脱硫工程的全过程质量管理
浙江钱清发电有限责任公司＃2炉脱硫系统，是在美国B&W公司技术支持下，由国内自主设计、安装、调试的一套单吸收塔石灰石-石膏湿法脱硫系统，由浙江省天地环保公司总承包，是浙江省内第一套国产化脱硫示范工程，设计脱硫效率90%。脱硫工程于2001年6月通过初步设计审查，2002年4月16日正式开工，2003年4月 18日首次导入烟气进行调试，2003年7月2日完成168小时试运行，9月13日完成FGD系统性能测试及考核试验，正式投入商业运行。该湿法脱硫装置自2003年7月投入运行至2007年6月的四年间，累计运行32,846小时，投运率 97.56%，平均脱硫效率91.42%。笔者全过程参加了该工程的前期可行性研究、基建建设及运行维护管理，从实践中深刻认识到，要使脱硫装置真正发挥效率，必须科学决策并对脱硫工程实施全过程的质量管理。
我国多年来的工程建设实践和发达国家成功的建设项目管理经验都证明，工程项目质量是按照项目建设程序，经过工程建设各个阶段而逐步形成的。工程项目质量问题贯穿于项目的整个寿命进程，从工程建设的可行性研究、投资决策、勘察设计、安装施工、竣工验收直至运行维修阶段，任何一个环节出了问题，都会给工程质量留下隐患，影响工程项目的功能和使用，因此只有切实遵循客观规律，重视各个环节的质量监督与控制，才能保证工程建设质量的全面实现，使工程项目真正发挥效益。
1 反复论证，科学决策
工程项目的投资决策阶段是进行可行性研究与投资决策、确定项目的质量目标与水平的阶段。项目投资决策阶段的质量控制的好坏直接关系到工程项目的功能和使用价值是否能够满足业主的要求与实际情况，是影响工程项目使用价值和质量的关键阶段。
对于工程建设项目，需要控制的总体目标是投资、质量和进度，这三者互相制约。因此，要做到投资、质量、进度三者的协调统一，应提高可行性研究深度以及投资决策的准确性与科学性，注重可研中多方案的论证；注重考察可行性研究报告是否符合国民经济长远规划、国家经济建设的方针政策。
2000年底，对于钱清公司在#2机组建设时究竟要上一套什么样的脱硫系统，是当时争论的焦点。1999年 11月，公司的#1机组投产时配套安装了芬兰Fortum公司的LIFAC半干法烟气脱硫装置，设计脱硫效率为 65%，钙硫比（Ca/S）为2.35，整个系统投资4472万元，2000年3月投入运行，经浙江省环境监测中心站脱硫效率的测试，符合设计和环保的要求。该脱硫装置系统简单、投资较省且无废弃物排放。因此，参照#1机组，最简单合理的做法，是在#2机组上安装一套同样的LIFAC烟气脱硫装置，这样不仅投资省，而且方便以后的运行维护。但从国家环境保护的长远利益出发，公司意识到随着经济的发展，社会对电力的需求将稳步上升，今后的二氧化硫减排形势将会更加严峻，而发电机组65%的脱硫效率，已不符合环境保护发展的趋势和企业应承担的社会责任。因此决策层毅然放弃简单方便的半干法烟气脱硫系统，决定增加投资，采用脱硫效率可达90%以上、适合于大型燃煤电厂锅炉的石灰石-石膏湿法脱硫装置。
在有限的资金条件下，上一套什么样的湿法脱硫系统，应达到什么样的技术经济指标和关键的性能保证值，是当时争论的焦点。作为脱硫工程的总承包单位参照国外经验，在常规的湿法脱硫模式的基础上，提出了 3套简化方案以节约费用：
（1）取消石膏浆液二级脱水真空皮带机，从旋流器底流出来含50%以上颗粒的浆液直接抛弃。
（2）取消GGH，采用湿烟囱工艺，从吸收塔排出的经处理的饱和湿烟气通过出口烟道和烟囱向大气排放。
（3）取消增压风机，利用锅炉引风机提供脱硫岛阻力降，简化了脱硫系统，减少了设备购置费用。
如何确定合适的技术经济指标和关键的性能保证值，如何对这些方案进行评估和论证，是一项非常重要而又较困难的工作，由于当时没有较成熟的评估体系来进行经济和技术方面的评估，因而只能依照国家的环境保护政策要求，通过调研，从现有的脱硫工程技术水平及电厂和周边环境的实际情况出发，来确定脱硫装置关键的性能保证值以及论证和评估这些简化方案的可行性。
