淄博熱電WESP水系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)踐

李強(qiáng)

(華電淄博熱電有限公司，山東 淄博 255054)

0 引言

華電淄博熱電有限公司(以下簡(jiǎn)稱淄博熱電)#6機(jī)組原煙塵排放質(zhì)量濃度按50 mg/m3進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型，自2013年3月1日起，煙塵排放質(zhì)量濃度執(zhí)行20 mg/m3限值。為了保證#6機(jī)組順利投產(chǎn)，通過深入研究和論證，確定采用脫硫塔出口布置濕式電除塵器(WESP)這一除塵提效技術(shù)方案。

#6機(jī)組WESP采用復(fù)式臥式結(jié)構(gòu)布置。針對(duì)濕法脫硫與煙囪之間場(chǎng)地非常狹窄、無法布置常規(guī)結(jié)構(gòu)的濕式電除塵器的問題，采用上下復(fù)式臥式布置，使?jié)袷诫姵龎m器在占用面積不變的情況下，仍可成倍增加收塵面積，同時(shí)，煙氣流向和沖洗液的流向相互垂直，有利于提高除塵效率。WESP由除塵器本體、循環(huán)水系統(tǒng)、配套高壓整流設(shè)備及低壓控制系統(tǒng)共同組成，設(shè)計(jì)除塵器入口粉塵質(zhì)量濃度70 mg/m3時(shí)，出口粉塵質(zhì)量濃度≤15 mg/m3，后期論證除塵器入口質(zhì)量濃度25 mg/m3時(shí)，出口粉塵質(zhì)量濃度≤5 mg/m3。

1 存在的問題

1.1 電場(chǎng)運(yùn)行不穩(wěn)定

運(yùn)用現(xiàn)狀調(diào)查表進(jìn)行診斷。通過查閱缺陷記錄和檢修總結(jié)報(bào)告，調(diào)查濕式電除塵器電場(chǎng)短路掉閘情況，見表1。

電場(chǎng)投運(yùn)率是衡量電除塵器運(yùn)行穩(wěn)定性的一項(xiàng)重要指標(biāo)，電場(chǎng)短路跳閘須結(jié)合機(jī)組停機(jī)檢修機(jī)會(huì)進(jìn)行處理，在正常運(yùn)行中無法處理。電場(chǎng)長(zhǎng)期無法投運(yùn)、運(yùn)行不穩(wěn)定，使凈煙塵存在超標(biāo)排放的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 水系統(tǒng)運(yùn)行可靠性低

可靠性低的原因主要有：內(nèi)部水系統(tǒng)覆蓋范圍不足，不能滿足全覆蓋的要求，局部垢下腐蝕嚴(yán)重；水系統(tǒng)噴嘴系發(fā)生堵塞，尤其是管道末端噴嘴極易發(fā)生堵塞；水系統(tǒng)管道緊固裝置不牢靠，管道易脫落；集水灰斗濾網(wǎng)易堵塞，造成水漫電場(chǎng)短路跳閘；水箱液位測(cè)量裝置指示不準(zhǔn)確等原因都造成水系統(tǒng)運(yùn)行可靠性低。

表1 濕式電除塵器電場(chǎng)短路掉閘情況統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistical table of short circuit and tripping of WESP electric field 個(gè)

2 原因分析

2.1 極線固定方式設(shè)計(jì)不合理

極線固定方式采用端頭夾扁的固定工藝，長(zhǎng)時(shí)間的摩擦?xí)构潭讛U(kuò)大，最后導(dǎo)致陰極線無法固定、脫落，陰陽極搭接，造成電場(chǎng)短路報(bào)警。

2.2 沖洗水覆蓋范圍不足

沖洗水覆蓋范圍不足，造成局部陽極板、吊板、支承掛板不在沖洗覆蓋范圍內(nèi)，發(fā)生嚴(yán)重的垢下腐蝕。

2.3 過濾器過濾程序設(shè)計(jì)不完善

原設(shè)計(jì)過濾程序僅考慮時(shí)間控制模式，未考慮壓差控制模式，靠人工設(shè)置時(shí)間調(diào)節(jié)控制不好把握，往往錯(cuò)過了最佳反沖時(shí)機(jī)，一旦堵塞后，很難沖洗干凈。

