300MW機組電除塵低效率原因及改造措施分析

王昆

摘要：環(huán)境污染治理已經(jīng)成為當前政府工作的重要內(nèi)容，節(jié)約能源、降低成本對企業(yè)和社會具有積極的意義。文章以某發(fā)電企業(yè)的300MV機組電除塵效益低的原因作為切入點，通過系統(tǒng)改造，提高機組電除塵效率，從而保證煙塵排放濃度達標，促進企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：300MW；電除塵；低效益；改造

隨著生態(tài)環(huán)境的日益惡化，能源消耗企業(yè)要將節(jié)能降耗作為企業(yè)經(jīng)濟效益提高的重要途徑。300MW機組電除塵設(shè)備是降低電廠粉塵排放濃度的重要設(shè)備，因此本文結(jié)合某發(fā)電企業(yè)300MW機組電除塵運行效益的現(xiàn)狀，闡述如何通過系統(tǒng)改造提高電除塵效益，實現(xiàn)發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 設(shè)備概括

某發(fā)電企業(yè)使用的機組為-1025/17.4-II14型亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)；采取平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、四室五電靜電除塵鍋爐。爐膛主要采取雙拱形單爐膛，尾部采取雙煙道結(jié)構(gòu)，再熱氣溫調(diào)節(jié)采取擋板調(diào)節(jié)。在實際生產(chǎn)中該鍋爐所使用的燃煤為鞏義市生產(chǎn)的無煙煤。在電力機組中，汽輪機為東方汽輪生產(chǎn)的N300-16.7/537/537-8型汽輪機，汽輪機采取的是高中壓氣缸，低壓采取的是雙缸排汽結(jié)構(gòu)。

2 300MW機組除塵效率低的原因以及改造的必要性分析

結(jié)合實踐，導(dǎo)致機組電除塵效率低的原因是多方面形成的。總體來看，主要存在以下幾個方面的原因。

2.1 電除塵器設(shè)計問題

電除塵器設(shè)計標準是保證以后電除塵效率高低的基礎(chǔ)，如果發(fā)電廠電除塵器設(shè)計標準高，其運行效率就高，但是結(jié)合當前我國發(fā)電企業(yè)的實際情況看，尤其是本文企業(yè)的設(shè)計保證為《火電廠大氣污染物排放標準》GB13223-2003執(zhí)行的，但是隨著環(huán)境問題的日益嚴峻，尤其是當前霧霾惡劣天氣的出現(xiàn)，使得生態(tài)環(huán)保的工作越來越嚴格，因此對于發(fā)電企業(yè)的污染物排放要求也就越來越高。該企業(yè)所使用的電除塵有效通流面積為467m²，但是煤質(zhì)相對較高，鍋爐煙氣粉塵濃度也就比較高，因此按照原來的設(shè)計標準已經(jīng)不能滿足當前環(huán)保的要求，進而影響電除塵的運行效率。

2.2 煤質(zhì)因素

電除塵器在電廠企業(yè)中已經(jīng)得到成熟的運行效率，但是基于煤質(zhì)因素的不同會影響電除塵器的運行效果：首先，不同型號的煤質(zhì)會導(dǎo)致鍋爐效率出現(xiàn)較大的差別，燃煤揮發(fā)大部分的可燃氣體，當燃料進入爐膛之后，經(jīng)過燃燒會釋放出煤灰氣流，而其產(chǎn)生與煤質(zhì)的燃燒程度有關(guān)，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，揮發(fā)分每減少1%，可燃物就會增加0.113%，也就會增加大氣污染；其次是煤粉細度因素。煤粉細度是煤粉中一定粒級范圍顆粒所占的質(zhì)量分數(shù)，如果煤粉密度過大，就說明可燃燒度會降低，因此排放的污染物濃度也就大，進而影響電除塵器的工作效率，造成效率低下；最后，煤質(zhì)也影響排煙的溫度，排煙溫度是鍋爐出口的平均煙氣溫度，一般排煙的溫度越高，就說明排出的物質(zhì)含有大量沒有燃燒盡的物質(zhì)，因此基于物理因素，排放的污染物濃度也就比較大。

2.3 設(shè)備故障

發(fā)電廠電除塵器運行的環(huán)境比較惡劣，而且其運行的時間也比較長，因此其在實際中經(jīng)常會出現(xiàn)設(shè)備故障：一是粉塵容易粘附到極板上。粉塵的最大特點就是具有粘附性，因此在設(shè)備運行時容易出現(xiàn)粉塵粘附到電極上的現(xiàn)象，而粉塵具有腐爛性，其對電極板的影響是巨大的，如果沒有及時清理電極板上的粉塵，就會造成電極板出現(xiàn)被擊穿的可能性，而該部分卻常常因為維修護理不及時而影響其工作效率；二是設(shè)備在運行的時候受到外界的影響很容易出現(xiàn)線路問題，比如在電除塵運行的過程中，因為受到長期的顫動造成螺母出現(xiàn)松動，進而導(dǎo)致線路出現(xiàn)斷裂。當然除了螺母出現(xiàn)松動之外，軸承系設(shè)計不合理也是影響其運行效果的因素；三是振打也容易引起二次揚塵，進而增加除塵器的運行，導(dǎo)致除塵器除塵效果不明顯。

