火電廠濕式靜電除塵器的調(diào)試及異常分析

李 京，李秀忠（.哈爾濱理工大學(xué)（榮成校區(qū)），山東 威海 64300；.華電國(guó)際萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 700）

火電廠濕式靜電除塵器的調(diào)試及異常分析

李 京1，李秀忠2
（1.哈爾濱理工大學(xué)（榮成校區(qū)），山東 威海 264300；2.華電國(guó)際萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 271100）

為滿足國(guó)家最新環(huán)保政策要求，實(shí)現(xiàn)大氣污染物排放達(dá)標(biāo)，某電廠通過(guò)實(shí)施技改增設(shè)了1臺(tái)濕式靜電除塵器。介紹了濕式靜電除塵器的工作原理、調(diào)試過(guò)程及調(diào)試中遇到的問(wèn)題和解決方法，為其他火電廠濕式靜電除塵器建設(shè)、調(diào)試提供借鑒。

濕式靜電除塵器；粉塵濃度；運(yùn)行調(diào)試；異常分析

1 濕式靜電除塵器簡(jiǎn)介

1.1 工作原理

某電廠4號(hào)300 MW機(jī)組煙氣系統(tǒng)原配備三電場(chǎng)靜電除塵器，因不滿足環(huán)保達(dá)標(biāo)排放粉塵濃度小于20 mg/Nm3的要求，于2013年在濕式脫硫吸收塔后與煙囪水平煙道之間增設(shè)1臺(tái)WESP-4型濕式靜電除塵器。該電廠環(huán)保設(shè)施工藝流程如圖1所示，即煙氣經(jīng)脫硝→空預(yù)器（GAH）→干式靜電除塵器（ESP）→引風(fēng)機(jī)（IDF）→一級(jí)濕法脫硫（WFGD）吸收塔→二級(jí)吸收塔（在建中）→濕式靜電除塵器（WESP）→煙囪，最終達(dá)標(biāo)排放。

濕式靜電除塵器的工作原理與干式靜電除塵器基本相同，即煙氣中的粉塵顆粒吸附負(fù)離子，在電場(chǎng)力的作用下被吸附到集塵極上。但在濕式靜電除塵器中，水霧與粉塵凝聚，并與粉塵在電場(chǎng)中一起荷電，一起被收集。收集到極板上的水霧形成水膜，通過(guò)沖洗水泵的自動(dòng)定期沖洗（先自動(dòng)降低電壓、再對(duì)極板進(jìn)行沖洗），可保持極板的潔凈。由于濕式電除塵器采用水流沖洗，沒(méi)有振打裝置，不會(huì)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵；同時(shí)由于煙氣溫度降低及含濕量增高，粉塵濃度大幅度下降，因此濕式靜電除塵器對(duì)酸霧、有毒重金屬（汞、鉛特等），尤其是對(duì)PM2.5具有良好的脫除效果。目前，濕式靜電除塵器已在國(guó)內(nèi)的火電廠中逐步得到應(yīng)用，濕式靜電器外觀如圖2所示。

1.2 主要技術(shù)指標(biāo)

（1） 處理氣體的種類：脫硫后的煙氣。

（2） 處理氣體量：1 180 000 m3/h。

（3） 額定電壓：40 000 V（最高80 000 V）。

（4） 氣體溫度：50-53 ℃。

（5） 常用氣體壓力：2.0 kPa。

（6） 入口粉塵含量：120 mg/Nm3。

（7） 出口粉塵含量：20 mg/Nm3以下。

（8） 捕集效率：87.9 %以上。

（9） 壓力損失：0.3 kPa以下。

圖1 電廠環(huán)保設(shè)施工藝流程

圖2 濕式靜電除塵器外觀

2 濕式靜電除塵器的調(diào)試

2.1 調(diào)試前應(yīng)具備的條件

（1） 調(diào)試過(guò)程中應(yīng)燃用設(shè)計(jì)煤種或盡量接近設(shè)計(jì)煤種，并保證煤質(zhì)穩(wěn)定。

（2） 調(diào)試期間按照調(diào)試要求提供機(jī)組負(fù)荷，并穩(wěn)定運(yùn)行。

（3） 濕式電除塵器正常投入，沖灰系統(tǒng)正常。

（4） 沖洗水系統(tǒng)中所有主、輔設(shè)備均正常穩(wěn)定投入。

（5） 各測(cè)孔都能夠正常打開(kāi)，測(cè)孔數(shù)量根據(jù)機(jī)組大小和現(xiàn)場(chǎng)情況而定，能正確反映濕式電除塵裝置煙氣、污染物等參數(shù)，測(cè)點(diǎn)的確定執(zhí)行GB/T 16157—2006《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》（以下簡(jiǎn)稱《采樣方法》）的規(guī)定。

