對印度燃煤電站電除塵系統(tǒng)的管控分析

侯 勇，趙林峰，王清鋒，門曉宇（上海電氣電站工程公司，上海 201199）

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對印度燃煤電站電除塵系統(tǒng)的管控分析

侯 勇，趙林峰，王清鋒，門曉宇
（上海電氣電站工程公司，上海 201199）

摘 要：對中國企業(yè)在印度燃煤電站工程電除塵器在運(yùn)行中出現(xiàn)的典型常見問題進(jìn)行了整理和技術(shù)分析，結(jié)合具體工程實(shí)例，從項(xiàng)目管理角度出發(fā)，提出了印度工程項(xiàng)目電除塵器的管控關(guān)鍵點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：燃煤電站；印度工程項(xiàng)目；電除塵器；典型常見問題；管控關(guān)鍵點(diǎn)

1　引言

受“2003年印度電力法案”政策利好的驅(qū)使，印度私人電力投資商大舉進(jìn)入發(fā)電領(lǐng)域，致使電力市場得到快速發(fā)展，發(fā)電裝機(jī)容量持續(xù)增長。中國發(fā)電設(shè)備在“走出去”的大背景下，以物美價(jià)廉的優(yōu)勢迅速占領(lǐng)了印度市場。

目前，中國企業(yè)在印度市場有大量的工程項(xiàng)目，從已完成工程的反饋，電除塵器系統(tǒng)在項(xiàng)目執(zhí)行過程中存在著一些難點(diǎn)。雖然電除塵器系統(tǒng)不如鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)這類主機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜，但因排放不穩(wěn)定，電除塵器的性能試驗(yàn)不易通過，影響了項(xiàng)目移交。

2　電除塵器工作原理

電除塵器是火力發(fā)電廠必備的配套環(huán)保設(shè)備之一，其將鍋爐排放煙氣中的粉塵從煙氣中脫除，降低排入大氣的粉塵排放量，減少電廠對環(huán)境的污染。

煙氣粉塵以垂直于電力線的方向進(jìn)入電場，在電場荷電與擴(kuò)散荷電的共同作用下荷電。少部分粉塵隨煙氣途經(jīng)放電極附近與正離子結(jié)合帶正電，其余絕大部分粉塵與負(fù)離子結(jié)合而荷上負(fù)電，在電場力的作用下，向與各自極性相反的電極驅(qū)進(jìn)，終點(diǎn)是電極，最后在振打力與自身重力的共同作用下落入灰斗[1]。

影響電除塵器性能的主要因素很復(fù)雜，但大體上可分為三類[1]：1）工況條件：燃煤成分、飛灰成分、飛灰物理性質(zhì)及煙氣條件等；2）電除塵器的技術(shù)狀況：極配形式、結(jié)構(gòu)形式、同極間距、制造安裝精度、氣流分布的均勻性以及電場劃分情況、電氣控制特性等；3）運(yùn)行條件：操作電壓、板電流密度、積灰情況、振打周期等。

當(dāng)鍋爐確定以后，工況條件通常不可變；電除塵器的技術(shù)水平，不同廠家、不同類型會(huì)有較大差別；同設(shè)備狀況有一定關(guān)系，但主要取決于設(shè)備的運(yùn)行及維護(hù)保養(yǎng)情況。

3　印度工程項(xiàng)目電除塵器問題

印度的煤種具有發(fā)熱量低、灰分大的特點(diǎn)。市場煤種雖較差，但面向印度市場出口的國產(chǎn)電除塵器，在設(shè)計(jì)選型時(shí)就已充分考慮到印度煤種的特點(diǎn)，具備達(dá)到50mg/m3以下排放的能力。一些電除塵器排放不達(dá)標(biāo)的原因主要在于：1）印方施工隊(duì)伍安裝水平差；2）業(yè)主運(yùn)行維護(hù)不到位；3）印度工程項(xiàng)目的輸灰系統(tǒng)嚴(yán)重影響了電除塵器本體性能等問題。