钱清公司地处萧绍平原中心—浙江省绍兴县钱清镇，东距吴越文化古城绍兴22公里，西距美丽的风景旅游城市杭州35公里。钱清地区人口密集，工厂林立，是全国百强乡镇之一，居民生活富庶，文化程度较高，环保意识强烈。要评估和论证节省投资的3套方案，需从实际出发。
方案1：取消真空皮带机，采用抛弃法，只适用于地广人稀的区域，而在钱清地区，不仅周围生态环境不容许，也根本没有地方可抛荒。因此此方案不宜采用。方案2：取消GGH，采用湿烟囱工艺，虽可简化系统，大幅度降低脱硫岛阻力，节省GGH的较多的维修保养工作，降低投资和运行成本，但湿烟囱工艺会给环境带来一系列问题：湿烟气温度低，抬升高度较小，影响烟气扩散条件；饱和湿烟气夹带的液滴以及水蒸汽凝结而成的凝结水会造成烟羽，在传输过程中会形成降雨，影响局部环境，这在紧挨人口密集居民区的钱清电厂，是行不通的。况且，湿烟囱工艺对处于湿状态下的烟囱的设计和材料选择有特殊要求，而钱清电厂是2台机组共用1座常规耐酸砖砌内衬的钢筋混凝土烟囱，烟气临界流速较低，也不可能长期停机来进行布置集液装置等改造工作。经过论证，方案2也不宜采用。
对于方案3，由于该厂的#2机组是发电机组和脱硫系统同步建设，因此，取消增压风机，利用锅炉离心式引风机提供脱硫岛阻力降，简化脱硫系统，是完全可行的。脱硫系统中GGH沾污结垢后阻力较大，引风机必须具有较大的工作范围，这是在选型时必须考虑的问题。尽管离心风机在变工况运行时效率下降，在低负荷时尤甚，但离心风机结构简单，叶轮磨损小，检修费用低且省去了增压风机，因此方案 3的优势十分明显，应该采用。引风机的控制由锅炉运行工况来控制，控制系统比较简单，但当发生意外事故需要脱硫系统快速切除 ，或1台甚至2台浆液再循环泵跳闸时，是否会影响主设备系统正常运行甚至造成锅炉MFT，在FGD系统方案讨论及初步设计时，存在不少担心及争论。因此，FGD参建各方分析了FGD系统发生意外事故时可能对主设备系统造成的影响，在控制逻辑和保护设计时，采取种种预防措施，以确保主设备的安全。
钱清电厂#2FGD自2003年7月投产以来，脱硫系统没有因不设增压风机而影响到主机系统的运行。由于脱硫工艺产生的废水的pH值为5～6，含有大量的悬浮物、氟化物和As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、 Se、Sn、Zn等重金属元素，COD也严重超标，因此脱硫装置必须设有废水处理系统，脱硫废水要经过处理才能排放，而不能和冲渣水一起处理排放。同时脱硫公司委托技术实力雄厚的西安热工研究院进行脱硫废水的处理研究，并成功研制开发了国内第一套脱硫废水处理装置，首先在钱清电厂湿法脱硫系统投入运行，取得了很好的效果，并开创了脱硫废水处理装置国产化的先例。
在前期决策阶段把握好整个工程的质量，可为脱硫工程奠定一个良好的基础。在与总承包单位商谈技术协议时，应将需要确定的指标、各方的职责及分工和可能发生的问题，都体现在技术协议中。整个技术协议分为八章，作为脱硫工程建设管理服务合同的附件。具体如下：
（1）技术规范；
（2）设备规范和供货范围；
（3）设计范围及技术资料交付；
（4）仪表与控制系统；
（5）保证、设备和系统试验；
（6）设计联络会/培训/工厂检验和测试/现场技术服务；
（7）时间进度表；
（8）适用标准及总体技术要求。
在技术附件中，明确提出了脱硫系统的设计工艺条件，承包方的供货范围和设备规范；规定了脱硫装置在各种工况下必须达到的脱硫效率、可靠性和可用率；规定了脱硫装置在脱硫工艺中的钙硫比、耗电量、脱硫石膏的质量，概括提出了三项功能保证、八项性能保证，以及保证的条件；规定了冷态调试、热态调试、168小时连续试运行须具备的条件和验收的标准及由第三方所做的性能保证试验；规定了现场技术服务的时间、技术培训应达到的要求等等。
在项目决策立项过程中，做到科学决策，责任明确，排除各种干预，就可确保建设项目以最少的消耗取得最佳的效果，在建设前期就为工程质量奠定坚实的基础。
2 重视对工程实体质量的控制
工程项目质量是工程建设的三大控制目标之一。当前，工程项目质量控制主要集中在项目建设实施阶段，主要应重视对工程实体质量的控制。国家目前已颁布实施了大量的工程建设标准、法规、规范等，实行了监理制、招标投标制、项目经理负责制、质量监督制、检测制、质量保修制等制度，已对工程实体质量的形成进行了有力控制。
