“電除塵綜合提效技術”在珞璜電廠2×360MW機組改造上的應用

章健

摘要：文章介紹了華能重慶珞璜電廠2×360MW機組電除塵器因受燃煤煤質、場地限制采用“多維擴容技術”改造，改造后除塵效率由98.57%提高到99.94%以上，為西南地區(qū)燃用高硫煤同類設備的提效改造提供了成功的改造經驗。

關鍵詞：電除塵器；擴容技術；高頻電源；雙區(qū)結構；斷電振打；節(jié)能控制 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM58 文章編號：1009-2374（2016）08-0030-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.016

1 工程概況

重慶華能珞璜電廠一期2×360MW機組，配套ALSTOM STEIN公司設計制造的亞臨界參數、自然循環(huán)、雙拱形單爐膛、“W”火焰、一次中間再熱、平衡通風、露天布置、全鋼結構、固態(tài)排渣燃煤汽包爐。除塵器原為法國ALSTOM生產的兩臺雙列雙室三電場電除塵器，于1992年投入使用。隨著時間的推移，除塵效率逐年下降，現有除塵器已不能滿足環(huán)保及機組穩(wěn)定運行的要求。2010年10月進行了#2爐除塵器性能試驗，入口粉塵濃度

59g/Nm3，除塵器出口濃度實測值179.4mg/Nm3，實際除塵效率99.57%。為此，電廠要求對電除塵器進行增效改造，本次由于受到場地條件的限制，工程改造難度大，工期又緊，經過福建龍凈環(huán)保股份有限公司有關人員和專家多次研究討論，最終確定了合理的改造方案。即采用多維擴容即加長、加高、加寬的方式實現電除塵器的擴容改造，同時輔以高頻電源、斷電振打及機電多復式雙區(qū)等綜合技術。實踐證明，整個工程改造是成功的，經過性能測試考核，結果表明各項指標均達到或超過了設計要求，為西南地區(qū)其他燃用同類高硫高灰煤電廠鍋爐配套電除塵器改造提供了成功的實踐經驗。

2 原電除塵器參數

3 改造要求及存在主要問題分析

3.1 原除塵器設備問題

3.1.1 性能不達標。由于近年燃煤市場的變化，珞璜電廠的燃煤與原設計值相差較大，尤其是燃煤灰分大幅上升，發(fā)熱量大幅下降，使鍋爐出口煙氣量和煙氣含塵量大大增加，造成除塵器出口排放濃度嚴重超標。2010年10月進行了#2爐除塵器性能試驗，入口粉塵濃度59g/Nm3，除塵器出口濃度實測值179.4mg/Nm3，已遠遠不滿足現今排放標準。

3.1.2 原除塵器設備狀況。（1）煙氣流量大幅提高，進口喇叭氣流分布板磨損、變形明顯，嚴重影響氣流分布均勻性，導致電場內存在串流、渦流以及部分煙氣流速過高現象；（2）陰、陽極系統(tǒng)變形，導致異極距偏移，抑制二次電壓的升高；（3）由于運行時間久，導致部分振打機械結構失效，嚴重影響極板、極線的清灰效果；（4）實際運行溫度高達170℃，導致煙道及除塵器入口風速過大，風速高達1.35m/s，嚴重影響收塵性能。

3.2 場地問題

原除塵器出口端引風機實行增引合一改造，引風機后移約10m，則在出口端增加電場，新增電場的立柱基礎需要避開電纜溝，而且土建部分施工只能等停爐時才能開展，施工時間會受影響。

4 改造方案

4.1 改造方案選取

4.1.1 因本工程燃用的是高硫貧煤，其中Sar高達4.39%，灰硫比僅為94，采用低低溫工藝存在一定的腐蝕風險，且西南地區(qū)尚無類似工程經驗。故本程經綜合考慮，決定以除塵器本體擴容、雙區(qū)及高頻電源技術應用于本工程，以滿足煙囪20mg/Nm3的極限排放要求。

4.1.2 由于設計煤質的進口含塵濃度高達59g/Nm3，如此高的含塵濃度不僅會削弱電暈極附近的場強，而且極易造成前電場的“電暈封閉”，使得粉塵荷電不足，降低除塵效率，必須采取有效的技術措施防止“電暈封閉”的發(fā)生。因此，福建龍凈環(huán)保股份有限公司采用了自主研發(fā)的“高頻電源”對電場供電，采用“高頻電源”可以輕松地將電流提高一倍，從而防止“電暈封閉”現象的發(fā)生。同時，高頻電源能提供更高的輸出電壓，可達工頻電源的1.3倍，有效增大電暈功率，提高除塵效率。

