600 MW級濕式電除塵器工程調試與運行調整研究

楊群發，侯劍雄，陳灌明

（廣東珠海金灣發電有限公司，廣東 珠海 519050）

600 MW級濕式電除塵器工程調試與運行調整研究

楊群發，侯劍雄，陳灌明

（廣東珠海金灣發電有限公司，廣東 珠海 519050）

通過廣東珠海金灣發電有限公司600 MW級濕式電除塵器工程建設后期調試與投產后的運行調整，分析存在的問題及其原因，提出相應的技術改造及運行調試措施，使濕式電除塵器順利投產，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度達到或低于燃氣輪機組的現行排放限值，實現大氣污染物“近零排放”。

濕式電除塵器；環保；節能減排；工程調試；運行調整

為滿足國家最新環保政策要求［1-2］，實現大氣污染物排放達標甚至“近零排放”，廣東珠海金灣發電有限公司（以下簡稱“金灣公司”）3號機組新增濕式電除塵器（以下簡稱“濕電”）。2014年6月，國家能源局批復同意該機組為2014年煤電機組環保改造示范項目。12月，3號濕電投產，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度達到或低于燃氣輪機組的現行排放限值，即：煙塵≤5 mg／m3、SO2≤35 mg／m3、NOχ≤50 mg／m3。［3］

此為廣東省首臺投產的600 MW級濕電。目前在全國范圍內投運的濕電不多，調試及運行調整均沒有成熟經驗。本文對此進行研究，并在實際工程中實施，找出其中存在的問題，并提出相應的技術改造及運行調整措施，確保濕電順利投產。可為同類型電廠濕電改造提供技術借鑒。

表1 濕電主要參數表

1 濕電工藝概況

金灣公司3、4號機組600 MW超臨界鍋爐為上海鍋爐廠制造。新增濕電采用日本日立技術，除塵器臥式布置、板式結構［4］。采用間歇式噴淋系統、特殊防腐設計，具有較高可靠性［5］。濕電主要參數如表1所示。

濕電電場沖洗前部集塵板的水流到排水箱中，沖洗后部集塵板的水流到循環水箱中。排水箱中一部分水外排至除塵廢水處理裝置，處理后用作脫硫系統除霧器沖洗水，另外一部分水溢流到循環水箱中循環使用，再次用于沖洗集塵板。另用工藝水沖洗末端集塵板，通過控制補給水量和外排水量，保證整個水系統水量達到平衡。定期進行除塵器內部整體清洗和進口氣流均布板清洗。濕電系統簡圖如圖1所示。［6］

圖1 濕電系統簡圖

2 工程調試

2.1 密封風系統

密封風機首次啟動后，需對進入4個密封箱的分支管風量調節平衡，各分支風量偏差控制在± 10%內，風機母管壓力＞1.3 kPa。絕緣子加熱器首次投入時，應就地確認加熱正常。調試過程中曾出現密封風壓力偏低，原因是絕緣子罩漏風偏大，加石棉繩及密封膠封堵后正常；密封風電機電流超標，在出口母管加節流孔板。

2.2 電場不通水空載升壓

2.2.1 以二次電流為目標

電場通電前應滿足：密封風機及絕緣子加熱器運行＞2 h；已對陰極線及陽極板清理，確保干凈無雜物；電場絕緣值＞100 MΩ。初次升壓以二次電流為控制目標，設定值從200 mA開始，每次增加200 mA，逐漸增至額定電流1 600 mA。試驗數據如表2所示。

表2 以二次電流為目標空升數據表

2.2.2 以二次電壓為目標

由表2數據可知，二次電壓最高只有42 kV，遠低于額定值56 kV。為提高電場電壓驗證絕緣水平，將濕電同一側2臺整流變輸出端并聯后供同一個電場。提高二次電壓后，電場仍運行良好。試驗數據如表3所示（以A1、B1電場為例）。

2.2.3 空載升壓過程中的問題

初次升壓時4個電場均升不起壓。原因為濕電內部防腐材料中具有導電性的碳玻璃纖維絲封邊不牢，電場通電后部分纖維絲被電磁力吸引至電場造成短路。對封邊加固粘牢后升壓正常。