2.4 過濾器旁路管道通水無法過濾

過濾器反沖洗設(shè)計(jì)為旁路回水反沖洗濾芯，旁路手動(dòng)閥門正常開啟30%～45%，即使濾芯反沖洗時(shí)，旁路管道通水難免會(huì)未經(jīng)過過濾器直接用于噴嘴噴淋，攜帶的雜質(zhì)易堵塞噴嘴。

2.5 噴淋管路固定裝置不可靠

噴淋管道固定方式采用U形卡環(huán)吊裝，此處沖洗水無法沖洗到。即使是316L不銹鋼材質(zhì)，在無可靠沖洗水的條件下，與脫硫后濕煙氣接觸也難免會(huì)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。

2.6 集水灰斗濾網(wǎng)易堵塞

集水灰斗設(shè)置U形水封，水封回水管路上設(shè)有一濾網(wǎng)(規(guī)格GFW10.0/2.5(平紋))，用于過濾灰水中的大塊雜物，防止進(jìn)入水箱，內(nèi)部脫落的防腐鱗片等大塊雜物極易造成濾網(wǎng)堵塞，導(dǎo)致灰水在集水灰斗內(nèi)淤積，當(dāng)灰斗液位達(dá)到一定高度，積水會(huì)漫過下層電場(chǎng)極板極線，造成下層電場(chǎng)輸出短路跳閘[1]。

2.7 水箱液位測(cè)量裝置指示不準(zhǔn)確

水箱液位計(jì)采用超聲波液位計(jì)，為減少熱氣對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響，特設(shè)置導(dǎo)波管，導(dǎo)波管在底部與水箱連通，4個(gè)連通口尺寸50 mm×50 mm，由于水箱底部淤泥較多，經(jīng)常將連通口堵塞，導(dǎo)致測(cè)量指示不準(zhǔn)確。

3 解決措施

3.1 改造極線固定方式

對(duì)極線固定方式進(jìn)行改造，采用端頭夾扁及拗L彎或者防退螺栓固定安裝工藝，并使陰極線不易脫落。

3.2 改造噴淋管路

對(duì)內(nèi)部噴淋管路進(jìn)行改造，共增加6條噴淋管路(直徑65 mm)，新增每條噴淋管路13個(gè)螺旋噴嘴，在原8條噴淋管道末端每條增加1個(gè)螺旋噴嘴，且在電場(chǎng)西南角再增加1個(gè)螺旋噴嘴，增加共計(jì)88個(gè)螺旋噴嘴，以增大了噴淋覆蓋面積，水源來自循環(huán)水管道，加上放電區(qū)原有的96個(gè)螺旋噴嘴，改造后放電區(qū)螺旋噴嘴共計(jì)184個(gè)。按上層400個(gè)方形噴嘴(1個(gè)噴嘴2.0 L/min)和44個(gè)螺旋噴嘴(1個(gè)噴嘴8.5 L/min)全部開啟計(jì)算，流量共計(jì)71 t/h，同時(shí)，查閱循環(huán)水泵性能曲線[2]，循環(huán)水泵出力滿足工況需求。

3.3 完善過濾器過濾程序

在保留時(shí)間控制模式的基礎(chǔ)上，增設(shè)壓差控制模式，當(dāng)壓差達(dá)到100 kPa時(shí)自動(dòng)觸發(fā)反沖洗，運(yùn)行正常后，切換為時(shí)間控制模式。

3.4 增強(qiáng)過濾器旁路管道通水過濾

在噴淋主管道上增加4套Y形過濾器(20目，過濾直徑0.9 mm)，噴嘴孔徑2.4 mm(方形、90°)和3.2 mm(螺旋、120°)大于Y形過濾器的過濾直徑，不易堵塞噴淋噴嘴。

