600MW機(jī)組濕式電除塵器工程調(diào)試與運行調(diào)整研究

楊群發(fā)，侯劍雄，陳灌明

(廣東珠海金灣發(fā)電有限公司，廣東珠海 519050)

600MW機(jī)組濕式電除塵器工程調(diào)試與運行調(diào)整研究

楊群發(fā)，侯劍雄，陳灌明

(廣東珠海金灣發(fā)電有限公司，廣東珠海 519050)

研究廣東省首臺投產(chǎn)的600MW機(jī)組濕式靜電除塵器工程調(diào)試及投產(chǎn)后運行調(diào)整中存在的問題并加以解決，實現(xiàn)工程順利投產(chǎn)，污染物排放滿足國家環(huán)保要求。通過主導(dǎo)并參與廣東珠海金灣發(fā)電有限公司3號機(jī)組濕式靜電除塵器工程建設(shè)后期調(diào)試與投產(chǎn)后的運行調(diào)整，分析在此過程中存在的問題及其原因，并提出相應(yīng)的技術(shù)改造及運行調(diào)措施。結(jié)果發(fā)現(xiàn)3號機(jī)組濕式靜電除塵器順利投產(chǎn)，煙塵、SO2、NOx排放濃度達(dá)到或低于燃?xì)廨啓C(jī)組的現(xiàn)行排放限值，即:煙塵≤5mg/m3、SO2≤35mg/m3、NOx≤50mg/m3。加裝濕式靜電除塵器后污染物排放符合環(huán)保政策規(guī)定及合同技術(shù)要求，實現(xiàn)大氣污染物“近零排放”。

濕式電除塵器;環(huán)保;節(jié)能減排;工程調(diào)試;運行調(diào)整

0 引言

為滿足國家最新環(huán)保政策要求［1－2］，實現(xiàn)大氣污染物排放達(dá)標(biāo)甚至“近零排放”，廣東珠海金灣發(fā)電有限公司(以下簡稱“金灣公司”)3號機(jī)組新增濕式靜電除塵器(以下簡稱“濕電”)。2014年6月，國家能源局批復(fù)同意3號機(jī)組為2014年煤電機(jī)組環(huán)保改造示范項目。12月，3號濕電投產(chǎn)，煙塵、SO2、NOx排放濃度達(dá)到或低于燃?xì)廨啓C(jī)組的現(xiàn)行排放限值［3］，即:煙塵≤5mg/m3、SO2≤35mg/m3、NOx≤50mg/m3。

本文對600MW機(jī)組濕式靜電除塵器工程調(diào)試進(jìn)行研究，并在實際工程中實施，找出其中存在的問題并提出相應(yīng)的技術(shù)改造及運行調(diào)整措施，確保濕電順利投產(chǎn)，排放符合環(huán)保政策規(guī)定及技術(shù)合同要求。本文研究成果可為同類型電廠濕電改造提供技術(shù)借鑒。

1 濕電工藝概況

金灣公司3號機(jī)組濕電為廣東省首臺投產(chǎn)的600MW機(jī)組濕電，超臨界鍋爐為上海鍋爐廠制造。新增濕電采用日本日立技術(shù)，除塵器臥式布置、板式結(jié)構(gòu)［4］。采用間歇式噴淋系統(tǒng)、特殊防腐設(shè)計，具有較高可靠性。金灣電廠3號機(jī)組濕電主要技術(shù)參數(shù)如表1所示［5］。

濕電電場沖洗前部集塵板的水流到排水箱中，沖洗后部集塵板的水流到循環(huán)水箱中。排水箱中一部分水外排至除塵廢水處理裝置，處理后用作脫硫系統(tǒng)除霧器沖洗水，另外一部分水溢流到循環(huán)水箱中循環(huán)使用，再次用于沖洗集塵板。另用工藝水沖洗末端集塵板，通過控制補(bǔ)給水量和外排水量，保證整個水系統(tǒng)水量達(dá)到平衡。定期進(jìn)行除塵器內(nèi)部整體清洗和進(jìn)口氣流均布板清洗［6］。

