電除塵器高頻改造后的優(yōu)化運(yùn)行

戴榮

摘要：電除塵器高頻改造后，通過(guò)對(duì)振打系統(tǒng)、電場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行，有效地降低了煙塵排放濃度及電除塵器的電耗率，達(dá)到節(jié)能與環(huán)保雙優(yōu)。

關(guān)鍵詞：電除塵器；高頻改造；優(yōu)化運(yùn)行

1前言

大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司安裝3臺(tái)650MW燃煤發(fā)電機(jī)組，除塵方式采用靜電除塵器，每臺(tái)爐安裝一臺(tái)福建龍凈環(huán)保生產(chǎn)的2BE486/2-5雙室臥式電除塵器，采用頂部電磁振打系統(tǒng)。該電除塵器自投產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行正常，除塵效率達(dá)到設(shè)計(jì)值99.81%，出口煙塵排放濃度為60-80mg/Nm3（設(shè)計(jì)值100mg/Nm³），在鍋爐MBRC工況下，單臺(tái)電除塵器日耗電量最高達(dá)到37000KW·h，電除塵廠用電率0.35%。為了降低能耗，金電公司于2013年3月-2014年6月分別對(duì)三臺(tái)機(jī)組電除塵器進(jìn)行了改造，主要改進(jìn)內(nèi)容有：一、二電場(chǎng)由工頻電源改為高頻電源，三、四、五電場(chǎng)控制柜元器件更換及控制軟件優(yōu)化處理，原電磁振打系統(tǒng)不變。通過(guò)上述改造后，單臺(tái)電除塵器日耗電量由原來(lái)的37000KW·h下降到22000KW·h，除塵廠用電率由0.3%下降到0.2%，能耗指標(biāo)降幅30%以上；電除塵器出口煙塵濃度由60～80 mg/Nm³降低到25～30 mg/Nm³，降幅50%以上，達(dá)到了預(yù)期的改造效果。

2存在的問(wèn)題

2.1

電場(chǎng)內(nèi)部積灰導(dǎo)致跳閘

金電公司的入爐煤大多為本地劣質(zhì)無(wú)煙煤，灰份在40%以上（設(shè)計(jì)值38%），粉塵比電阻最高可達(dá)到9.56×1012Ω·cm。高比電阻粉塵帶來(lái)難以捕集、粉塵粘附性高、在電場(chǎng)內(nèi)部形成反電暈等不利影響。隨著運(yùn)行時(shí)間增加，電場(chǎng)內(nèi)部積灰逐漸增加，極間距減少。一、二電場(chǎng)由工頻電源改為高頻電源后，運(yùn)行中捕集的高比電阻粉塵較之前更多，因而一、二電場(chǎng)極板、極線上的積灰增多，頻繁引起電場(chǎng)過(guò)流保護(hù)跳閘。

2.2國(guó)家新排放標(biāo)準(zhǔn)的影響

2014年7月，隨著環(huán)保排放新標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，電除塵器出口煙塵濃度面臨著踩紅線的風(fēng)險(xiǎn)，必須對(duì)電除塵器的運(yùn)行進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，以期將出口煙塵濃度控制在20mgNm³以下，電除塵器廠用電率控制在0.18%以下。

3優(yōu)化措施

3.1優(yōu)化電磁振打系統(tǒng)運(yùn)行，提高清灰效果。

電除塵器的除塵效率主要取決于電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，而電場(chǎng)強(qiáng)度又與電極之間的電暈電壓和電流有關(guān)，我們將電暈電壓和電暈電流之間的關(guān)系稱為伏安特性，據(jù)之繪制的曲線圖稱為伏安特性曲線，它是衡量電除塵器安裝、檢修質(zhì)量及運(yùn)行工況的重要依據(jù)。

在電除塵器改造完工后，我們即對(duì)每個(gè)電場(chǎng)進(jìn)行空載試驗(yàn)，繪制冷態(tài)伏安特性曲線，對(duì)比廠家提供的曲線數(shù)據(jù)，為改造工程的驗(yàn)收提供依據(jù)，確保了電除塵器良好的初始狀態(tài)。

2013年6月底，金電公司#2機(jī)組電除塵器高頻改造完成，進(jìn)入168試運(yùn)。試運(yùn)初期，電除塵器出口煙塵濃度由60-80 mg/Nm³降至28mg/Nm³，達(dá)到了改造技術(shù)協(xié)議中的相關(guān)要求。隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，一、二電場(chǎng)（高頻電源）頻繁出現(xiàn)二次電流歸零導(dǎo)致電場(chǎng)跳閘故障，電除塵器出口煙塵濃度升至30mg/Nm³以上。為了解決電場(chǎng)跳閘的問(wèn)題，我們對(duì)#2機(jī)組電除塵器進(jìn)行了24小時(shí)跟蹤，抄錄數(shù)據(jù)、繪制熱態(tài)伏安特性曲線。通過(guò)對(duì)曲線的分析，判斷電場(chǎng)內(nèi)部發(fā)生了電暈封閉及反電暈現(xiàn)象，其根本原因?yàn)楦弑入娮璺蹓m導(dǎo)致陽(yáng)極板或陰極線上積灰過(guò)多。要消除此問(wèn)題，必須由振打系統(tǒng)入手，在本系統(tǒng)中，振打器連接成矩陣形式（每個(gè)室的振打形成一個(gè)矩陣），任何時(shí)刻，矩陣中每次只允許一個(gè)振打器投入運(yùn)行。同時(shí)，由于振打器的內(nèi)部高度是固定的，因此，要加強(qiáng)振打，只能采取加強(qiáng)振打頻率、調(diào)整振打運(yùn)行方式的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，解決方案：

