珠海電廠靜電除塵器改造及運(yùn)行調(diào)整

何連金

(廣東省粵電集團(tuán)公司珠海發(fā)電廠，廣東 珠海 519050)

1 問題的提出

廣東省粵電集團(tuán)公司珠海發(fā)電廠(以下簡(jiǎn)稱珠海電廠)Ⅰ期為2臺(tái)單機(jī)700 MW燃煤機(jī)組，靜電除塵器為日本三菱集團(tuán)Kobe Ship Tard公司生產(chǎn)的四煙道三電場(chǎng)除塵器，配有12臺(tái)T/R裝置。T/R裝置低壓側(cè)用一對(duì)平行反向布置的可控硅整流器(SCR)進(jìn)行移相調(diào)壓，升壓后經(jīng)硅電橋整流輸入電場(chǎng)陰極框。靜電除塵器采用英國Castlet公司生產(chǎn)的微機(jī)控制系統(tǒng)(MCS)對(duì)T/R裝置、陰陽極振打、絕緣子加熱器進(jìn)行管理控制，保證靜電除塵器能在最佳除塵效率下安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行，設(shè)計(jì)除塵效率為99.3%。靜電除塵器額定二次電壓為60 kV，額定二次電流為1 600 mA。目前，該靜電除塵器已投入運(yùn)行十幾年，各項(xiàng)指標(biāo)均不能滿足排放要求。西安熱工研究院有限公司于2009年12月對(duì)珠海電廠#1，#2機(jī)組靜電除塵器的性能進(jìn)行了診斷試驗(yàn)，診斷試驗(yàn)結(jié)論為：在目前的主要燃煤條件下，靜電除塵器除塵效率小于99%，未能達(dá)到原設(shè)計(jì)值；在進(jìn)口煙塵質(zhì)量濃度低于設(shè)計(jì)值的情況下，靜電除塵器出口煙塵排放質(zhì)量濃度為100 mg/m3，煙囪排放質(zhì)量濃度為50 mg/m3(名義工況，下同)。

為進(jìn)一步降低煙塵排放的質(zhì)量濃度，滿足2012年1月1日起實(shí)施的國標(biāo)GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，減緩脫硫煙氣換熱器(GGH)堵塞等問題，珠海電廠將靜電除塵器改造為電-袋復(fù)合式除塵器，以滿足日益嚴(yán)格的排放要求。電-袋復(fù)合式除塵器由2種除塵器復(fù)合而成，前后分2個(gè)階段完成高效除塵。第1階段由前級(jí)電場(chǎng)預(yù)除煙氣中80%以上的粉塵；第2階段由布袋除塵裝置攔截收集煙氣中剩余量的粉塵。電-袋除塵器改造原則是：保持原基礎(chǔ)尺寸，靜電除塵器長度及寬度不變；靜電除塵器保留一電場(chǎng)，把后面2個(gè)電場(chǎng)的空間改為布袋除塵器，利用原靜電除塵器的殼體與灰斗，在除塵器的頂部布置凈氣室并設(shè)置50%煙氣量的旁路煙道。

(1)改造前的靜電除塵器主要技術(shù)參數(shù)。

1)靜電除塵器技術(shù)參數(shù)：進(jìn)口煙氣流量，2 223 000 m3/h；入口煙氣溫度，125 ℃；進(jìn)口煙氣壓力，-3 kPa；進(jìn)口煙氣粉塵質(zhì)量濃度，22.6 g/m3；除塵效率，99.3%。

2)靜電除塵器本體：類型，三菱 Dry Type EP；特點(diǎn)，四通道三電場(chǎng)；外殼類型，鋼板焊接框架結(jié)構(gòu)；外殼承壓，-3 kPa；外殼材料，中碳鋼；均流板層數(shù)，2層；均流板材料，中碳鋼。