3.1印度施工方安裝能力差

印度工程項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)輸條件、現(xiàn)場保管和安裝能力嚴(yán)重困擾著工程項(xiàng)目，安裝問題是印度工程項(xiàng)目電除塵器在執(zhí)行過程中首當(dāng)其沖的難點(diǎn)問題。通常工廠的安裝精度高，但印度的基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，運(yùn)輸路況很差，因此電除塵器設(shè)備在工廠組裝好后很難完好無損地長距離運(yùn)輸至現(xiàn)場，只能將散件發(fā)運(yùn)至施工現(xiàn)場后再安裝制作。另一方面，由于工程項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐脑O(shè)備保管條件和施工隊(duì)伍安裝能力都很差，電除塵器的安裝質(zhì)量也難以保障。圖1和圖2分別為印度某項(xiàng)目的電除塵器內(nèi)部、外部安裝缺陷。

圖1 電除塵器本體內(nèi)部安裝缺陷

如圖1中 a）所示，安裝位置不到位，導(dǎo)致大小銷輪間隙過??；b）所示，陽極板與振打桿之間的連接螺栓沒有擰緊，存在間隙，在長期振打力的作用下，振打桿和陽極板之間存在位移，造成陽極板下部嚴(yán)重變形，甚至開裂；c）所示，芒刺線與陰極框架施工時(shí)，未按照要求將螺栓擰緊并電焊點(diǎn)固；d）所示，芒刺線在安裝時(shí)，芒刺線刺尖被損壞，影響芒刺線電氣性能；e）所示，印方安裝的導(dǎo)軌板下槽與振打桿距離過近，通煙氣后，將導(dǎo)致陽極板受熱膨脹使振打桿與導(dǎo)軌板缺口頂死，造成極板變形，陰陽極距發(fā)生變化；f）所示，由于振打系統(tǒng)安裝直線度較差，導(dǎo)致卡軸、振打軸出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的現(xiàn)象，塵中軸承軸套磨損嚴(yán)重。

如圖2中a）所示，電除塵陰極高壓穿墻絕緣瓷瓶損壞，該設(shè)備損壞直接導(dǎo)致電場無二次電壓或二次電壓無法升高，影響了電除塵器性能；b）所示，電除塵器變壓器高壓輸出端密封保險(xiǎn)缺失，易引起高壓端短路。同時(shí)保溫箱無密封，將導(dǎo)致保溫箱內(nèi)溫度下降，使絕緣裝置的絕緣性能在低溫下大幅下降，甚至引起外箱帶電，影響電除塵器性能，并易引發(fā)安全事故；c）所示，電除塵器本體各人孔門密封不嚴(yán)，無壓料密封、腐蝕嚴(yán)重，造成本體漏風(fēng)嚴(yán)重，使電場內(nèi)流場分布不均，降低了電除塵器的除塵性能。漏風(fēng)還會(huì)引起電除塵器局部煙溫降低，使起暈電壓升高，甚至超出變壓器負(fù)荷運(yùn)行，降低除塵效率。溫度過低還會(huì)使局部漏風(fēng)區(qū)域煙氣結(jié)露，發(fā)生低溫腐蝕，造成灰斗結(jié)露，影響正常排灰；d）所示，電除塵器頂部振打系統(tǒng)的電機(jī)上均布置有防雨罩，但大部分振打電機(jī)的防雨罩丟失，雨天將導(dǎo)致振打電機(jī)進(jìn)水受損，系統(tǒng)失效，導(dǎo)致設(shè)備電除塵器無法正常運(yùn)行，性能無法保證。頂部陰極振打電機(jī)保護(hù)網(wǎng)未恢復(fù)、陰極傳動(dòng)機(jī)構(gòu)檢查門未蓋好，容易造成相關(guān)振打電機(jī)損壞，不能投入使用，除塵性能下降；e）所示，安裝振打電機(jī)防雨罩時(shí)造成保溫面破損，對電除塵器本體保溫性能造成影響；f）所示，在拆除腳手架時(shí)，造成出口喇叭處保溫面破損，導(dǎo)致電除塵器本體漏風(fēng)，影響了電除塵器效率。

3.2印方輸灰系統(tǒng)問題多

中國企業(yè)在印度電站工程項(xiàng)目中有大量的BTG項(xiàng)目，BTG項(xiàng)目模式下的電除塵器由中方提供，屬于BOP部分的輸灰系統(tǒng)則由印方負(fù)責(zé)。印度工程管理理念落后，偏愛負(fù)壓輸灰系統(tǒng)形式，因而BTG模式下的印度工程項(xiàng)目以負(fù)壓輸灰系統(tǒng)為主。但由印方自行提供的負(fù)壓輸灰系統(tǒng)在運(yùn)行中暴露出大量問題，如：設(shè)計(jì)出力不足、灰管管徑偏小、管路布置不合理、系統(tǒng)故障率高等問題，都嚴(yán)重拖累了中方的電除塵器。有關(guān)文獻(xiàn)對印度雅幕娜項(xiàng)目中出現(xiàn)的由印方供貨的輸灰系統(tǒng)問題[2]，及負(fù)壓系統(tǒng)引起的堵灰問題進(jìn)行了總結(jié)分析，并提出了改進(jìn)建議；海薩項(xiàng)目執(zhí)行前期由于除灰系統(tǒng)問題多、燃煤灰分高等原因造成電除塵器灰斗積灰嚴(yán)重，危及了電除塵器的安全[3]等。