该工程电力系统的工程技术人员，对电力建设、电力生产比较熟悉，但相对于脱硫工程，特别是湿法脱硫来说，则是一个全新的领域。为建成一个高质量的脱硫工程，作为工程项目的建设方和业主单位，除了对新建发电厂基建过程常规的全面质量管理采取了一般做法外，还做了以下几项工作：
（1）健全组织机构
为做好湿法脱硫工程建设与生产准备，挑选了一批业务素质较高的人员成立了脱硫小组，专门负责前期脱硫技术调研与脱硫方式论证。工程开工后则按合同与设计要求，负责工程的安装进度、质量、投资、安全控制与监督。在安装过程中与总包公司一起解决工程中的问题，与此同时商定工程管理流程、签订安全细则、设备开箱验收与文档流转程序、设备缺陷处理原则等工作；在调试验收阶段参与调试，共同探讨解决问题，在设备验收及工程过程验收中，严格把关，对于见证点和停工待检点，坚持按质量标准签证。通过对脱硫工程全过程的参与和质量管理，公司锻炼了自己的技术队伍，脱硫小组的技术人员日后都成为了业务骨干。
（2）聘请专家咨询服务
对于发电厂工程技术人员来说，脱硫工程，特别是湿法脱硫是一个全新的学科，也是一个逐步认识和实践的过程。钱清公司在脱硫工程建设中，聘请了浙江电力监理公司的监理工程师。由于电力监理公司的强项是常规的火力发电工程，而湿法脱硫当时在国内在建的和运行的装置并不多，电力监理对脱硫装置的设备特性、工艺特性的了解也不是很透彻，因此有必要聘请脱硫工程方面的专家进行咨询服务和培训工作，所以公司又聘请了上海石川岛脱硫工程公司（IHI公司）的专家，从工程开始到结束跟踪进行咨询和培训服务，在对工程质量把关、解决疑难问题方面，起了很好作用。
（3）工地工程质监站的监督管理
政府行政部门对工程质量进行监督管理是工程质量的重要保证，政府的工程质量监督检查具有权威性、强制性、综合性的特点。由于工程质量监督工作是一项专业技术性强且繁杂的工作，因此，工程质量监督管理一般由建设行政主管部门或其他有关部门委托的工程质量监督机构具体实施。浙江省的电力建设工程，由浙江省电力基本建设工程质量监督中心站代表建设行政主管部门负责工程质量监督检查，在每一个基建工地，均成立了工地质量监督检查站。具体做法是：每个关键点都由中心站进行监督检查，制定质量监督工作方案，将质量监督工作方案通知建设、勘察、设计、施工、监理单位；报送工程质量监督报告。日常大量的质量监督检查由工地站进行，检查施工现场工程建设各方主体的质量行为；检查建设工程实体质量；按照质量监督工作方案，对建设工程地基基础、主体结构和其他关键部位进行现场实地抽查；对用于工程的主要建筑材料、构配件的质量进行抽查。
脱硫工程相对于常规火力发电机组的质量监督检查，有不同的重点和特点。钱清电厂的工地质量监督检查站，参照常规火力发电机组的质量监督检查项目，根据湿法脱硫工程的特点和质量关键点，编制了脱硫工程整套启动试运前/后质量监督检查大纲；脱硫系统整套启动试运前的质量监督检查项目；以及脱硫工程168小时满负荷试运行后的质量监督检查项目。
例如整套启动试运前的质量监督检查项目中，分为 5大项：
（1）技术文件、资料检查（常规的16分项）。
（2）吸收塔系统重点项目检查：吸收塔本体安装记录及签证齐全；吸收塔内部件安装及开孔记录齐全；除雾器相关记录齐全；托盘的相关记录；浆液循环泵调试合格；浆液喷淋层安装记录及验收签证齐全；氧化风机及塔内风管安装及调试完成；搅拌器的安装记录齐全及试运完成；吸收塔防腐衬胶安装及签证记录齐全；吸收塔人孔门及平台扶梯完好。
（3）烟气系统重点项目检查：烟道组装及验收记录齐全；档板门安装调试及密封空气试验完成；GGH安装及试运完成；GGH密封间隙记录完整；GGH吹灰器试运完成；GGH低泄漏风机试运完成；GGH高压水泵试运完成；GGH空压机试运完成；膨胀节安装记录完整；烟道系统鳞片树脂安装及签证记录齐全。
（4）电气系统重点项目检查（常规的14分项）。
（5）仪控系统重点项目检查（常规的11分项）。
