燃煤鍋爐靜電除塵器效率下滑分析

張增利，劉天福

（新疆天業(yè)（集團）有限公司，新疆 石河子832000）

為建設(shè)生態(tài)文明型社會，中國對環(huán)境治理的要求日益嚴(yán)格，生產(chǎn)企業(yè)在污染物排放符合法定要求的基礎(chǔ)上，還需要進一步減少污染物排放以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[1]。

某廠2×300 MW 機組采用的是上海鍋爐廠生產(chǎn)的鍋爐，該鍋爐型式為：亞臨界參數(shù)汽包自然循環(huán)，具有一次中間再熱、單爐膛、四角切圓燃燒方式、燃燒器擺動調(diào)溫、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)、緊身封閉布置。 除塵方式采用的是雙室五電場靜電除塵器。 靜電除塵工藝是目前最成熟、運行穩(wěn)定、成本低廉的煙氣除塵技術(shù)，原理是利用高含塵煙氣經(jīng)過高壓靜電場時被電離荷電，荷電后的煙塵顆粒被電除塵器收塵極板捕集，達到煙氣除塵凈化的效果[2]。

1 電除塵運行遇到的問題

2016 年，該廠2×300 MW 機組粉塵排放超標(biāo)累計102 h，其中由于靜電除塵器高壓跳閘、二次電壓、二次電流偏低導(dǎo)致的排放超標(biāo)累計55 h，占總排放超標(biāo)時長的53.9%。 粉塵排放超標(biāo)的主要原因是高壓跳閘、二次電壓電流偏低等。 現(xiàn)針對以上情況的變化關(guān)系進行分析。

1.1 靜電除塵器高壓跳閘

電除塵器每年停機檢修后，其各電場都需進行空載升壓試驗以及動態(tài)升壓試驗，各電場配套高壓硅整流設(shè)備全部試驗合格。 機組投運幾天后，電除塵器前電場個別高壓硅整流設(shè)備出現(xiàn)間隙性的低電壓或短路故障跳閘。 先對高壓硅整流設(shè)備進行各種開路、短路等電氣試驗，檢查結(jié)果均為正常，排除了高壓電源自身電氣故障原因。 最后各專業(yè)進行設(shè)備本體進行綜合排查、分析，最終確定是由于本體機械故障原因?qū)е碌母邏禾l。

1.2 電場二次電壓、二次電流偏低，影響除塵效果

電除塵器內(nèi)部檢修時，針對陽極板、陰極線進行了全面清灰、沖洗，且對極板、極線等異極距進行逐一檢查， 并對松動變形的部位進行固定和校正， 電除塵器檢修完成后所進行的升壓試驗均合格。 機組投運半年后，出現(xiàn)電場二次電壓、二次電流偏低、火花閃絡(luò)頻繁現(xiàn)象。 經(jīng)檢查電除塵器內(nèi)部極線存在裹灰現(xiàn)象， 粉塵排放存在短時超標(biāo)的環(huán)境風(fēng)險。

2 靜電除塵器高壓跳閘及二次電壓、二次電流偏低原因分析

針對靜電除塵器投運后頻繁出現(xiàn)高壓設(shè)備跳閘、二次電壓、二次電流偏低問題，通過查閱相關(guān)技術(shù)資料[3-5]，對上述問題形成的原因進行詳細分析。

2.1 電除塵高壓側(cè)絕緣防潮不合格

該廠靜電除塵器高壓引出線采用外套絕緣瓷瓶，絕緣瓷瓶采用電伴熱形式，鍋爐冷態(tài)啟動時，靜電除塵器提前投入運行，電加熱器溫度升高至80 ℃，在新疆高寒地區(qū)冬季該溫度無法有效地將空氣中的水氣完全蒸發(fā)，而易在絕緣瓷套壁內(nèi)形成冷凝水霧。 雖然剛投運時電除塵器各項參數(shù)正常，但當(dāng)電除塵器通入煙氣后，高壓引線進入電除塵本體無法保證完全密封的情況下，絕緣套內(nèi)壁被粉塵粘附污染是不可避免的，隨著運行時間不斷增加，最終瓷套絕緣性能無法有效保證。 若絕緣值偏低，由于低電壓放電將拉低二次電壓，當(dāng)電壓低至高壓硅整流設(shè)備控制器低電壓設(shè)定值并維持一定時間，高壓硅整流設(shè)備將出現(xiàn)低電壓故障跳閘； 若絕緣值過低，則出現(xiàn)高壓硅整流設(shè)備短路故障跳閘。

