徐 锐，吴三毛，李资荣

XU Rui1, WU San-mao2, LI Zi-rong2

（1. 华中科技大学，武汉 430074；2. 江西省电力科学研究院，南昌 33000）

燃煤电厂烟气脱硫系统可靠性估计

Reliability estimation of flue gas desulphurization system in coal-fired power plants

徐 锐1，吴三毛2，李资荣2

XU Rui1, WU San-mao2, LI Zi-rong2

（1. 华中科技大学，武汉 430074；2. 江西省电力科学研究院，南昌 33000）

为评估烟气脱硫系统可靠性状态，根据燃煤电厂脱硫系统特性，定义脱硫系统可靠性特征指标，并对可靠性特征量进行估算。

烟气脱硫; 可靠性; 评价

0 引言

我国燃煤电厂烟气脱硫系统(FGD)处于大规模的建设和运行初期，脱硫系统的运行状态已经成为发电企业上网脱硫电价考核的依据。烟气脱硫系统具有产品大、批量小、可修复、连续运行时间长、系统复杂的特点，系统的可靠性试验在实验室无法进行。

1 烟气脱硫系统可靠性特征指标

火电厂烟气脱硫系统与电厂其它热力系统不同，投资和运行消耗大，运行状态受到外界严格的监督考核，不能简单地利用增加投资、降低设备利用效率、扩大运行消耗来提高可靠性。为评估脱硫系统可靠性状态，根据烟气脱硫设施的运行特点，结合火电机组可靠性评价状况，定义5个可靠性特征指标。

1）投运率(SR)

2）非计划停运率(UOR)

3）可用系数(AF)

4）不可用系数(UF)

5）等效可用系数(EAF)

2 烟气脱硫系统可靠性特征值估计

脱硫系统可靠性特征值的真值无法准确了解，统计报表中给出的是可靠性特征量的观测值，该观测值随着统计条件的变化而变化，某些情况下与真值的差距较大，可采用区间估计方法对脱硫系统可靠性真值进行估计。火力发电机组的烟气脱硫系统大修周期每4-6年，非计划停运时间一般只占总可用时间的5%以下，属于理想有计划检修的可修设备。有计划检修的可修设备的实际失效分布可认为服从指数分布，烟气脱硫系统在经过调试和生产试运行后，可认为其可靠性失效分布满足指数分布。

2.1 可用系数和不可用系数的估计

烟气脱硫设施只能处于 “可用”和“不可用”两种状态，其可靠性状态分布如图1所示。

图1 FGD设施可用状态估计时间分布图

1）点估计

根据可用系数和不可用系数的定义有：

2）区间估计

FGD的可用系数(AF)相对较高，一般大于95%，不可用系数(UF)相对较低，一般小于5%。在此仅对AF和UF进行单侧区间估计，估计AF的单侧置信下限和UF的单侧置信上限。

假设x1, x2,x3,…,xn相互独立，且服从失效率为λ的指数分布；y1,y2,y3,…,yn 相互独立，且服从修复率为μ的指数分布。

可以得出AF的单侧置信下限AFL和UF的单侧置信上限UFU分别为：

2.2 投运率与非计划停运率的估计

脱硫设施的要求投运时间接近于机组实际发电时间，备用时间和计划停运时间为非考核时间，在进行投运率(SR)和非计划停运率(UOR)估计时，以实际发电时间假定为统计连续时间。

1）点估计

以锅炉实际运行时间(近似等于脱硫设施要求投运时间)为统计时间，只考虑“运行”和“非计划停运”两种状态，因此有：

图2 FGD设施投运率估计可靠性状态分布图

2）区间估计

正常情况下，烟气脱硫设施的投运率一般大于90%，投运率小于90%的将会受到脱硫电价考核。

因此仅对SR和UOR进行单侧区间估计。同样，UOH1,UOH2,…,UOHn 相互独立，服从指数分布；SH1,SH2,…,SHn相互独立，服从指数分布。根据函数F分布上侧分位数 表，可以得出SR的单侧置信下限SRL以及UOR的单侧置信上限UORU：

2.3 等效可用系数(EAF)的估计

等效可用系数(EAF)为可用小时数减去降低出力等效停运小时数后与统计小时数的比值，它反映了脱硫设施满负荷出力能力。为计算评估方便，将可靠性评估统计时间进行划分为两种，一种是可用时间(AH)减去降低出力等效停运时间(EUNDH)，另一种是不可用时间(UH)与降低出力等效停运时间(EUNDH)之和。

1）点估计

根据等效可用系数(EAF)的定义有：

图3 FGD设施可用状态估计时间分布图

2）区间估计

由于我国燃煤电厂煤质来源广，很难符合设计煤种的品质，脱硫设施制造商的设计及制造能力良莠不齐，部分电厂FGD经常存在降低出力运行的状态。需要对脱硫设施的等效可用系数(EAF)进行双侧区间估计，就是求出一个置信区间[EAF1, EAF2]，使得该区间以一定的置信水平将EAF的真值包含在内。

f1,f2,f3,…,fn相互独立，且服从失效率为λ的指数分布；k1,k2,k3,…,kn 相互独立，且服从修复率为μ的指数分布。

EAF的双侧区间估计的上下限分别为：

由降低出力运行原因或结果的不同，将降低出力运行(IUND)分为第1类降低出力运行(IUND1)、第2类降低出力运行(IUND2)和第3类降低出力运行(IUND3)。如有需要，可依据本小节中的EAF估计计算方法对不同的降低出力运行方式进行分别估算其EAFi。

3 结束语

根据火电厂烟气脱硫系统特性，结合有关脱硫设施运行考核要求，给出了可以用来评价系统可靠性水平的5个可靠性特征指标，并对特征指标进行了估计计算，为实现脱硫系统的设计优化和可靠性增长奠定了基础。

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N945.13

A

1009-0134(2010)11(下)-0159-03

10.3969/j.issn.1009-0134.2010.11(下).54

2010-08-17

徐锐（1973 -），男，江西湖口人，高级工程师，在读博士生，主要从事火电厂化学环保方面的工作。