（6） 濕式電除塵器各電場(chǎng)電壓、電流、電量等儀表以及其他在線儀表準(zhǔn)確。

（7） 測(cè)試所用測(cè)量?jī)x器均已校驗(yàn)和標(biāo)定。

（8） 調(diào)試期間，施工方及電廠運(yùn)行人員應(yīng)積極配合測(cè)試人員調(diào)整工況，并嚴(yán)格按照確定的調(diào)試條件調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。在調(diào)試中，若遇到異常情況，運(yùn)行人員按操作規(guī)程進(jìn)行處理，中止調(diào)試。

2.2 安全措施

（1） 電廠應(yīng)有針對(duì)性地對(duì)測(cè)試人員進(jìn)行安全教育，要求所有測(cè)試工作人員必須遵守GB26164.1—2010《電業(yè)安全工作規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。

（2） 臨時(shí)設(shè)施使用前必須經(jīng)過(guò)檢查，確認(rèn)其安全性能完好。

（3） 所有調(diào)試工作人員進(jìn)入調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)必須佩戴相應(yīng)的防護(hù)用品。

（4） 所有的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作均須制定相應(yīng)的安全措施，控制區(qū)域設(shè)置隔離設(shè)施和警告牌，防止非調(diào)試人員進(jìn)入控制區(qū)域。

（5） 若調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生危險(xiǎn)情況，調(diào)試人員應(yīng)盡快撤離危險(xiǎn)區(qū)域。

（6） 服從當(dāng)班值長(zhǎng)命令。

（7） 與鍋爐控制系統(tǒng)連接調(diào)試時(shí)，必須得到運(yùn)行和調(diào)試人員的確認(rèn)和監(jiān)護(hù)。

（8） 調(diào)試人員與機(jī)組運(yùn)行人員的通訊聯(lián)絡(luò)必須暢通。

（9） 系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生事故或存在相應(yīng)的安全隱患時(shí)，調(diào)試方有權(quán)立即停止操作，盡快恢復(fù)正常狀態(tài)。

2.3 調(diào)試過(guò)程中的參數(shù)測(cè)試

2.3.1 濕式電除塵器效率測(cè)試

濕式電除塵器進(jìn)、出口側(cè)采用皮托管平行全自動(dòng)煙塵采樣測(cè)試儀，在測(cè)量斷面測(cè)點(diǎn)處的網(wǎng)格點(diǎn)上逐點(diǎn)取樣，取樣后將樣品烘干并稱重。最后，采用重量法計(jì)算出電除塵器效率。

電除塵器效率計(jì)算式如下：

式中：η——除塵效率，%；

Cin——進(jìn)口煙氣含塵濃度（標(biāo)態(tài)、干基），mg/Nm3；

Cout——出口煙氣含塵濃度（標(biāo)態(tài)、干基），mg/Nm3；

Δα——本體漏風(fēng)率，%。

將測(cè)試所用的濾筒統(tǒng)一編號(hào)，并在測(cè)試前、后對(duì)其進(jìn)行烘干和稱重。具體要求為：將濾筒放入烘箱內(nèi)，在105 ℃下烘干2 h；再將其取出放在干燥器皿內(nèi)冷卻2 h；最后用萬(wàn)分之一天平稱重、記錄。稱重后保留濾筒，并由測(cè)試人員處理。