表1 3號機(jī)組濕式電除塵器主要參數(shù)

2 工程調(diào)試

2.1 密封風(fēng)系統(tǒng)

密封風(fēng)機(jī)啟動后，需對進(jìn)入密封箱的4個分支管風(fēng)量調(diào)節(jié)平衡，控制各分支風(fēng)量偏差在±10%以內(nèi)，風(fēng)機(jī)母管壓力＞1.3 kPa。絕緣子加熱器首次投入時，應(yīng)就地確認(rèn)加熱溫度正常。調(diào)試過程中曾出現(xiàn)密封風(fēng)壓力偏低，原因是絕緣子罩漏風(fēng)偏大，加石棉繩及密封膠封堵后壓力回升至正常;密封風(fēng)電機(jī)電流超標(biāo)，在出口母管加節(jié)流孔板。

2.2 電場不通水空載升壓

以二次電流為目標(biāo)空載升壓。電場通電前應(yīng)滿足:密封風(fēng)機(jī)及絕緣子加熱器運行＞2 h;已對陰極線及陽極板清理，確保干凈無雜物;電場絕緣值＞100MΩ。初次升壓以二次電流為控制目標(biāo)，設(shè)定值從200mA開始，每次增加200mA，逐漸增加至額定電流1600mA。

以二次電壓為目標(biāo)空載升壓。二次電壓最高只有42 kV，離額定值56 kV尚遠(yuǎn)。為提高電場電壓驗證絕緣水平，將濕電同一側(cè)2臺整流變輸出端并聯(lián)后供同一個電場，以提高二次電壓?？蛰d升壓過程中遇到的問題:初次空載升壓時4個電場均升不起壓。因為濕電內(nèi)部防腐材料中的碳玻璃纖維絲封邊不牢固易造成短路，對封邊加固后升壓正常。

2.3 本體及水系統(tǒng)沖洗

將電場灰斗回排水箱、灰斗回循環(huán)水箱、1～5號配管回排水箱共3根回水管割開，接臨時管排地溝不回收。循環(huán)水自清洗過濾器走旁路。為防止回水管堵塞及便于檢查，灰斗疏水口放置濾網(wǎng)。對水膜配管進(jìn)行沖洗，每根管沖洗時間5～10min。配管沖洗干凈前，不得安裝水膜噴嘴。除水膜配管外，對濕電內(nèi)部本體及連接煙道的沖洗亦應(yīng)引起重視，應(yīng)確保干凈，防止風(fēng)煙系統(tǒng)啟動后煙道中的垃圾飄至電場造成短路或噴嘴堵塞。

2.4 噴嘴調(diào)試

噴嘴支管與噴嘴必須精確安裝，這是防止極板短路、實現(xiàn)最佳噴淋效果的重要前提。噴嘴支管與陽極板垂直呈90°角，噴嘴處于陽極板中線并與陽極板垂直，與兩邊陽極板距離相等，噴口垂直向下。通水對每只噴嘴的水膜狀態(tài)進(jìn)行檢查。

2.5 通水升壓

先對電場不帶水空升一次后停運，然后啟動1～7號配管水膜。第一次采取逐步升壓方式，將二次電壓升至30 kV，觀察無火花放電。第二次采取逐步提高二次電流方式，每次提高200mA，直至將二次電流升至1600mA。升壓結(jié)果為一次成功，火花率為0，測定伏安特性曲線正常［7］。

將1～5號配管流量提高至80 t/h，6、7號配管流量保持15 t/h，電場運行依然良好，火花率為0。

2.6通風(fēng)試驗

濕電水膜及電場啟動前，投入干式電除塵3、4號電場，脫硫吸收塔啟動2層噴淋層運行。然后啟動風(fēng)煙系統(tǒng)，風(fēng)量在30%～100%之間來回調(diào)節(jié)，30min后，保持100%風(fēng)量1 h。停運風(fēng)煙系統(tǒng)，對電場進(jìn)行檢查，清理雜物。檢查完畢后濕電通水升壓正常后將3根回水管接回正常方式。重新啟動風(fēng)煙系統(tǒng)并將風(fēng)量升至100%，如電場正常則通風(fēng)試驗完成。

