靜電除塵器改造方案

發(fā)布時(shí)間：2018-06-13

靜電除塵器高頻改造后，通過對振打系統(tǒng)、電場參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行，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)。 

某電廠安裝3臺650MW燃煤發(fā)電機(jī)組，除塵方式采用靜電除塵器，每臺爐安裝一臺型號為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，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，單臺電除塵器日耗電量高達(dá)到37000kWh，電除塵廠用電率0.35%。為了降低能耗，于2013年3月-2014年6月分別對三臺機(jī)組電除塵器進(jìn)行了改造，主要改進(jìn)內(nèi)容有：一、二電場由工頻電源改為高頻電源，三、四、五電場控制柜元器件換及控制軟件優(yōu)化處理，原電磁振打系統(tǒng)不變。通過上述改造后，單臺電除塵器日耗電量由原來的37000kWh下降到22000kWh，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60～80mg/Nm3降低到25～30mg/Nm3，降幅50%以上，達(dá)到了預(yù)期的改造效果。  

1、存在的問題  

1.1電場內(nèi)部積灰導(dǎo)致跳閘  

該電廠的入爐煤大多為本地劣質(zhì)無煙煤，灰份在40%以上(設(shè)計(jì)值38%)，粉塵比電阻高可達(dá)到9.56乘1012Ω˙cm。高比電阻粉塵帶來難以捕集、粉塵粘附性高、在電場內(nèi)部形成反電暈等不利影響。隨著運(yùn)行時(shí)間增加，電場內(nèi)部積灰逐漸增加，極間距減少。一、二電場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多，因而一、二電場極板、極線上的積灰增多，頻繁引起電場過流保護(hù)跳閘。  

1.2不符合新排放標(biāo)準(zhǔn)  

2014年7月，隨著環(huán)保排放新標(biāo)準(zhǔn)的出臺，   對電除塵器的運(yùn)行進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，將出口煙塵濃度控制在20mg/Nm3以下，電除塵器廠用電率控制在0.18%以下。  

2、優(yōu)化措施  

2.1優(yōu)化電磁振打系統(tǒng)運(yùn)行  

電除塵器的除塵效率主要取決于電場強(qiáng)度的大小，而電場強(qiáng)度又與電極之間的電暈電壓和電流有關(guān)，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，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，對每個(gè)電場進(jìn)行空載試驗(yàn)，繪制冷態(tài)伏安特性曲線，對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)，了電除塵器的初始狀態(tài)。 2013年6月底，該電廠2號機(jī)組電除塵器高頻改造完成，進(jìn)入168h試運(yùn)。試運(yùn)初期，電除塵器出口煙塵濃度由60～80mg/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(高頻電源)頻繁出現(xiàn)二次電流歸零導(dǎo)致電場跳閘故障，電除塵器出口煙塵濃度升至30mg/Nm3以上。

伏安特性曲線向右平移，即相同電壓下，電暈電流較為平均地減少，這一般是由放電不良造成的，也就是說電場內(nèi)部積灰較多引起電暈封閉。圖2中，電場伏安特性曲線向右發(fā)生旋轉(zhuǎn)，同一電壓下，電暈電流大幅降低，據(jù)此分析，電場內(nèi)部發(fā)生了反電暈現(xiàn)象。電暈封閉及反電暈的發(fā)生，根本原因?yàn)楦弑入娮璺蹓m導(dǎo)致陽極板或陰極線上積灰過多。要此問題，   由振打系統(tǒng)入手。先分析了電磁振打系統(tǒng)接線原理，如圖3所示。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)行方式的方法來實(shí)現(xiàn)。

1)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)，每臺振打器的振打次數(shù)都實(shí)現(xiàn)了翻番，振打強(qiáng)度了提高。  

2)調(diào)整振打運(yùn)行方式，在電場工作狀態(tài)下，由于靜電力的作用，極板、極線上的粉塵粘附性能，很難   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，即同一電場中，只要有一臺振打器進(jìn)入振打狀態(tài)，即停止向電場供電或降低二次電壓。斷電振打雖然能減緩粉塵的沉積，但沒有   改變電場積灰跳閘的故障。為止，對斷電振打邏輯進(jìn)行了二次加強(qiáng)，高頻電場每隔45min停運(yùn)10min(時(shí)間可調(diào)整)，依次循環(huán)。電場停運(yùn)后，因靜電作用引起的粉塵粘附能力明顯降低，振打效果加強(qiáng)，   避免了電場內(nèi)部積灰導(dǎo)致二次電流逐漸降低的問題，電場的出力始終保持在很好狀態(tài)。  

3)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30min。這樣，即發(fā)揮了矩陣方式下振打的優(yōu)勢，又使得陰極框架充分振打，清灰效果。  

通過對電磁振打系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行后，電場內(nèi)部基本無積灰現(xiàn)象，對2號機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行前后，陽極板上積灰情況進(jìn)行了拍攝存檔。

2.2調(diào)整電場運(yùn)行參數(shù)  

電除塵器改造完工后，在試運(yùn)行中，為了煙塵排放達(dá)標(biāo)，采取了電場高參數(shù)運(yùn)行，電場的電流   在80%以上運(yùn)行，但根據(jù)脫硫入口CEMS表返回的數(shù)據(jù)來看，高電場參數(shù)并沒有帶來低的排放效果。同時(shí)，由于電場運(yùn)行電流大，能耗也逐漸提高。為了找到除塵效率與節(jié)能的很好結(jié)合點(diǎn)，進(jìn)行大量的試驗(yàn)。先，收集了鍋爐各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)下，不同的電流   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)電場參數(shù)與煙塵排放數(shù)據(jù)為例

電場運(yùn)行二次電壓30～40kV二次電流260～400mA時(shí)，電除塵器出口煙塵排放低，能耗小。為了驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們將電場的運(yùn)行二次壓統(tǒng)一調(diào)整為35kV，二次電流300mA，順利通過了湖南省環(huán)境監(jiān)測中心站對該電廠除塵器改造項(xiàng)目的驗(yàn)收測試，三臺電除塵器出口煙塵濃度實(shí)測值全部在12mg/Nm3以下，較優(yōu)化運(yùn)行前降低16.5mg/Nm3，按煙氣量180萬Nm3/h計(jì)算，每天可減少煙塵排放712kg

因電場參數(shù)較之前有明顯的降低，故而耗電率大幅下降，表3為電除塵器改造前、后電量數(shù)據(jù)對比。根據(jù)表3可知，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10487kWh，電除塵廠用電率下降45%。

3、效益分析  

該電廠1號機(jī)組電除塵器自2014年6月改造完工，至當(dāng)年10月份，共優(yōu)化運(yùn)行952h，節(jié)電415700kWh，減少煙塵排放總量28242kg；  

2號機(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792700kWh減少煙塵排放總量63991kg；  

3號機(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181萬kWh，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218萬kWh減少粉塵排放148t，減輕了對環(huán)境的污染，取得了的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。  

4、結(jié)論  

靜電除塵器改造高頻電源后，通過二次優(yōu)化運(yùn)行，成功選取了運(yùn)行工況點(diǎn)，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)。