2.3.2 煙氣成分測(cè)試

煙氣成分測(cè)試主要包括SO2，O2，CO2等的測(cè)試，測(cè)試采用網(wǎng)格法，網(wǎng)格布置按《采樣方法》執(zhí)行。

采用可連續(xù)測(cè)量的物理化學(xué)原理或物理原理的儀器，對(duì)取樣管道進(jìn)行加熱，加熱溫度高于140 ℃。

測(cè)量?jī)x器標(biāo)定采用高純度的合格標(biāo)氣。在測(cè)量期間測(cè)量?jī)x器采用標(biāo)氣進(jìn)行標(biāo)定，至少在測(cè)試前后各標(biāo)定1次。

2.3.3 煙氣溫度測(cè)試

在濕式電除塵器進(jìn)、出口煙道采用能快速反映溫度的熱電偶探頭，按照網(wǎng)格法進(jìn)行煙溫測(cè)試，取各測(cè)量點(diǎn)的平均值。網(wǎng)格布置按《采樣方法》執(zhí)行。

2.3.4 煙氣量測(cè)試

在濕式電除塵器的進(jìn)、出口側(cè)用溫度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)皮托管、電子微壓計(jì)和大氣壓力表測(cè)量煙氣溫度、靜壓、動(dòng)壓和大氣壓力，以此計(jì)算出煙氣量。

2.4 濕式電除塵器調(diào)試啟動(dòng)步驟

（1） 啟動(dòng)工業(yè)水系統(tǒng)。

（2） 啟動(dòng)工藝水系統(tǒng)。

（3） 就地檢查各密封風(fēng)機(jī)在備用狀態(tài)。啟動(dòng)單臺(tái)密封風(fēng)機(jī)，檢查確認(rèn)風(fēng)機(jī)振動(dòng)在正常范圍，風(fēng)道暢通，入口管無(wú)堵塞，入口擋板調(diào)節(jié)裝置動(dòng)作正常，DCS系統(tǒng)顯示正確；同時(shí)，將另一臺(tái)密封風(fēng)機(jī)置“自動(dòng)”狀態(tài)。密封風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常后，投入出口加熱器，檢查確認(rèn)加熱器運(yùn)行良好。

（4） 啟動(dòng)噴淋水泵，檢查確認(rèn)噴淋水泵振動(dòng)、出力正常，調(diào)節(jié)站處就地壓力指示正常，DCS系統(tǒng)顯示正確。將另一臺(tái)噴淋水泵置“自動(dòng)”狀態(tài)。

（5） 啟動(dòng)沖洗水泵，檢查確認(rèn)沖洗水泵振動(dòng)、出力正常，調(diào)節(jié)站處就地壓力指示正常，系統(tǒng)無(wú)泄漏，DCS系統(tǒng)顯示正確。將另一臺(tái)沖洗水泵置“自動(dòng)”狀態(tài)。

（6） 啟動(dòng)各漿液循環(huán)泵運(yùn)行。

（7） 得到值長(zhǎng)命令，將鍋爐燃油系統(tǒng)停運(yùn)后，進(jìn)行濕式電除塵器電氣高壓系統(tǒng)升壓。

電氣高壓系統(tǒng)升壓時(shí)，各控制柜均為“遠(yuǎn)方”控制位。先啟動(dòng)1號(hào)電場(chǎng)上部及下部絕緣子風(fēng)機(jī)，當(dāng)上部密封風(fēng)機(jī)風(fēng)壓高于1 kPa，下部密封風(fēng)機(jī)風(fēng)壓高于0.7 kPa，DCS顯示密封風(fēng)合適時(shí)，可啟動(dòng)1號(hào)電場(chǎng)上部及下部絕緣子加熱器（密封風(fēng)合適是加熱器運(yùn)行的必要條件）。加熱器啟動(dòng)后，啟動(dòng)1號(hào)噴淋水泵（啟動(dòng)條件為1-4號(hào)電場(chǎng)全部密封風(fēng)合適），然后打開(kāi)1號(hào)電場(chǎng)噴淋閥，啟動(dòng)噴淋水泵。以上設(shè)備啟動(dòng)后，判斷噴淋水流量高于150 L/min，則認(rèn)為設(shè)備正常投運(yùn)，荷電準(zhǔn)備完畢。