2.3 本體及水系統沖洗

2.3.1 沖洗前準備及人工沖洗

將電場灰斗回排水箱、灰斗回循環水箱、1～5號配管回排水箱共3根回水管割開，接臨時管排地溝不回收。循環水自清洗過濾器走旁路。首先對進出口煙道及其喇叭口、濕電本體四周用工藝水進行人工沖洗。為防止回水管堵塞及便于檢查，灰斗疏水口放置濾網。沖洗合格標準為目測排放水清澈，濾網無雜物遺留。

2.3.2 水膜配管沖洗

配管沖洗干凈前，不得安裝水膜噴嘴。

a.循環水流量控制在35～40 t／h。依次開啟A、B側1～5號配管沖洗水電動閥逐根沖洗。

b.補水泵流量控制在50 t／h，依次開啟A、B側6、7號配管及陰極線沖洗水電動閥逐根沖洗。

每根管沖洗時間5～10 min，由檢修人員在內部檢查噴嘴支管是否暢通而定，同時目測排放水清澈、無雜物遺留。水膜配管沖洗如圖2所示。

表3 以二次電壓為目標空升數據表

圖2 水膜配管沖洗圖

c.配管沖洗完成后對循環水箱、排水箱徹底放空，清理后重新注水。

d.用循環水對自清洗過濾器沖洗6 h。沖洗完畢可安裝A、B、C類噴嘴。

2.3.3 沖洗注意事項

除水膜配管外，對本體四周及連接煙道的沖洗亦應引起重視，應確保干凈，防止風煙系統啟動后垃圾飄至電場造成短路或雜物進入水循環系統造成噴嘴堵塞。

2.4 噴嘴調試

2.4.1 水膜檢查要點

通水對每只噴嘴的水膜狀態進行檢查并微調。檢查要點：噴嘴噴出的水膜呈良好對稱扇形面，無水花分離下滴，水噴到極板后無反濺。各噴嘴噴射力均勻，流量大小基本一致。水膜扇面剛好覆蓋陽極板長度范圍。配管各焊接點無滴漏。同時將循環水及補水壓力調至最高，對各焊接點查漏。噴嘴合格水膜效果如圖3所示。

圖3 噴嘴合格水膜圖

2.4.2 最佳流量確定

通過觀察水膜，1～5號配管均投入且AB側均運行時，最佳流量為70 t／h；6、7號配管均投入，單側運行時，最佳流量為13.5 t／h。將循環水量分別調到60 t／h、80 t／h進行水膜檢查應良好。

2.4.3 調試問題分析

噴嘴與其連接支管因螺紋加工精度不一致導致無法緊固，改為焊接；分支管安裝角度不準，對分支管熱彎曲調整；分支管焊接不良漏水，補焊；部分噴嘴角度不良，調整角度。

噴嘴的精準安裝與流量調試非常重要，關系到濕電能否正常帶水升壓、集塵效果以及陽極板工作壽命，是濕電現場調試的重點。尤以噴嘴安裝角度至關重要。

2.5 通水升壓

先對電場不帶水空升1次后停運，然后啟動電場正常噴淋。第1次以二次電壓為目標，逐步升至30 kV，觀察火花率為0。第2次以二次電流為目標，逐步升至1 600 mA，觀察火花率為0。試驗一次成功，測定伏安特性曲線正常［7］。通水升壓數據如表4所示。

將循環水量分別調到60 t／h、80 t／h，6、7號配管流量保持15 t／h，電場運行良好，火花率為0。

2.6 通風試驗

投入干式電除塵2個電場、吸收塔2層噴淋運行。然后啟動風煙系統，風量在30%～100%來回調節，30 min后，保持100%風量1 h。停運風煙系統，檢查電場、清理雜物。檢查完畢后濕電通水升壓。正常后將3根回水管接回正常方式。重新啟動風煙系統并將風量升至100%，如電場正常則通風試驗完成。