3)靜電除塵器極板：類型，卷帶CL型；CE振打器型式，機(jī)械錘子式；CE振打器數(shù)量，24個(gè)。

4)靜電除塵器陰極線：類型，鋸齒式；DE振打器型式，機(jī)械錘子式；DE振打器數(shù)量，48個(gè)。

(2)改造后電-袋復(fù)合除塵器設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)。

1)電-袋復(fù)合除塵器性能參數(shù)：類型，干式、板式、臥式、行噴吹；保證效率，≥99.92%；除塵器出口煙塵排放保證值，≤20 mg/m3；本體總阻力(正常/最大)，800/1 200 Pa；入口實(shí)際煙氣體積流量，4 000 000 m3/h；殼體設(shè)計(jì)壓力，負(fù)壓/正壓，-8.4/8.4 kPa；每臺(tái)除塵器灰斗數(shù)量，每臺(tái)鍋爐36個(gè)；灰斗料位計(jì)類型，射頻導(dǎo)納。

2)電場(chǎng)區(qū)技術(shù)參數(shù)：電場(chǎng)列數(shù)，2列；電場(chǎng)室數(shù)，2室；除塵效率，>80%；高壓設(shè)備數(shù)量，變壓器8臺(tái)；陽極振打方式，頂部電磁錘振打；陰極振打方式，頂部電磁錘振打。

3)布袋除塵區(qū)技術(shù)參數(shù)：處理最大煙氣量，4 000 000 m3/h；過濾面積，60 433 m2/臺(tái)；濾袋材質(zhì)，(PPS+PTFE)混紡+PTFE基布；濾袋規(guī)格，? 168 mm×8 550 mm；濾袋數(shù)量，13 392 個(gè)；濾袋允許連續(xù)使用溫度，≤160 ℃；濾袋允許最高使用溫度，180 ℃(每次不允許超過10 min，年累計(jì)不允許超過10 h)；清灰壓力，0.2～0.3 MPa；布袋清灰方式，在線/離線。

2 電-袋復(fù)合除塵器小區(qū)供電技術(shù)的特點(diǎn)

電-袋復(fù)合除塵器分為電區(qū)設(shè)備及袋區(qū)設(shè)備，其中電區(qū)設(shè)備主要由工頻高壓設(shè)備、保溫箱加熱回路、振打清灰控制和其他輔助設(shè)備組成。袋區(qū)設(shè)備主要由濾袋袋籠裝置、清灰系統(tǒng)、溫度及壓力檢測(cè)部分、旁路閥/提升/脈沖閥氣路及控制部分組成。

電場(chǎng)區(qū)采用小分區(qū)供電技術(shù)可最大限度發(fā)揮電氣性能，以提高電場(chǎng)區(qū)的可靠性，保證電-袋除塵器整體可靠運(yùn)行。分小區(qū)供電技術(shù)是將一個(gè)機(jī)械大電場(chǎng)沿氣流方向分成2個(gè)電力分區(qū)。陰、陽極系統(tǒng)及振打系統(tǒng)按2個(gè)完全獨(dú)立的分區(qū)進(jìn)行配置。整個(gè)電場(chǎng)區(qū)的平均工作電壓升高，增強(qiáng)了荷電粉塵的“電凝并”作用，使細(xì)微顆粒凝并為大顆粒，最終使除塵效率得到提高，捕集(PM 2.5)粒徑為2.5 μm粉塵效率大幅提升。分小區(qū)供電具有如下優(yōu)勢(shì)。

(1)分小區(qū)供電通過細(xì)分供電單元，后級(jí)分區(qū)的工作電壓隨著粉塵質(zhì)量濃度下降而提高，在通常情況下，后級(jí)分區(qū)的工作電壓較前級(jí)分區(qū)工作電壓可提高5%以上，尤其是在除塵器入口質(zhì)量濃度較高的情況下，隨著前后分區(qū)粉塵質(zhì)量濃度的下降，后級(jí)分區(qū)工作電壓提高會(huì)更加明顯。

