要工况参数，并认真做好各项原始数据的记录。
(6)检测过程中采集的样品须指定专人用专用器皿妥善保管，根据样品的重要程度，其保管期为3～6个月。
(7)检测工作应严格遵守电厂安全规程的有关规定。高空检测应搭脚手架，并设栏杆；晚间检测应有灯光照明，确保人身安全。对有可能影响设备安全运行的检测内容和方法，应预先进行事故预想，并制订相应的预防和处理措施。
(8)检测数据应及时整理或计算。
6 检测方法
6.1 检测时间和周期
脱硫装置的验收试验应在整套脱硫装置安装、调试完毕，投入正常运行至少6个月后进行，验收的周期为7～14天。
6.2 检测工况
检测的工况原则上按合同或设计文件的规定执行，具体数量应根据合同及业主方的具体情况确定，但至少应保证100%BMCR(锅炉最大工况)、75%BMCR和50%BMCR，且燃煤硫分等于或接近设计煤种的3个工况。
为确保检测数据的有效性和正确性，每个工况至少应进行2～3次有效的重复性检测。
6.3 检测方法
在对脱硫装置进行性能考核和验收检测时，所需的检测方法应按照“湿法烟气脱硫工艺性能验收技术规范”(目前已形成报批稿)执行。
7 检测结果的评价
为公正、客观地评价脱硫装置实际的检测结果，首先必须将检测指标的实际检测结果修正到合同规定的设计条件下，然后，按单项指标和综合指标分别进行评价。
对于单项指标，凡达到合同或设计文件规定保证值的，判为合格；凡未达到合同或设计文件规定保证值的，判为不合格。
对于综合指标，其评价的等级可分为优、良、合格和不合格4个等级，具体的评价方法建议应尽快制定。
8 建议
随着火电厂烟气脱硫装置的相继投产，开展脱硫工程的后评估，特别是脱硫装置的性能考核和验收检测已迫在眉睫，为此，建议：
(1)应尽快建立或认定具备承担法律责任、具有公正性、独立性和诚信度的检测第三方。
(2)应尽快建立性能考核和验收检测等后评估制度。
(3)应尽快出台相关的技术规范和评价方法。
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