移動(dòng)極板技術(shù)在火電廠除塵器改造中的應(yīng)用

張榮祿

（廣東省粵電集團(tuán)韶關(guān)粵江發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 韶關(guān) 512131）

移動(dòng)極板技術(shù)在火電廠除塵器改造中的應(yīng)用

張榮祿

（廣東省粵電集團(tuán)韶關(guān)粵江發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 韶關(guān) 512131）

為了提高電除塵器效率，保證煙塵達(dá)標(biāo)排放，對(duì)電除塵器進(jìn)行提效改造。闡述了移動(dòng)極板電除塵器的工作原理及特點(diǎn)，介紹了某電廠＃10機(jī)組移動(dòng)極板電除塵器的改造內(nèi)容。改造后脫硫塔出口粉塵排放質(zhì)量濃度為24.66mg／m3，修正至6%氧量后排放質(zhì)量濃度為23.86mg／m3，低于30mg／m3的標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到了預(yù)期的改造效果。

移動(dòng)極板電除塵器；火電廠；電除塵改造；粉塵；質(zhì)量濃度

0 引言

為了達(dá)到國(guó)家新的大氣污染物排放要求，國(guó)內(nèi)除塵器廠家［1］先后開發(fā)了適應(yīng)大型燃煤機(jī)組的布袋除塵器、電-袋復(fù)合除塵器及改良型靜電除塵器。布袋除塵器［2］不受煙氣含塵量、比電阻、鍋爐負(fù)荷及煤種變化的影響，捕捉超細(xì)粉塵能力強(qiáng)，但其也有設(shè)備阻力大、運(yùn)行費(fèi)用高、日常維護(hù)工作量大、難以處理高溫?zé)煔?、煙氣中含水含油量大時(shí)易糊袋、煙氣含氧量高時(shí)袋料易氧化［3］等缺陷；電-袋復(fù)合除塵器由于氣布比沒(méi)有得到提高，并且受清灰方式的限制，并沒(méi)有從根本上改善或解決布袋除塵器的不足；改良型靜電除塵器是從靜電除塵器［4］特性出發(fā)，通過(guò)采取調(diào)整陽(yáng)極排極距、調(diào)整陰極線結(jié)構(gòu)、增加電場(chǎng)等技術(shù)手段，以達(dá)到較高的排放要求，但靜電除塵器固有的缺陷同樣沒(méi)有從根本上解決。從國(guó)家能源發(fā)展策略上看，需要一種集高效、可靠、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)于一體的除塵技術(shù)，移動(dòng)極板電除塵器技術(shù)的應(yīng)用，順應(yīng)了國(guó)家能源發(fā)展的需要和市場(chǎng)的需求，既有效避免了二次揚(yáng)塵，又免除了布袋繁瑣的維護(hù)過(guò)程與昂貴的維護(hù)費(fèi)用。

1 移動(dòng)極板電除塵器工作原理及特點(diǎn)

1.1 工作原理

如圖1所示，移動(dòng)極板電除塵器［5］變常規(guī)靜電除塵器［6］的固定極板為移動(dòng)極板，變振打清灰為旋轉(zhuǎn)刷清灰；把整片陽(yáng)極板分割成條狀，用鏈條串聯(lián)，陽(yáng)極板在鏈條的牽引下運(yùn)動(dòng)，陽(yáng)極板的下部設(shè)有旋轉(zhuǎn)電刷，電刷不斷把陽(yáng)極板的粉塵刮落到灰斗。

圖1 移動(dòng)極板示意圖

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

移動(dòng)極板結(jié)構(gòu)相對(duì)傳統(tǒng)的固定極板有明顯的優(yōu)點(diǎn)。

（1）用旋轉(zhuǎn)電刷清灰，而且清灰位置靠近灰斗的下部，可以最大限度地減小二次揚(yáng)塵。

（2）陽(yáng)極板清灰及時(shí)，處于相對(duì)潔凈的狀態(tài)，可有效提高除塵效率。

（3）采用旋轉(zhuǎn)電刷進(jìn)行機(jī)械式清灰，即使附著力很高的高比電阻粉塵也能清除下來(lái)。

（4）相對(duì)傳統(tǒng)的靜電除塵器，采用移動(dòng)極板的電除塵器結(jié)構(gòu)更緊湊，可以減小1／3以上空間，運(yùn)行電耗也較低。比電阻大的粉塵或二次揚(yáng)塵在前幾個(gè)電場(chǎng)已經(jīng)荷電，所以不需要每個(gè)電場(chǎng)都裝設(shè)移動(dòng)極板，一般只在最后一個(gè)電場(chǎng)裝設(shè)移動(dòng)極板，就可以把前面電場(chǎng)逃逸出來(lái)的粉塵收集下來(lái)。