(2)由于靜電除塵器的除塵效率與電場(chǎng)工作電壓成正平方比，因此分小區(qū)供電可較大地提高電區(qū)除塵效率。

(3)分小區(qū)結(jié)構(gòu)的陰、陽極系統(tǒng)和振打系統(tǒng)按小區(qū)獨(dú)立配置，當(dāng)一個(gè)小區(qū)電場(chǎng)內(nèi)部短路時(shí)，不影響另一個(gè)小區(qū)正常運(yùn)行，除塵器電區(qū)可靠性提高1倍。

珠海電廠電-袋復(fù)合除塵器電區(qū)與袋區(qū)分室布置示意圖如圖1所示。

圖1 電區(qū)與袋區(qū)分室布置示意

3 電-袋復(fù)合除塵器投運(yùn)及運(yùn)行調(diào)整

電-袋復(fù)合除塵器預(yù)涂灰的必要性：點(diǎn)燃鍋爐燃油前，讓濾袋表面形成厚度不小于2 mm的干燥粉煤灰層，有利于吸附鍋爐燃油過程中產(chǎn)生的黏性油污、低溫結(jié)露液體，阻隔油污等液體黏附于濾袋表面或滲透到濾袋深層，防止濾袋微孔永久性堵塞(阻力劇增)，防止纖維受到液體有害成分的侵蝕，從而保護(hù)濾袋。預(yù)涂灰原則：鍋爐在燃油點(diǎn)火前必須對(duì)濾袋進(jìn)行預(yù)涂灰。一般啟、停爐涂灰操作順序如下：灰罐車到位并接管→開啟引風(fēng)機(jī)(擋板開度60%以上)→打開涂灰管道碟閥→灰車送灰→濾袋差壓增幅200～300 Pa→停止涂灰→關(guān)閉涂灰管道碟閥。鍋爐第1層制粉系統(tǒng)投入運(yùn)行，給煤機(jī)煤量已投“自動(dòng)”且進(jìn)入靜電除塵器的煙氣溫度高于煙氣露點(diǎn)(不低于100 ℃)時(shí)方可投運(yùn)各電場(chǎng)，電場(chǎng)供電的順序?yàn)槌隹谕M(jìn)口方向。

運(yùn)行中應(yīng)注意監(jiān)視各高壓硅整流變壓器控制柜盤等各表計(jì)、指示燈、信號(hào)報(bào)警裝置等無異常，溫度檢測(cè)、料位檢測(cè)、振打裝置等顯示正常。嚴(yán)格監(jiān)視供電裝置的一次電壓、一次電流、二次電壓和二次電流并按規(guī)定格式每隔2 h抄錄1次；每隔2 h對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡回檢查并做好記錄。密切監(jiān)視高壓硅整流變壓器的溫升，油溫不得超過70 ℃，無異常聲音，硅膠不變色，高壓輸出網(wǎng)絡(luò)無異常放電現(xiàn)象。檢查高壓硅整流變壓器運(yùn)行參數(shù)正常，若發(fā)現(xiàn)火花率高、二次電流低時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)并適當(dāng)縮短陰陽極振打周期；經(jīng)調(diào)整無效時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知電氣檢修人員就地檢查電場(chǎng)對(duì)應(yīng)的灰斗下灰是否順暢，若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)通知機(jī)械檢修人員處理。檢查保溫箱加熱器工作是否正常，溫度應(yīng)高于露點(diǎn)溫度15～25 ℃。當(dāng)溫度為露點(diǎn)溫度+15 ℃時(shí)，加熱器自動(dòng)投入，溫度高于露點(diǎn)溫度25 ℃時(shí)，自動(dòng)退出。靜電除塵系統(tǒng)在運(yùn)行中，應(yīng)注意灰斗料位指示不能過高，否則應(yīng)人工放灰處理。靜電除塵器陰、陽極振打應(yīng)正常，飛灰系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)正常，灰管無堵塞，下灰順暢。電-袋除塵器、煙道、人孔門及除灰系統(tǒng)等處應(yīng)嚴(yán)密(不漏風(fēng))。當(dāng)鍋爐燃燒不正常時(shí)，應(yīng)采取有效措施防止電-袋除塵器內(nèi)部出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象。