2.2 電除塵器密封不良

針對二次電壓、二次電流偏低問題，首先由專業(yè)人員對電氣設(shè)備進行檢查，發(fā)現(xiàn)各高壓硅整流設(shè)備均正常，排除了高壓硅整流設(shè)備的問題；然后檢查脫硝系統(tǒng)運行情況，排除了上游脫硝系統(tǒng)氨逃逸導(dǎo)致電除塵極板、極線裹灰現(xiàn)象。 經(jīng)各專業(yè)人員全面檢查，發(fā)現(xiàn)二次電壓、二次電流偏低問題主因在于電除塵器密封不良。

該廠電除塵采用頂部電磁振打方式， 在電除塵頂部布置數(shù)量較多的陰、 陽極振打器實現(xiàn)極板極線清灰。 由于安裝或維護不當(dāng)， 以及密封海波輪自身老化等原因， 存在振打器底座漏風(fēng)可能。另外，電除塵本體側(cè)面人孔門、電除塵頂部高壓室至本體內(nèi)部人孔門、 電除塵頂部人孔門等也有可能出現(xiàn)漏風(fēng)。

電除塵器密封效果的好壞，不僅關(guān)系到電除塵器的漏風(fēng)率、引風(fēng)機電耗，而且直接影響電除塵器運行的穩(wěn)定性及除塵效率。 密封效果差、漏風(fēng)率增大時，相當(dāng)于煙氣量增大，易出現(xiàn)電暈封閉或者煙氣量波動導(dǎo)致低電壓放電， 即表現(xiàn)為運行二次電壓、二次電流偏低，二次電壓低收塵場強就小，二次電流低粉塵荷電效果就差，因此除塵效果差。 另一方面，在電除塵集塵面積不變情況下意味著比集塵減小，粉塵趨近速度亦減小，粉塵來不及收集即被煙氣帶走，導(dǎo)致除塵效果差。

3 解決方案

（1）針對電除塵高壓側(cè)絕緣防潮不合格問題，為了在電除塵器投運初期保證高壓絕緣瓷套不受污染，將電除塵器高壓室增加120 ℃熱風(fēng)吹掃裝置，該裝置可根據(jù)電除塵器密封情況和環(huán)境溫度選擇投運或退出。 尤其在新疆冬季寒冷地區(qū)，鍋爐冷態(tài)啟動時， 靜電除塵器高壓絕緣室的加熱裝置尤為重要，在電除塵器通入煙氣前至少進行24 h 的熱風(fēng)吹掃預(yù)熱。

（2）針對電除塵密封不良問題，首先針對振打器底座漏風(fēng)做以下處理：

a.更換損壞的密封橡膠圈，用填料函加緊；

b.再用玻璃膠密封，確保不漏風(fēng)漏水；

c.更換損壞的海波輪，夾緊鋼帶夾組；

d.電磁振打裝置與電除塵頂部本體用連續(xù)滿焊固定密封。

檢查更換各人孔門破損或老化的密封材料，鎖緊各人孔門螺栓，保證密封性能。 靜電除塵器本體側(cè)面人孔門、 電除塵頂部高壓室至本體內(nèi)部人孔門、 電除塵頂部人孔門結(jié)構(gòu)形式改變傳統(tǒng)的依靠單、雙螺栓鎖緊的形式，改為環(huán)形、方形法蘭整體鎖緊密封結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語

面對越來越嚴(yán)峻的環(huán)保形勢，電除塵器運行穩(wěn)定，粉塵達標(biāo)排放已勢在必行。 以上提出的兩種改進措施均已在該廠靜電除塵器進行了實施。 實施后電除塵器運行平穩(wěn)，未再出現(xiàn)高壓硅整流跳閘故障及二次電壓、二次電流偏低的現(xiàn)象，確保了粉塵排放符合要求。