2.7 堿罐清洗及沉淀池調(diào)試

通過卸堿泵向堿罐注工藝水，注水過程中對卸堿泵及堿計量泵進(jìn)行試運，并對堿系統(tǒng)進(jìn)行查漏。將清水放空后進(jìn)堿并試加藥。沉淀池防腐及蜂窩斜管安裝后注水調(diào)試，并對絮凝劑加藥系統(tǒng)試運行。

2.8 點火調(diào)試

鍋爐首次點火時要嚴(yán)密觀察濕電運行情況。升溫升壓過程中燃料使用情況:輕油為2.5 t/h，運行時間8.5 h，煤油混燒28 h，此過程中燃煤最大量為40 t/h。整個過程濕電運行正常，火花率為0。點火過程電場數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 點火過程電場數(shù)據(jù)

2.9 帶負(fù)荷后電場出現(xiàn)的問題

發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后15 d內(nèi)，分別出現(xiàn)B1和B2電場“偏勵磁”報警跳閘，經(jīng)試驗整流變不帶電場空載升壓時一、二次電壓波動;A2電場一次側(cè)“輸入過流”報警跳閘，經(jīng)試驗整流變不帶電場空載升壓正常，將二次電流由額定值下調(diào)至1500mA后投運正常。

3 投產(chǎn)初期問題及對策

3.1 系統(tǒng)水平衡問題

投產(chǎn)初期存在最大問題是廢水量過多不能被有效消化。由于6、7號配管用的是補(bǔ)水，總流量約為20 t/h，需排出20 t/h的廢水，這些廢水只能去脫硫系統(tǒng)。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷＜400MW時，吸收塔耗水量減少，不足以消耗濕電廢水。若2臺機(jī)組均加裝濕電，則濕電廢水總量40 t/h，水不平衡問題更加突出。采取以下措施后濕電廢水量大幅減少，水平衡問題得到徹底解決:將6號配管水膜用水由補(bǔ)水改為循環(huán)水;濕電排水由沖洗吸收塔2層除霧器更改為沖洗全部4層;濕電除霧器沖洗水泵出口增加一路管道至灰渣水處理系統(tǒng)，既緩解濕電廢水過剩問題，亦可部分中和堿性的灰渣水質(zhì);當(dāng)循環(huán)水固體懸浮物濃度＜1000mg/L時，補(bǔ)水泵不向循環(huán)水箱補(bǔ)水;吸收塔連續(xù)24 h出廢水以增加廢水排放量;將脫硫系統(tǒng)所有轉(zhuǎn)動設(shè)備機(jī)械密封水用量調(diào)至最小。

3.2 水箱溢流

水箱由于沒有水位自動控制程序，排水泵不運行時，循環(huán)水箱極易溢流，未經(jīng)處理的水排至地溝污染環(huán)境;排水泵運行時，排水箱水位快速降低，循環(huán)水箱需從補(bǔ)水箱補(bǔ)水，使?jié)耠娧a(bǔ)水量進(jìn)一步增大。經(jīng)摸索采取如下控制方法，排水泵正常情況下跟蹤6、7號配管流量，使兩者流量一致;當(dāng)循環(huán)水箱低至2.0m時，排水泵略減少輸出，增大排水箱至循環(huán)水箱溢流量;當(dāng)循環(huán)水箱水位高至2.6m時，排水泵略增加輸出，減少排水箱至循環(huán)水箱溢流量。如此排水箱和循環(huán)水箱水位基本穩(wěn)定。

3.3 堿管堵塞

由于堿計量泵出口管徑小，天冷時堿容易結(jié)晶堵管。當(dāng)汽溫低至10℃時堿管可在一天內(nèi)堵塞，低至15℃時可在半個月內(nèi)堵塞。解決方法為對堿管加保溫及伴熱，并在水箱上加裝備用堿罐。