a）減少振打器的間隔時(shí)間以加強(qiáng)振打頻率，由原設(shè)的1s降低至0.5s。這樣，在相同的時(shí)間內(nèi)，每臺(tái)振打器的振打次數(shù)都實(shí)現(xiàn)了翻番，振打強(qiáng)度得到了提高。

b）調(diào)整振打運(yùn)行方式，在電場(chǎng)工作狀態(tài)下，由于靜電力的作用，極板、極線上的粉塵粘附性能很強(qiáng)，很難徹底將其振落。為了降低粉塵的吸附力，在廠家提供的控制軟件中，嵌入了斷電振打邏輯，即同一電場(chǎng)中，只要有一臺(tái)振打器進(jìn)入振打狀態(tài)，即停止向電場(chǎng)供電或降低二次電壓。斷電振打雖然能減緩粉塵的沉積，但沒(méi)有徹底改變電場(chǎng)積灰跳閘的故障。為止，我們對(duì)斷電振打邏輯進(jìn)行了二次加強(qiáng)，高頻電場(chǎng)每隔45分鐘停運(yùn)10分鐘（時(shí)間可調(diào)整），依次循環(huán)。電場(chǎng)停運(yùn)后，因靜電作用引起的粉塵粘附能力明顯降低，振打效果大大加強(qiáng)，完全避免了電場(chǎng)內(nèi)部積灰導(dǎo)致二次電流逐漸降低的問(wèn)題，電場(chǎng)的出力始終保持在最佳狀態(tài)。

c）采取矩陣與分組相結(jié)合的振打方式，以矩陣方式為主，每日中班調(diào)至分組方式運(yùn)行30分鐘。這樣，即發(fā)揮了矩陣方式下快速振打的優(yōu)勢(shì)，又使得陰極框架得到充分振打，清灰效果良好。

通過(guò)對(duì)電磁振打系統(tǒng)的優(yōu)化措施，機(jī)組運(yùn)行2000h后，檢查電場(chǎng)內(nèi)部基本無(wú)積灰現(xiàn)象，確保電除塵器始終工作在高效工況下。

3.2調(diào)整電場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)，建立電除塵器最佳工況點(diǎn)，達(dá)到節(jié)能與排放雙優(yōu)

電除塵器改造完工后，在試運(yùn)行中，為了保證煙塵排放達(dá)標(biāo)，采取了電場(chǎng)高參數(shù)運(yùn)行，電場(chǎng)的電流極限在80%以上運(yùn)行，但根據(jù)脫硫入口CEMS表返回的數(shù)據(jù)來(lái)看，高電場(chǎng)參數(shù)并沒(méi)有帶來(lái)最低的排放效果。同時(shí)，由于電場(chǎng)運(yùn)行電流大，能耗也逐漸提高。為了找到除塵效率與節(jié)能的最佳結(jié)合點(diǎn)，我們進(jìn)行了大量的試驗(yàn)。首先，收集了鍋爐各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)下，不同的電流極限時(shí)脫硫入口原煙氣煙塵、脫硫出口凈煙氣煙塵以及煙囪凈煙氣煙塵數(shù)據(jù)，以鍋爐負(fù)荷600MW時(shí)電場(chǎng)參數(shù)與煙塵排放數(shù)據(jù)為例，見(jiàn)“表3-1”：

如“表3-1”所示，電場(chǎng)運(yùn)行二次電壓30-40KV，二次電流260-400 mA時(shí)，電除塵器出口煙塵排放最低，能耗最小。為了驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們將電場(chǎng)的運(yùn)行二次壓統(tǒng)一調(diào)整為35KV，二次電流300mA，順利通過(guò)了湖南省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站對(duì)金電公司除塵器改造項(xiàng)目的驗(yàn)收測(cè)試，三臺(tái)電除塵器出口煙塵濃度實(shí)測(cè)值全部在12mgNm3以下，較優(yōu)化運(yùn)行前降低16.5mg/Nm³，按煙氣量1800000 Nm³/h計(jì)算，每天可減少煙塵排放712Kg，詳細(xì)測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)“表2”：

因電場(chǎng)參數(shù)較之前有明顯的降低，故而耗電率大幅下降，“表3-3”為電除塵器改造前、后電量數(shù)據(jù)對(duì)比：

根據(jù)“表3-3”所述，在電除塵器進(jìn)行高頻改造并優(yōu)化運(yùn)行后，平均日耗電量減少10487 KW·h，電除塵廠用電率下降45%。

4優(yōu)化運(yùn)行效益分析

金電#1機(jī)組電除塵器自2014年6月改造完工，至10月份，共優(yōu)化運(yùn)行952h，節(jié)電415700KW·h，減少煙塵排放總量28242Kg；#2機(jī)組電除塵器自2013年7月改造完工，2014年1月至10月份，優(yōu)化運(yùn)行2157h，節(jié)電792700 KW·h，減少煙塵排放總量63991Kg；#3機(jī)組電除塵器自2014年5月改造完工，至10月份，優(yōu)化運(yùn)行3575h，節(jié)電1810000KW·h，減少煙塵排放總量103058Kg。按照機(jī)組年平均利用小時(shí)5000h計(jì)算，單機(jī)每年可降低除塵廠用電量2180000 KW·h，減少粉塵排放148T，大大減輕了對(duì)環(huán)境的污染，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

5結(jié)論電除塵器經(jīng)高頻電源改造后，通過(guò)二次優(yōu)化運(yùn)行，成功選取了最佳運(yùn)行工況點(diǎn)，有效地提高了電除塵器的運(yùn)行效率，降低出口煙塵排放，做到節(jié)能與環(huán)保雙達(dá)標(biāo)。