由于该公司重视对工程实体质量的控制，与各参建单位一起，在设备安装调试过程中进行严格的过程控制，遵循“预防为主、重在过程、主动控制”的原则，变被动监控、事后整改为主动控制、提前预防。对于重点和关键点提前介入与控制，进行预防性工作，把住产生问题的源头，为投产后脱硫系统的正常运转，维持较高的投运率，打下了良好基础。
3 脱硫系统作为主设备管理
提高脱硫系统的投运率主要与系统设计优劣、设备的质量及运行水平有关。从钱清电厂的运行维持实践来看，管理层高度的环境保护意识，脱硫专业技术人员的技术水平和责任心，运行维护人员的操作及检修水平对管好、运行好脱硫装置，提高脱硫系统的投运率有着积极的作用。
由于湿法脱硫对钱清电厂来说是一个全新的专业技术领域，因此，公司特别重视培训工作，将培训工作与工程同时起步，并贯穿于安装、调试、生产准备整个过程中。工程一开始，就组建起运行班子，以培养主设备运行工同样的要求，来培养脱硫装置的运行人员。对运行的培训主要从两个方面进行，一是加强对运行人员的系统基础知识的培训，二是通过对脱硫系统的实际操作加强对系统的理解。在基础理论培训上，请上海IHI公司专家进行培训，IHI公司的专家依据自编的系统湿法脱硫教材，给公司有关领导、技术人员、运行维护工人上课。对实际的系统和设备的培训，由B&W公司专家进行，培训教材分为说明、系统流程、主要设备、维护、控制、运行、参考书等七大部分，十分具体、详细。通过理论培训，在对湿法脱硫理论、反应机理、系统流程、主要设备都有一定程度了解的基础上，公司又派出部分人员去兄弟企业跟班实习，并要求技术人员、运行人员在调试中全程跟踪调试专家。经过近一年的理论培训和严格的上岗培训，最后由上海脱硫专家进行理论培训后的考试和整套启动前的B&W专家组织上岗考试，考试合格人员发给合格证书和上岗证书，最终全部运行人员都合格上岗。因公司的技术培训工作到位，保证了湿法脱硫工程的顺利投产。
4 重视对脱硫设备的管理
（1）在168小时试运行前，完成了设备的命名、挂牌及标志管道色标、介质流向等工作，编制完成运行规程、事故处理规程及系统图的绘制，落实备品配件、药品、大宗材料、工器具配备，制订了必要的管理制度，为脱硫装置的顺利投运打下坚实的基础。
（2）脱硫装置投入运行后，公司就把脱硫设备作为主设备管理，在“设备缺陷管理制度”、“可靠性管理制度”等各项管理制度中加入相关内容进行考核，脱硫装置要撤出运行，须经公司有关领导的批准。
（3）＃2机组脱硫系统运行4年以来，针对设备运行中出现的各种疑难杂症，钱清发电有限责任公司脱硫技术人员和一线生产员工群策群力，进行技术攻关、 QC等活动，先后解决了由各种原因引起的湿法脱硫进石灰石浆液盲区、真空皮带机滤布跑偏、水力旋流站堵塞、电除尘器效率对湿法脱硫的影响等技术难题，并针对设备存在的缺陷进行了必要的技术改造，如脱硫装置的进、出口档板门改造和氧化风机系统改造工作等，保证了设备的正常运转。
吸收剂—石灰石粉品质对FGD工艺的影响主要体现在：石灰石粉的PSD（Partical Site Distribution）是一个重要的设计和运行参数；石灰石的成分、CaCO3含量的高低，也会给运行带来问题；而石灰石反应活性则直接影响到脱硫效率、石灰石利用率和石膏品质。为此公司规定，定期对购入厂的石灰石粉进行成分、细度分析并按“烟气湿法脱硫用石灰石粉反应速率的测定”（DT/T943-2005）方法进行反应活性测定。
为节约用水、减少废水排放，公司在经过试验的基础上，采用经处理后的冲渣水作为湿法脱硫的工艺水，通过一年多的实际运行，效果相当明显，而且系统运行非常稳定。
公司还进行了一些湿法脱硫关键设备国产化的尝试，如德国KSB公司生产的浆液循环泵叶轮磨损，材质为双相不锈钢（GX3CrNiMoCuN24-6-3铸钢），对于该类材质，国内尚无成功的修补先例，而购买成品叶轮，则价格较贵，为此公司采用了襄樊525泵业有限公司的Cr30A材料替代双相不锈钢，在两台浆液循环泵上试用，情况正常；对于回转式GGH，准备采用国产换热搪瓷片替代原进口的换热搪瓷片，以降低成本。
通过对脱硫工程实施全过程的质量管理，保证了系统良好的脱硫效率和投运率，取得了很好的社会效益和一定的经济效益。
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