3.4 其他問題

其他問題主要包括:除霧器沖洗水泵出口無再循環(huán)管路，頻繁啟停，需增加再循環(huán)管;除霧器沖洗無相關(guān)沖洗程序，需手動沖洗，同時清水池液位高時不能自啟沖洗，需增加沖洗程序;除霧器沖洗母管應(yīng)增加恒壓閥以保護(hù)吸收塔除霧器噴嘴;自清洗過濾器反沖洗投自動時每班反沖洗2～3次，導(dǎo)致排水過多，泥水池易滿水，改為每班投運一次;運行一個月后出現(xiàn)排水泵出力不足，經(jīng)查原因為排水泵進(jìn)口管有積灰導(dǎo)致。

4 正常運行調(diào)整要點

4.1 配管沖洗

7號配管沖洗:360～480MW時，停30min，沖洗5min;300～360MW時，停50min，沖洗2min;當(dāng)＜300MW，停60min，沖洗2min。1～5號配管沖洗:每24 h沖一次，每根管單獨沖，時間2min。陰極線沖洗:每2周沖一次，A、B側(cè)分開沖洗，每側(cè)沖洗10min。陰極線沖洗需停運電場。

4.2 本體及電場

若煙溫100℃以上，防腐層可能會受熱變形，此時應(yīng)停運檢查。殼體壓力達(dá)5 kPa時，本體會變形，陽極、陰極之間極間距會變近，產(chǎn)生異?；鸹ǚ烹姟＿\行中由于濕電內(nèi)部是正壓，若密封風(fēng)機(jī)停運，濕煙氣會逆流進(jìn)入絕緣子室，絕緣子表面會放電形成破壞力。故密封風(fēng)機(jī)故障時，要盡快停運電場。

電場通電前密封風(fēng)應(yīng)至少通風(fēng)2 h。但若時間緊迫，測定電場絕緣電阻100MΩ以上(用1000V搖表)后也可啟動。通常情況下鍋爐MFT后電場仍可保持通電。但當(dāng)燃煤在充分燃燒，可燃性揮發(fā)氣體進(jìn)入濕電時，此時如產(chǎn)生火花放電，會有爆炸可能，故應(yīng)禁止通電。電場通電時會產(chǎn)生臭氧，停電場后對本體檢查時要先自然通風(fēng)，充分換氣。

4.3 密封風(fēng)系統(tǒng)

為保證絕緣子干燥，密封風(fēng)機(jī)在引風(fēng)機(jī)、脫硫噴淋及濕電噴淋停運前應(yīng)保持運行。濕電如短期停運，建議保持連續(xù)運行。應(yīng)特別注意引風(fēng)機(jī)運行時濕電內(nèi)為正壓，故此時不能停密封風(fēng)。正常運行中如加熱器故障，由于煙氣溫度較高，絕緣子室不會產(chǎn)生空氣結(jié)露，電場可繼續(xù)通電。加熱器應(yīng)與密封風(fēng)機(jī)同時啟停。

4.4 極板水膜

如循環(huán)水停止沒有水膜，短期內(nèi)沒有問題，但如長期持續(xù)，陽極板會由于煙氣附著而被腐蝕、變薄，所以一旦水膜故障應(yīng)盡早修復(fù)，并盡量避免此類情況。對于6、7號配管水膜。若不進(jìn)行頻繁的低負(fù)荷運行，點火升溫、升壓時允許暫停水膜，但如頻繁低負(fù)荷運行而又沒有水膜，陽極板被腐蝕的可能性會變高。高負(fù)荷時允許短時停運，但最長不能超過兩天。停運水膜的危害:煙氣成分在極板上濃縮，pH值會低至1～2，極板可能被腐蝕，長期停運還會使石膏、煤灰停留固化，即使重啟噴淋也很難去除，長期往復(fù)積灰會越來越多。

4.5 pH值調(diào)整

pH設(shè)計值為4～5，實際循環(huán)水箱pH值4～5，排水箱pH值5～6，通過加堿來控制。pH值偏高，溶解的CaCO3，Al(OH)3，F(xiàn)e(OH)3會析出形成水垢;pH值偏低，濕電腐蝕速度會上升。若pH值短時超限，不必立即停電場，但應(yīng)盡快調(diào)回正常值。pH測量計是敏感元件，根據(jù)煤種不同，傳感部位可能被錳析出物附著而影響測量。故除在點火初期外，更換煤種時由于錳含量可能較高，也應(yīng)確認(rèn)pH值測量正常。