4.1.3 由于電廠燃用煤為低熱值、高灰份的劣質煤（熱值僅為18027kJ/kg，灰份Aar又高達36.6%），除塵器處理煙氣量相比同類機組更大，處理飛灰含量也更大。另外，飛灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量較高（三者之和89.65%），相應粉塵的比電阻也比較高。而對除塵有利的堿金屬Na2O的含量僅為0.66%，粉塵的體積性導電相對較差。所以針對這種情況，我們在末電場采用福建龍凈環(huán)保股份有限公司特有的“機電多復式雙區(qū)高效收塵技術”，使各區(qū)段的電氣運行條件最佳化，以適應高比電阻粉塵，防止反電暈的發(fā)生，提高除塵效率。

4.1.4 根據煤灰特性和電除塵適應性分析，我們結合除塵效率高達99.93%的要求及現有的場地條件，提出了在原三電場除塵器出口端增加一個電場，并將原三電場陰陽極系統(tǒng)全部更換，同時極板加高至15.5m，并重新布置板排。陰陽極均采用頂部電磁錘振打技術，有效利用了原側部振打系統(tǒng)浪費的殼體空間，最大限度地增加了原除塵器的收塵面積，形成了雙列雙室五電場除塵器的技術方案。在結構設計方面，利用兩列除塵器中間平臺樓梯的空間，采用了特殊的大圈梁鋼結構設計，不但加大了高度，還合理利用中間樓梯平臺，同時也加大了本體橫斷面，有效地降低了電場風速。

在珞璜電廠電除塵器改造項目中，除單純采用加高加寬加長的改造方式之外，還綜合應用了“高頻”“雙區(qū)”“斷電振打”“反電暈自動檢測功能”“節(jié)能控制”等機電一體化協(xié)同的提效改造技術，為該改造項目的成功奠定了基礎。

4.2 電除塵器改造后主要技術參數

5 改造結果

改造后，珞璜電廠委托四川省電力工業(yè)調整試驗所，對一期電除塵器進行了性能測試。測試結果主要數據如下：（1）氣流分布均勻性指標≤0.2，達到良好水平；（2）1#爐除塵效率在負荷360MW下，進口煙氣量1222050.8Nm3/h，入口濃度47.751g/m3，出口排放濃度29.54mg/m3，除塵效率99.94%；（3）2#爐除塵效率在負荷360MW下，進口煙氣量1188264m3/h，入口濃度52.147g/m3，出口排放濃度30.82mg/m3，除塵效率99.94%。

6 經濟效益和社會效益

6.1 經濟效益

一般電除塵器的年運行成本包括設備的電耗費用、人工管理費及維護成本，而采用傳統(tǒng)方案和常規(guī)運行模式的電耗費用占總費用80%以上。項目改造后，我們根據負荷和工況的變化，采用不同的運行模式做對比。在煤質穩(wěn)定的情況下，經過一段時間的觀察，發(fā)現排放濃度基本穩(wěn)定。表3是從現場調取的數據計算得出的電除塵器不同運行模式下的功率，表中非節(jié)能模式的功率已隱含了采用高頻、雙區(qū)、新型節(jié)能電暈線和其他本體配置等節(jié)能措施的節(jié)能效果。

從表3可得出，一臺300MW機組電除塵器在非節(jié)能模式的運行功率也是很低的，當運行在超級節(jié)能模式下效果最好，與在非節(jié)能模式下相比節(jié)能達55%以上，經濟效益非常明顯?？傮w來說，新型的節(jié)能控制系統(tǒng)能在保證除塵效率的情況下運行在最佳節(jié)能狀態(tài)，大大滿足節(jié)能提效要求。

6.2 社會效益

經過本次改造，由四川省電力工業(yè)調整試驗所測試，除塵效率從改造前98.57%提高到現在的99.94%（實測），改造后在原來的基礎上每年再減少粉塵排放1.66萬噸以上，這對改善電廠附近區(qū)域大氣環(huán)境質量、削減區(qū)域污染物排放將產生積極作用。

7 結語

通過本項目的成功改造，更加有利地證明，只要針對具體的工況條件和煤種適應性分析，方案選型得當，電除塵器是完全能夠滿足低排放要求的，且實際運行功耗相當低。特別是采用“多維擴容+黃金組合技術”，對于滿足現今低排放標準和節(jié)能降耗方面有更加廣闊的應用前景，具有較大的市場應用空間，尤其適用于西南地區(qū)燃用高硫高灰煤的舊電除塵器提效改造工程領域。另外，本項目采用EPC總包形式改造成功，對于后續(xù)同類型的電除塵改造也非常有借鑒意義。

參考文獻

[1]原永濤，林國鑫，宣偉橋，等.火力發(fā)電廠電除塵器技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004.

[2]黎在時.靜電除塵器[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1992.

[3]四川省電力工業(yè)調整試驗所.珞璜一期改造工程電除塵器改造后性能考核試驗報告[R].2013.

（責任編輯：黃銀芳）