通常負(fù)壓輸灰系統(tǒng)第一電場灰斗至最后一個(gè)電場灰斗共用一根負(fù)壓母管，最后一個(gè)電場母管與大氣聯(lián)通，若一電場除灰量超過設(shè)計(jì)量，將連鎖導(dǎo)致后續(xù)電場的除灰無法排出。因此負(fù)壓輸灰系統(tǒng)在灰量大的情況下，除灰能力和可靠性較差，而印度的煤種普遍灰分較高、發(fā)熱量低、灰量大，電除塵器經(jīng)常堵灰。另一方面，負(fù)壓輸灰系統(tǒng)的安裝運(yùn)行維護(hù)難度大于正壓除灰，輸灰系統(tǒng)發(fā)生故障后將嚴(yán)重影響電除塵器性能，而印度業(yè)主的維護(hù)水平較低，難以保證除灰系統(tǒng)的性能。

印度某工程項(xiàng)目除灰系統(tǒng)的問題如圖3。

圖3 印度某項(xiàng)目輸灰系統(tǒng)

如圖3中a）所示，為防止灰塵在灰斗中沉積，引起排灰不暢，電除塵器灰斗采用氣化板布置，現(xiàn)場氣化板供氣由印方負(fù)責(zé)。但由于供氣管道未設(shè)計(jì)膨脹彎頭，在機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)后，整個(gè)供氣管道膨脹擠壓后變形非常嚴(yán)重，導(dǎo)致灰斗氣化板供氣不足，引起灰斗排灰不暢；b）所示，因印方供貨的除灰系統(tǒng)存在排灰能力不足的先天性設(shè)計(jì)缺陷，停機(jī)后對電除塵器內(nèi)部檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，部分灰斗積灰已超過人孔門高度，導(dǎo)致灰斗導(dǎo)流板變形，電除塵器性能不僅受到嚴(yán)重影響，同時(shí)還存在安全隱患。

3.3印度業(yè)主運(yùn)行維護(hù)能力差

海外工程項(xiàng)目常存在當(dāng)?shù)剡\(yùn)行人員的素質(zhì)較低，運(yùn)行水平差、檢修維護(hù)不及時(shí)等問題，電除塵器的性能難以得到保障。從項(xiàng)目執(zhí)行的反饋情況來看，由于電除塵器的上下游系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)造成設(shè)備排放不達(dá)標(biāo)的情況較多。

印度工程項(xiàng)目的電除塵器運(yùn)行最突出的問題是堵灰，大量的電除塵器本體運(yùn)行事故幾乎都是由于印方提供的下游輸灰系統(tǒng)輸灰不暢產(chǎn)生的連鎖反應(yīng)。該問題屬于“印方輸灰系統(tǒng)問題多”的并發(fā)癥。當(dāng)電除塵器灰斗堵灰嚴(yán)重時(shí)，灰蔓延至陽極板、陰極線位置，將造成電場短路，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的運(yùn)行。同時(shí)堵灰將會(huì)損壞電除塵器的內(nèi)部構(gòu)件，造成電除塵器極板、極線變形，嚴(yán)重時(shí)將造成灰斗脫落及整臺(tái)電除塵器的坍塌。印度煤種灰分大、印方供貨的輸灰系統(tǒng)缺陷多，使得通灰成為電除塵器運(yùn)行的關(guān)鍵點(diǎn)。此外，受限于印方業(yè)主運(yùn)行人員的水平，煙氣超溫現(xiàn)象頻繁，使得電除塵器入口煙溫過高，導(dǎo)致粉塵比電阻升高，也影響了電除塵器的除塵效率。圖4為典型的由于堵灰事故引起的電除塵器損壞現(xiàn)象。

圖4 由于輸灰系統(tǒng)引起的電除塵器設(shè)備損壞

4　印度工程項(xiàng)目電除塵器管控關(guān)鍵點(diǎn)