4.6 水處理系統(tǒng)

水箱攪拌器故障時，短期對電場無影響，但煤灰、析出物會堆積，故不能長期停運。隨著運行時間加長，pH值可能會上升，溶解物會析出堵住配管，造成水量減少或泵輸出頻率上升，此時需加強(qiáng)沖洗。自清洗過濾器必須保持正常運行，以防噴嘴堵塞。

5 性能試驗結(jié)果

投產(chǎn)后3號濕電的主要性能指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計要求，采用濕電來滿足環(huán)?！敖闩欧拧钡哪繕?biāo)是成功的。性能試驗結(jié)果如表3所示。

表3 濕電性能試驗數(shù)據(jù)

6 結(jié)語

通過對廣東省首臺600MW機(jī)組濕電現(xiàn)場調(diào)試和運行調(diào)整的研究，發(fā)現(xiàn)了調(diào)試和投產(chǎn)初期存在的問題，提出了相應(yīng)的技術(shù)改造措施和運行調(diào)整措施，使?jié)耠婍樌懂a(chǎn)。3號濕電完成改造后，進(jìn)一步減少煙氣污染物排放濃度，煙塵、PM2.5、重金屬等污染物排放在原有基礎(chǔ)上再下降70%，煙塵達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)≤5mg/m3，促進(jìn)廣東省燃煤發(fā)電機(jī)組實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展，實現(xiàn)機(jī)組的“近零排放”。

［1］GB13223－2011，火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］廣東省人民政府.廣東省排污許可證管理辦法［Z］.廣州:廣東省人民政府令第199號，2014.

［3］陳曉雷.火電廠PM2.5治理技術(shù)探討［J］.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2012，2012(7):26－29.

［4］趙琴霞，陳招妹，周超炯，等.濕式電除塵技術(shù)及其在電廠的應(yīng)用前景［J］.電力科學(xué)與環(huán)保，2012，28(4):24－26.

［5］薛建明，縱寧生.濕法電除塵器的特性及其發(fā)展方向［J］.電力環(huán)境保護(hù)，1997，13(3):40－44.

［6］曹作旺，李云濤.燃煤電廠濕式電除塵技術(shù)［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，2014(19):47－48.

［7］劉麗娜，丁志江，肖立春.濕式電除塵器伏安特性的實驗研究［J］.環(huán)境工程，2012，30(增):187－189.

600MW wet electrostatic precipitator project commissioning and operation adjustment research

To study the Guangdong province the first production of 600MW grade wet electrostatic precipitator project comm issioning and put into operation after the operation adjustment and resolving the existent problem，to realize the project successfully put into production，chimney em issions meet the nationalenvironmentalpolicy requirements.The dom inantand participated in the Guangdong Zhuhai Jinwan Power Co.Ltd.unit3 wetelectrostatic precipitator construction debugging and put into operation after the operation ad justment，the analysis of the existing problem s and their causes in the process，and put forward the corresponding technical transformation and operation measures.The No.3 unit ofwet electrostatic precipitator smooth operation，dust，sulfur dioxide，nitrogen oxides em ission concentration at or below the gas turbine＇s current em ission lim its，namely: smoke is less than or equal to 5mg/m3and less than or equal to 35mg/m3，nitrogen oxides，sulfur dioxide is less than or equal to 50mg/m3.Wet electrostatic precipitator em issions to meet the requirements of environmental protection policies，to achieve near zero em issions of atmospheric pollutants.

wet electrostatic precipitator;environmental protection;energy－saving and em ission－reducing; comm issioning;operation adjustment

X701.2

:B

:1674－8069(2016)01－022－04

2015-09-24;

:2015-11-07

楊群發(fā)(1967-)，男，廣東茂名人，高級工程師，主要從事電力生產(chǎn)管理與技術(shù)工作。E－mail:houjianxiong@gdyd.com