基于電廠除塵器存在的效率低下的原因，有必要對電除塵器進行改造，以此適應(yīng)新的環(huán)保排放要求。隨著人們生活水平以及經(jīng)濟的發(fā)展，生態(tài)環(huán)保已經(jīng)成為當前社會發(fā)展重要的內(nèi)容，工業(yè)減排成為當前環(huán)保的重要內(nèi)容。2011年出臺的新的《火電廠大氣污染物排放標準》要求電廠要提高污染物排放標準的要求，電廠需要根據(jù)實際需求，對電除塵器進行改造。當然，除了國家環(huán)保要求之外，煙塵濃度過高也會影響電廠設(shè)備的運行安全。比如煙塵濃度過大的話，就說明煙塵中存在的脫硫劑過大，會導(dǎo)致漿液中毒，進而影響石灰石的利用率，最終導(dǎo)致設(shè)備不能正常運行，因此需要對機組電除塵器進行改造。

3 基于300MW機組電除塵效率低的改造措施

通過對某企業(yè)300MW機組電除塵低效率的原因分析，結(jié)合當前的技術(shù)現(xiàn)狀以及實踐成果，為提高電廠經(jīng)濟效益和社會效率，采取以下改造措施，提升電除塵工作效率。

3.1 嚴格按照改造原則進行論證

在進行電除塵器改造之前一定要經(jīng)過嚴格的論證，保證除塵器除塵排放濃度要符合國家最新的排放標準要求：《火電廠污染物排放標準》《環(huán)境保護產(chǎn)品技術(shù)要求電袋復(fù)合除塵器》（征求意見稿）《電除塵器設(shè)計、調(diào)試、運行、維護+安全技術(shù)規(guī)范》（JBT6407-2007），同時保證改造后的除塵器具有良好的燃煤適應(yīng)性，并且符合經(jīng)濟效益和社會效益。

3.2 電控系統(tǒng)改造

火花跟蹤控制方式改為間歇供電、脈沖供電方式。雖然采取火花跟蹤控制方式能夠保證設(shè)備的運行穩(wěn)定，但是其節(jié)能效果并不明顯，因此間歇供電、脈沖供電方式通過調(diào)節(jié)供電時間和間歇時間（即占空比），使輸出電壓電流波形發(fā)生間歇性變化，當電除塵器內(nèi)粉塵比電阻較高時，電場內(nèi)部易出現(xiàn)反電暈現(xiàn)象，這時就必須采用間歇供電和脈沖供電方式，使電場內(nèi)的陽極板上的粉塵有足夠的時間釋放電荷，從而提高除塵效率，減少能耗。

3.3 電除塵振打方式由連續(xù)振打改為降壓振打

改造前對陰極線實行連續(xù)振打，極線越干凈，放電效果越強，除塵效率越高。電除塵的陰極線放電電流一般都采用較大的電流，電場在實際運行中出現(xiàn)運行電壓偏低、電流較大的情況，并不都是高比電阻粉塵引起的，此時電除塵電耗增加，且除塵效率并不理想。降壓振打的目的是為了使陽極板有更好的清灰效果，在提高除塵效率的同時，又保證降壓時對除塵效率的影響也較小。為保證電場振打時的清灰效果，同時降低功耗，有效克服高比電阻粉塵造成的反電暈工況，減少電能損耗，提高除塵效率，電除塵電場高壓控制設(shè)備與低壓程控系統(tǒng)留有振打聯(lián)動接口，可與低壓程控系統(tǒng)配合實現(xiàn)降壓振打功能，與傳統(tǒng)通過通訊方式實現(xiàn)的降壓振打相比，響應(yīng)速度、可靠性都大大提高。且具有比例降壓振打功能，降壓比例0%～100%可調(diào)，降壓振打可提高粉塵的清灰效果，延長陰陽極板極線的使用壽命。

3.4 電除塵極配方式改造

基于粉塵對板線配置的影響，尤其是起暈電壓高所攜帶的電荷容易形成返電暈，為防止出現(xiàn)此問題，采取前段電廠采用芒刺類電暈線，放電點集中在芒刺的尖端，同級距離保持在350mm左右為宜?；谄髽I(yè)所處的位置，選擇使用伏安特性中電流偏大的芒刺線，RS屬于一種改進的管型芒刺線，具有強度大、剛性好的特點，其主要采取0.75MM厚的SPCC冷軋鋼制成，因此其在增加總集塵面積的時候，也提高了放電效果，有效降低了粉塵的排放。

3.5 輸灰系統(tǒng)改造

除灰公共系統(tǒng)出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)異常問題給機組安全運行造成了巨大的壓力，也給工作人員帶來了巨大的工作挑戰(zhàn)，因此基于機組除塵效果不理想的現(xiàn)實考慮，對輸灰系統(tǒng)進行改造：基于傳統(tǒng)模式的局限性，本次考慮到單元機組的倉蹦區(qū)域、爐底水渣區(qū)以及公用空壓機區(qū)域控制改造成單元機組的輸灰DCS子系統(tǒng)，新的脫硫DCS系統(tǒng)將增加8個DPU節(jié)點，硬件增加1800點。同時，本次電除塵電控系統(tǒng)改造更換32臺高壓控制柜控制器為DDL06節(jié)能專家系統(tǒng)，對控制系統(tǒng)參數(shù)進行了整定，敷設(shè)高壓柜內(nèi)部分電纜，增加2個降功率振打信號PLC輸出模塊，安裝32個降功率振打中間繼電器及電纜，上位機安裝DDL06節(jié)能家控制系統(tǒng)，同時利用更換下的32個WFB系列高壓控制器，改造—二期四臺爐的電除塵高壓控制設(shè)備。

4 節(jié)能改造后的經(jīng)濟性分析

電除塵器改造后每日用電量由39768kWh下降為24108kWh，在發(fā)電量基本持平的情況下每天約節(jié)約電能15660kWh，投資近70萬，電價按0.16元/kwh，連續(xù)運行300天即可收回成本，按發(fā)電煤耗345g/kWh核算，每日節(jié)煤5.402t。