2 現(xiàn)役設(shè)備概況

某電廠＃10機(jī)組為300MW發(fā)電機(jī)組，鍋爐為DG1025／18.2-Ⅱ10型亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環(huán)、雙拱形單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架全懸吊結(jié)構(gòu)、尾部雙煙道、露天布置的W型火焰燃煤鍋爐，采用煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫。該機(jī)組鍋爐尾部配套2臺(tái)雙室四電場(chǎng)電除塵器［7］。電除塵器改造前性能試驗(yàn)結(jié)果見表1。

電除塵器性能摸底試驗(yàn)顯示：鍋爐燃燒常用煤種、機(jī)組負(fù)荷270MW工況下，除塵器入口粉塵質(zhì)量濃度為26.85 g／m3，＃10機(jī)組除塵器實(shí)測(cè)除塵效率為99.48%，除塵器出口平均煙塵排放質(zhì)量濃度為129.95mg／m3。＃10鍋爐電除塵器選型設(shè)計(jì)偏小、除塵能力有限是煙塵排放質(zhì)量濃度偏高的根本原因。

3＃10機(jī)組電除塵器改造方案

3.1 改造總體要求［8］

（1）原電除塵器前3個(gè)電場(chǎng)在結(jié)構(gòu)形式不變的情況下提效擴(kuò)容（極板增高至15m），四電場(chǎng)進(jìn)行移動(dòng)極板技術(shù)改造。改造后最終形成3+1（3個(gè)常規(guī)電場(chǎng)+1個(gè)移動(dòng)極板電場(chǎng)）的除塵方式，全部電場(chǎng)改為高頻電源［9］。

（2）改造后保證在任何正常工況下，電除塵器入口煙塵質(zhì)量濃度［10］（干基、標(biāo)態(tài)、6%O2）不大于

28.6 g／m3時(shí)，除塵效率≥99.895%，脫硫塔出口煙塵排放質(zhì)量濃度≤30mg／m3，且保證在兩個(gè)大修期（或8年）內(nèi)不下降。

3.2 改造內(nèi)容

（1）拆除原電除塵器頂部全部設(shè)備，將除塵器揭頂掏空，將殼體加高1.7m，重新設(shè)計(jì)前3個(gè)電場(chǎng)，包括新的頂蓋、陰陽(yáng)極系統(tǒng)及振打裝置。

（2）原四電場(chǎng)改造成一個(gè)移動(dòng)極板電場(chǎng)，高度相應(yīng)增加1.7m。電除塵器變?yōu)?個(gè)固定電場(chǎng)+1個(gè)移動(dòng)極板電場(chǎng)的形式。

（3）拆除所有電氣電控設(shè)備，所有電場(chǎng)共16臺(tái)工頻電源全部設(shè)計(jì)為高頻電源，更換低壓控制系統(tǒng)。

3.3 四電場(chǎng)移動(dòng)極板改造內(nèi)容

移動(dòng)極板靜電除塵器內(nèi)部由極板、極線、鋼刷及其傳動(dòng)系統(tǒng)組成。

（1）對(duì)三、四電場(chǎng)之間的立柱進(jìn)行加固，增加四電場(chǎng)外延2m立柱。

（2）安裝四電場(chǎng)移動(dòng)極板的上下支撐梁，并改造四電場(chǎng)灰斗，增加人孔門和檢修走梯，對(duì)地基、梁柱進(jìn)行安全核準(zhǔn)。

（3）安裝四電場(chǎng)陰極系統(tǒng)，對(duì)陰極振打位置重新定位，設(shè)計(jì)必需的走梯平臺(tái)。

（4）安裝四電場(chǎng)陽(yáng)極部分，包括主動(dòng)軸、鏈輪、軸承及密封裝置。安裝主動(dòng)軸外部動(dòng)力裝置，包括電機(jī)、鏈輪及支架等。

（5）安裝極板和鏈條，從動(dòng)軸及定位裝置，極板導(dǎo)向裝置。

（6）安裝刷輥系統(tǒng)。

（7）在主動(dòng)軸減速電機(jī)側(cè)和刷輥側(cè)設(shè)置檢修平臺(tái)，并留有足夠檢修空間。

（8）安裝主動(dòng)軸和刷軸接地裝置，安裝刷輥系統(tǒng)動(dòng)力裝置，包括電機(jī)、齒輪箱、萬(wàn)向軸及鏈條等。

（9）移動(dòng)電場(chǎng)極間距為450mm。

（10）極板。選用雙層條狀0.7m×4.2m的700型SPCC薄鋼板，與由方鋼焊接成的整體框架焊為一體。

（11）移動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)選用變頻減速電機(jī)，移動(dòng)電極移動(dòng)速度為0.1～1.0m／min。