4 電-袋復(fù)合除塵器清灰控制方式

在正常運(yùn)行時(shí)，對(duì)電-袋除塵器清灰控制方式及清灰周期應(yīng)進(jìn)行設(shè)定：清灰控制方式的選擇應(yīng)以“定時(shí)”清灰方式為優(yōu)先。定時(shí)脈沖間隔時(shí)間應(yīng)根據(jù)各室濾袋差壓及負(fù)荷情況來設(shè)定，以下列要求作為參照設(shè)定各負(fù)荷段的清灰周期：

(1)機(jī)組負(fù)荷在700 MW時(shí)，控制各室濾袋#1+#3分室差壓之和及#2+#4分室差壓之和為700～850 Pa；

(2)機(jī)組負(fù)荷在525～700 MW時(shí)，定時(shí)脈沖間隔時(shí)間設(shè)定為30～50 s；

(3)機(jī)組負(fù)荷在350～525 MW時(shí)，定時(shí)脈沖間隔時(shí)間設(shè)定為50～80 s；

(4)機(jī)組負(fù)荷在350 MW時(shí)，定時(shí)脈沖間隔時(shí)間設(shè)定為100 s。

若濾袋差壓在允許范圍內(nèi)，應(yīng)盡量延長清灰周期。出現(xiàn)以下情況應(yīng)立即停止清灰程序。

(1)機(jī)組在啟動(dòng)過程中，在開始預(yù)涂灰、鍋爐噴油助燃點(diǎn)火期間到鍋爐溫度升到正常爐溫燃煤之前，應(yīng)禁止運(yùn)行布袋除塵器的清灰系統(tǒng)，以防止涂灰層剝落、失去防低溫結(jié)露的保護(hù)作用。

(2)機(jī)組在低負(fù)荷投油助燃期間，應(yīng)停止清灰程序。

(3)機(jī)組在停運(yùn)過程的投油助燃期間，停止清灰程序。

(4)因機(jī)組故障導(dǎo)致鍋爐主燃料跳閘(MFT)且停爐時(shí)間不超過48 h時(shí)，停止清灰程序。

(5)若電-袋復(fù)合除塵器發(fā)生高溫報(bào)警(布袋除塵器入口溫度大于160 ℃)時(shí)應(yīng)停止清灰程序，以保護(hù)濾袋。

以下情況應(yīng)將濾布上的積灰徹底清掃干凈，在下次鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火前再進(jìn)行預(yù)涂灰，此時(shí)必須啟動(dòng)清灰程序，需要運(yùn)行4～5個(gè)清灰周期。

(1)停爐時(shí)間超過48 h時(shí)；

(2)鍋爐發(fā)生“四管”泄漏時(shí)。

機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)電-袋復(fù)合除塵器清灰系統(tǒng)的監(jiān)視與調(diào)整：

(1)嚴(yán)格按以下范圍設(shè)定清灰制度參數(shù)：脈沖噴吹壓力，0.25～0.30 MPa。脈沖寬度，0.15 s。

(2)每班定期(至少1次)檢查清灰系統(tǒng)氣包是否有冷凝水，檢查時(shí)必須打開各個(gè)氣包底部排污閥直至積水排空。

5 結(jié)束語

珠海電廠靜電除塵器改造后煙囪的排放煙塵質(zhì)量濃度有了明顯的下降，并且機(jī)組負(fù)荷的變化對(duì)煙塵質(zhì)量濃度影響較小。靜電除塵器粉塵排放質(zhì)量濃度偏高是造成脫硫GGH頻繁堵塞及吸收塔除霧器壓差高的主要原因之一，靜電除塵器改造后，大大降低了粉塵對(duì)GGH堵塞及吸收塔除霧器差壓高的影響，降低了引風(fēng)機(jī)電耗，減少了GGH停運(yùn)沖洗次數(shù)，提高了設(shè)備運(yùn)行可靠性。進(jìn)入脫硫吸收塔內(nèi)的煙塵質(zhì)量濃度下降較為明顯，提高了石灰石反應(yīng)的活性和脫硫效率，同時(shí)也提高了脫硫石膏的品質(zhì)。

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