4.1安裝方面

首先，要對印度施工方的施工能力進(jìn)行甄別，中方企業(yè)要督促業(yè)主選擇能夠滿足電除塵系統(tǒng)施工技術(shù)能力的隊(duì)伍和人員，確保電除塵器的安裝符合設(shè)計(jì)要求。組織電除塵器廠家工代對外方施工隊(duì)伍進(jìn)行安裝前的技術(shù)交底，嚴(yán)格按照圖紙、作業(yè)指導(dǎo)書及廠方現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)人員的要求進(jìn)行施工，并且保證電除塵器安裝過程的記錄完整，所有的安裝過程記錄必須由電除塵器廠代監(jiān)督確認(rèn)。

4.2印方輸灰系統(tǒng)

輸灰系統(tǒng)對電除塵器影響較大，應(yīng)將電除塵器和輸灰系統(tǒng)作為一個(gè)有機(jī)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行考慮，盡可能避免使用技術(shù)落后的負(fù)壓輸灰系統(tǒng)。EPC項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)督促設(shè)計(jì)院將電除塵器和輸灰系統(tǒng)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)和驗(yàn)收，并在后續(xù)的安裝、調(diào)試和性能試驗(yàn)執(zhí)行過程中始終貫徹電除塵器和輸灰系統(tǒng)的一體化原則。BTG項(xiàng)目，建議將輸灰系統(tǒng)納入中方合同范圍，至少應(yīng)在商務(wù)談判中體現(xiàn)電除塵器與輸灰的一體化原則，并在項(xiàng)目執(zhí)行中貫徹。

4.3運(yùn)行方面

由于印度煤種灰分大、印方供貨的輸灰系統(tǒng)問題較多，因此對于印度工程項(xiàng)目，電除塵器運(yùn)行的關(guān)鍵是電除塵器的通灰，印度工程項(xiàng)目的運(yùn)行問題大都是堵灰產(chǎn)生的連鎖反應(yīng)，因此在運(yùn)行中要時(shí)刻關(guān)注灰斗的料位。一旦出現(xiàn)堵灰，應(yīng)立即組織人工緊急放灰，必要時(shí)降低機(jī)組負(fù)荷甚至采取停機(jī)措施，保證電除塵器的設(shè)備安全。同時(shí)控制鍋爐運(yùn)行煙氣不超溫，合理控制電除塵器入口煙氣溫度，避免粉塵比電阻過大導(dǎo)致電除塵器出現(xiàn)性能下降、排放不達(dá)標(biāo)的情況。

4.4維護(hù)方面

維護(hù)的關(guān)鍵點(diǎn)也在印方的輸灰系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)有泄漏或堵灰等輸灰不暢現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)處理，以免造成更大的隱患，并應(yīng)充分利用停機(jī)檢修期間，全面檢查和消除系統(tǒng)管道、接頭、布袋等出灰設(shè)備的磨損、泄漏、損耗等問題。

5　結(jié)語

本文對中國企業(yè)在印度工程項(xiàng)目中出現(xiàn)的諸多電除塵器問題進(jìn)行了整理，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致電除塵器排放不穩(wěn)定的主要原因并非是由中方供貨的電除器自身引起的，而是受困于印度當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展水平所限產(chǎn)生的安裝、運(yùn)行維護(hù)不善和上下游系統(tǒng)不配套等問題。在總結(jié)了中方印度工程項(xiàng)目電除塵器出現(xiàn)的典型問題后，本文提出了有針對性的關(guān)鍵管控措施，這些關(guān)鍵管控措施同樣可為中國公司在其他海外地區(qū)的工程項(xiàng)目提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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Supervision and Control Analysis of Electrostatic Precipitation System in Indian Coal-fired Power Station

HOU Yong, ZHAO Lin-feng, WANG Qing-feng, MEN Xiao-yu
(Shanghai Power Station Engineering Co., Ltd, SEC, Shanghai 201199, China)

Abstract:This paper liquidates and analyses the typical problems of the ESP occurred in Indian coal-fired thermal power plant assisted by the Chinese enterprise. In combination with the actual engineering examples, and from the view point of project management, the paper puts forward the key points of supervision and control in Indian ESP of engineering project.

Keywords:coal-fired power plant; Indian project; ESP; typical problems; key point of supervision and control

中圖分類號：X701

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1006-5377（2016）03-0040-04