進(jìn)行升壓時(shí)，在DCS系統(tǒng)設(shè)定二次電流給定值（正常運(yùn)行為700 mA，也可逐步設(shè)定數(shù)值，逐步升壓），然后點(diǎn)擊1A高壓電源荷電指令，則1A高壓電源運(yùn)行，檢查確認(rèn)電壓自動(dòng)升至40 000 V。觀察二次電流與二次電壓是否有異常，是否有較大的波動(dòng)，如無(wú)異常，關(guān)閉高壓電源，等待設(shè)備正式投用；如有異常，則將高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)開(kāi)關(guān)推向接地端，充分放電后，檢查設(shè)備內(nèi)部是否有短接、短路的地方。故障排除后方可再次進(jìn)行升壓。

2.5 調(diào)試過(guò)程中的運(yùn)行操作

濕式電除塵器運(yùn)行中應(yīng)定期沖洗，每個(gè)電場(chǎng)設(shè)置間斷沖洗運(yùn)行啟動(dòng)命令按鈕，由運(yùn)行人員控制沖洗間隔時(shí)間（暫按8 h），定時(shí)啟動(dòng)各電場(chǎng)沖洗過(guò)程。當(dāng)沖洗水泵控制柜處于“遠(yuǎn)方”控制位，且1號(hào)電場(chǎng)至少有1個(gè)高壓電源在運(yùn)行狀態(tài)，而無(wú)1號(hào)電場(chǎng)以外的其他電場(chǎng)正在沖洗，以及該電場(chǎng)所有沖洗閥在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)擊沖洗命令按鈕后，則1號(hào)電場(chǎng)電源降壓運(yùn)行（沖洗電壓值為正常運(yùn)行電壓值的一半，大約為20 000 V，此時(shí)邏輯中自動(dòng)降低二次電流給定，暫按50 mA）。然后啟動(dòng)1號(hào)沖洗泵，打開(kāi)1電場(chǎng)上部沖洗閥。到達(dá)“上部沖洗時(shí)間”（5 min）后，關(guān)閉上部沖洗閥，同時(shí)打開(kāi)1號(hào)下部沖洗閥；到達(dá)“下部沖洗時(shí)間”（5 min）后關(guān)閉下部沖洗閥，停止1號(hào)沖洗泵。閥門關(guān)閉后，延時(shí)一段控水時(shí)間（2 min）；到達(dá)控水時(shí)間后，1號(hào)電場(chǎng)升壓運(yùn)行（約升至40 000 V，此時(shí)邏輯中自動(dòng)升高二次電流給定，暫按200 mA）。1號(hào)電場(chǎng)沖洗結(jié)束后，由運(yùn)行人員控制2號(hào)電場(chǎng)沖洗的間隔時(shí)間（暫按10 min）；到達(dá)時(shí)間后，啟動(dòng)2號(hào)電場(chǎng)沖洗命令按鈕，依次執(zhí)行，直至4號(hào)電場(chǎng)沖洗結(jié)束。在此期間若某電場(chǎng)上沖洗閥或下沖洗閥20 s后仍未打開(kāi)，則中斷該電場(chǎng)沖洗，同時(shí)提示報(bào)警。

2.6 濕式電除塵器的停運(yùn)步驟

（1） 聯(lián)系值長(zhǎng)準(zhǔn)備下達(dá)停止?jié)袷诫姵龎m器運(yùn)行的命令。

（2） 入口煙氣量降至0，鍋爐引風(fēng)機(jī)停止。

（3） 系統(tǒng)停運(yùn)前，啟動(dòng)沖洗水泵，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行充分沖洗。

（4） 停止高壓整流系統(tǒng)。

（5） 解除備用噴淋水泵“自動(dòng)”，停止運(yùn)行的噴淋水泵。

（6） 解除備用沖洗水泵“自動(dòng)”，停止運(yùn)行的沖洗水泵。

（7） 停止各密封風(fēng)機(jī)加熱器，停止各密封風(fēng)機(jī)。

（8） 根據(jù)排污水箱液位，決定是否停止排污泵的運(yùn)行。

3 發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及處理方法

3.1 電壓表示數(shù)大幅度波動(dòng)

由于噴霧嘴清洗不凈，粉塵過(guò)度附著在集塵板上。當(dāng)粉塵突然落下時(shí)，多數(shù)情況下會(huì)發(fā)生電壓表示數(shù)大幅度波動(dòng)的情況。