3.5 改造噴淋管路固定裝置

對(duì)固定方式進(jìn)行略微的改造，腐蝕主要發(fā)生在U形卡環(huán)固定螺栓處，U形卡環(huán)不存在腐蝕現(xiàn)象，考慮將U形卡環(huán)固定螺栓采用“玻璃鱗片”“防腐樹脂”進(jìn)行“密封”“封閉”，使其與脫硫后濕煙氣隔絕。

3.6 改造集水灰斗

對(duì)集水灰斗進(jìn)行改造，使其可以在不停運(yùn)水系統(tǒng)的前提下，對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行定期在線清理，經(jīng)過計(jì)算，灰斗的容積40 m3，循環(huán)水總流量約17 m3/h，補(bǔ)給水流量約20 m3/h，在不考慮煙氣帶水等水損耗的情況下，灰斗可容納1 h的循環(huán)水和補(bǔ)給水的水量，而清理濾網(wǎng)每次只需要20 min，故可在濾網(wǎng)前U形水封管道上設(shè)置2只手動(dòng)蝶閥，正常保持全開狀態(tài)，當(dāng)清理濾網(wǎng)時(shí)，關(guān)閉2只手動(dòng)蝶閥，隔斷下灰斗來水，清理完成后，開啟2只手動(dòng)蝶閥，確保濕式除塵器的安全穩(wěn)定運(yùn)行；在濕式除塵器下灰斗壁板上部1/3處(距離灰斗頂部約300 mm)采用斜插的方式加裝316L不銹鋼溢流管，規(guī)格?108 mm×4 mm，增加U形水封管路和排空門(DN40不銹鋼球閥)，變徑?56 mm×3 mm順至濕式除塵器下灰斗廢水箱，用手動(dòng)蝶閥做隔斷門，手動(dòng)蝶閥保持常開狀態(tài)，當(dāng)灰斗存水液位漫過溢流管上管口時(shí)，溢流管底部管口有大量的灰水流出，故可憑此判斷下灰斗濾網(wǎng)存在堵塞現(xiàn)象，能夠及時(shí)作出有效處理。

3.7 改造水箱液位測(cè)量裝置

將連通口孔徑擴(kuò)大，為保證導(dǎo)波管的穩(wěn)定性，將一組相對(duì)的連通孔擴(kuò)至50 mm×500 mm，以增大通流面積，避免堵塞。

4 效果分析

按照上述措施實(shí)施后，提高了#6機(jī)組WESP水系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，降低了內(nèi)部噴嘴的堵塞程度，緩解了由于水系統(tǒng)故障導(dǎo)致的電場(chǎng)短路跳閘停運(yùn)，提高了設(shè)備的安全穩(wěn)定性[3]。

提高了WESP水系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，消除了由于水系統(tǒng)原因造成的電場(chǎng)短路跳閘，進(jìn)而導(dǎo)致凈煙塵超標(biāo)的環(huán)保隱患，確保濕除運(yùn)行可控再控。措施實(shí)施后，每年減少更換16塊316L不銹鋼陽極板(3 480元/塊)和36個(gè)316L不銹鋼濾芯(3 210元/個(gè))，共節(jié)省WESP水系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)17萬元。

此外，實(shí)施的水系統(tǒng)優(yōu)化方案對(duì)同類型金屬極板濕式電除塵器水系統(tǒng)后續(xù)優(yōu)化工作具有一定的參考價(jià)值。

5 結(jié)束語

濕式靜電除塵器應(yīng)用能有效地減少煙氣中污染物排放，尤其對(duì)石膏液滴、酸霧、有毒重金屬以及PM10.5，尤其是PM2.5的微細(xì)粉塵有良好的脫除效果。由于設(shè)計(jì)、施工等方面的原因，在后續(xù)運(yùn)行過程中出現(xiàn)了一系列的問題，經(jīng)改造后，設(shè)備已逐漸平穩(wěn)運(yùn)行。