表1＃10機(jī)組電除塵器煙氣參數(shù)測(cè)試結(jié)果

（12）極線。極線極間距同樣為450mm，采用4×4不銹鋼方型線。

（13）陰極振打系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)選用立式減速電機(jī)，功率為0.37 kW，安裝在殼體屋頂，驅(qū)動(dòng)凸輪、振打錘對(duì)陰極框架做周期性振打，以達(dá)到清灰的目的。

（14）鋼刷與鋼刷驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。鋼刷由不銹鋼絲與鋼刷軸焊接成形，按專用工藝制造并做時(shí)效試驗(yàn)；驅(qū)動(dòng)選用變頻減速電機(jī)，安裝在煙氣流通區(qū)域下的殼體外部，鋼刷軸旋轉(zhuǎn)方向與極板運(yùn)動(dòng)方向相反。

（15）鏈條。移動(dòng)電極驅(qū)動(dòng)選用專用的寬節(jié)距套筒滾子鏈。

4 改造后效果評(píng)估

從表2可以看出，在300MW負(fù)荷測(cè)試工況下，當(dāng)除塵器進(jìn)口質(zhì)量濃度為17～21g／m3時(shí)，＃10機(jī)組除塵器出口粉塵質(zhì)量濃度分別為17.13，25.67，22.66和32.73mg／m3。經(jīng)實(shí)際測(cè)試，脫硫塔出口粉塵排放質(zhì)量濃度為24.66mg／m3，修正至6%氧量后排放質(zhì)量濃度為23.86mg／m3＜30mg／m3，達(dá)到了預(yù)期的改造效果。

表2 除塵器進(jìn)、出口粉塵測(cè)試結(jié)果

5 結(jié)束語(yǔ)

移動(dòng)極板電除塵器收集的粉塵范圍廣泛，具有用干凈的極板捕集粉塵以及用刷子清灰的特點(diǎn)，能有效地捕集超細(xì)微、高黏性、高比電阻類粉塵并防止其二次飛揚(yáng)；運(yùn)行煙氣溫度設(shè)計(jì)最大值為350℃，有在330℃環(huán)境下長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)例；一個(gè)移動(dòng)極板電場(chǎng)相當(dāng)于1.5～3.0個(gè)固定極板電場(chǎng)［11］，而其投資相當(dāng)于1.5～2.0個(gè)固定極板電場(chǎng)，所以采用移動(dòng)極板電除塵器能節(jié)省2～3個(gè)固定極板電場(chǎng)，特別適合無(wú)擴(kuò)容場(chǎng)地或需要壓縮場(chǎng)地的除塵器改造項(xiàng)目；同等運(yùn)行費(fèi)用的條件下，提升了設(shè)備的技術(shù)等級(jí)，達(dá)到了國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。

50-52.

［3］李佳華.大型袋式除塵器在火電廠鍋爐改造中的應(yīng)用［J］.中國(guó)科技博覽，2012（9）：318.

［4］DL／T 514—1993燃煤電廠電除塵器［S］.

［5］JB／T 11311—2012移動(dòng)板式電除塵器［S］.

［6］楊中波，蔡江南.火電廠燃煤鍋爐電除塵器改造設(shè)計(jì)研究［J］.科技與企業(yè)，2013（9）：310.

［7］全國(guó)環(huán)保產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)環(huán)境保護(hù)機(jī)械分技術(shù)委員會(huì).環(huán)保裝備技術(shù)叢書：電除塵器［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2011.

［8］中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)電除塵委員會(huì).電除塵器選型設(shè)計(jì)指導(dǎo)書［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2013.

［9］JB／T 11073—2011電除塵用高壓整流變壓器［S］.

［10］JB／T 6407—2007電除塵器設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)安全技術(shù)規(guī)范［S］.

［11］HJ 2028—2013電除塵工程通用技術(shù)規(guī)范［S］.

（本文責(zé)編：劉芳）

［1］王文榮.淺談電廠鍋爐煙氣除塵工程的應(yīng)用［J］.四川建材，2007，33（2）：63-64.

［2］陳志煒，姚群，陳隆樞，等.火電廠鍋爐煙氣電除塵與袋式除塵技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較［J］.電力環(huán)境保護(hù)，2007，23（4）：

TK 223.27

：B

：1674-1951（2015）02-0073-03

張榮祿（1979—），男，福建永定人，工程師，從事火電廠設(shè)備檢修維護(hù)工作（E-mail：10494731＠qq.com）。

2014-09-12；

2014-12-12