處理方法：通過(guò)增加洗凈次數(shù)，使附著粉塵落下，多數(shù)情況下電壓表示數(shù)大幅度波動(dòng)就會(huì)停止。如果仍然出現(xiàn)大幅度波動(dòng)，并出現(xiàn)火花放電變得激烈、陰極線振動(dòng)、高壓控制柜故障指示燈亮等情況，則切斷一次電荷，數(shù)分鐘后再次接通電荷，并確認(rèn)噴霧嘴沒(méi)有堵塞。通過(guò)以上措施，電壓表大幅度波動(dòng)的情況明顯減少，運(yùn)行趨勢(shì)表明處理效果良好。

3.2 高壓控制柜故障指示燈亮

除塵器室內(nèi)發(fā)生永久短路，可能原因如下：

（1） 陰極線斷線；

（2） 粉塵堆積在陽(yáng)極板上，并且和陰極線系統(tǒng)接觸；

（3） 重錘脫落；

（4） 絕緣子等破損、被嚴(yán)重污染，絕緣不良。

處理方法：停止系統(tǒng)運(yùn)行，檢查陰極線是否斷裂，斷線時(shí)重新更換。陽(yáng)極板積灰時(shí)，加大沖洗水流量，并觀察效果；若效果仍不好，則停機(jī)檢查處理。

3.3 電壓表、電流表示數(shù)都大幅波動(dòng)

電壓表、電流表示數(shù)都大幅波動(dòng)，并且最終電壓表的指針幾乎在0附近持續(xù)5-6 s，高壓控制柜故障指示燈亮。出現(xiàn)此情況可能有以下幾個(gè)原因：

（1） 陰極線系統(tǒng)的重錘從下部框架上出現(xiàn)偏離，陰極下部框架失去對(duì)陰極線的固定作用；

（2） 金屬絲等異物殘留在室內(nèi)；

（3） 由于除塵器室內(nèi)的氣體分布不均，導(dǎo)致某部分氣體偏流、電極間的間隔不整齊或陽(yáng)極板變形發(fā)生局部的連續(xù)火花放電，造成短路；及導(dǎo)致陰極線振動(dòng)，出現(xiàn)周期性火花放電。

處理方法：若是施工垃圾等金屬異物殘留在室內(nèi)，或重錘從下部框架上出現(xiàn)偏離等原因，則應(yīng)停機(jī)檢查。若是除塵器室內(nèi)的氣體分布不均或陰極線振動(dòng)，可適當(dāng)調(diào)節(jié)電場(chǎng)出入口擋板，改善均流分布裝置，使煙氣流動(dòng)均勻，降低電壓表、電流表示數(shù)波動(dòng)幅度。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)充分的準(zhǔn)備和調(diào)試各方的密切配合，確保了此次調(diào)試工作的順利進(jìn)行。同時(shí)，通過(guò)對(duì)調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的異常工況分析處理，積累了調(diào)試操作經(jīng)驗(yàn)。2014年2月，經(jīng)山東省環(huán)保廳驗(yàn)收，該電廠濕式靜電除塵系統(tǒng)能有效脫除PM2.5以及煙氣中的重金屬，改造后煙塵排放濃度為11 mg/Nm3，低于20 mg/Nm3的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 胡志光.電除塵器運(yùn)行及維修［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2004.

2 黎在時(shí).電除塵器的選型安裝與運(yùn)行管理［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2005.

3 唐國(guó)山.工業(yè)電除塵器應(yīng)用技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

4 張 寧.電除塵設(shè)備檢修工（鍋爐運(yùn)行與檢修專業(yè)）［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2009.

5 原永濤.火力發(fā)電廠電除塵技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

6 能源部基本建設(shè)司.火電廠電氣設(shè)備啟動(dòng)調(diào)試［M］.北京：水利水電出版社，1992.

2015-08-07。

李 京（1995-），男，本科，參加高等院校電氣專業(yè)學(xué)習(xí)，email：lcdc009@163.com。

李秀忠（1969-），男，高級(jí)技師，主要從事火電廠環(huán)保設(shè)備運(yùn)行的技術(shù)工作。