2.7 點火調試

鍋爐首次點火時要嚴密觀察濕電運行情況。升溫升壓過程中燃料使用情況：輕油2.5 t／h運行8.5 h，煤油混燒28 h，此過程中燃煤最高40 t／h。整個過程濕電運行正常，火花率為0。點火過程電場數據如表5所示。

表4 通水升壓數據表

表5 點火過程電場數據表

2.8 帶負荷后電場跳閘

帶負荷后半個月內，分別出現B1和B2電場“偏勵磁”跳閘，A2電場一次側“輸入過流”跳閘。經查B1、B2電場跳閘原因是整流柜控制面板故障，以及整流柜與勵磁變不在同一接地網，存在電位差，更換控制面板并對接地點處理；A2電場跳閘原因是測量儀表誤差。

3 投產初期問題及措施

3.1 系統水平衡問題

投產初期最大問題是濕電廢水不能被有效消化，嚴重影響了環保系統運行。濕電廢水量為20 t／h，設計排至脫硫系統。當機組負荷＜400 MW時，吸收塔耗水量減少，不足以消耗濕電廢水。若2臺機組均加裝濕電，水不平衡問題將更加突出。采取以下措施后問題得以解決。

a.對6號配管水源改造，調整為高負荷時用補水，低負荷且循環水固體懸浮物濃度＜1 000 mg／L時切至循環水供，此措施可將廢水量減至10 t／h。

b.濕電排水由沖洗吸收塔2層除霧器更改為可沖洗全部4層。

c.濕電排水增加一路管道至灰渣水系統。

d.當循環水固體懸浮物濃度＜1 000 mg／L時，循環水箱不補工藝水。

e.減少脫硫系統自身用水（吸收塔連續24 h出廢水、減少轉動設備機封水等）。

3.2 水箱溢流

水箱沒有設計水位控制邏輯，排水泵啟停時，排水箱和循環水箱極易缺水或滿水。采取如下控制方法，排水泵正常情況下跟蹤6、7號配管流量，使兩者流量一致；循環水箱低至2.0 m時，排水泵略減少輸出，增大排水箱至循環水箱溢流量；循環水箱水位高至2.6 m時，排水泵略增加輸出，減少排水箱溢流量。如此水箱水位基本穩定。

3.3 其它問題

a.除霧器沖洗系統問題。水泵無再循環管路，泵頻繁啟停；除霧器沖洗只能手動進行，需增加沖洗程序；母管應增加恒壓閥以保護除霧器噴嘴。

b.堿管堵塞。由于堿計量泵出口管徑小，實踐證明，當汽溫低于15℃時容易堵塞。解決方法為對堿管加保溫及伴熱，并在水箱上加裝備用堿罐。

c.運行一個月后排水泵出力不足，原因為泵進口管有積灰。縮短泵切換周期，每次啟停泵均反沖洗。

4 運行調整要點

4.1 配管沖洗

a.7號配管沖洗周期為30 min：360～480 MW時，停4 min，沖洗26 min；300～360 MW時，停10 min，沖洗20 min；＜300 MW，停16 min，沖洗14 min。如機組負荷長時間低致使吸收塔液位高時，改為手動，每班沖洗3次。

b.1～5號配管沖洗：每24 h1次，逐管沖洗，時間2 min。

c.陰極線沖洗：每2周1次，A、B側分開沖洗，每側沖洗10 min。

陰極線沖洗需停運電場。如果電流、電壓、火花率無變化，清洗周期可延長。當二次電流降至300～400 mA時，陰極線必須進行大流量沖洗。

4.2 電場及密封風

電場通電前密封風運行應＞2 h，但若時間緊迫，測定電場絕緣電阻100 MΩ以上（用1 000 V搖表）后也可啟動。密封風機在引風機、脫硫噴淋及濕電噴淋停運前應保持運行。濕電如短期停運（2～3天）建議保持連續運行。運行中若密封風機停運要盡快停運電場。正常運行中如加熱器故障，由于煙氣溫度高，絕緣子不會結露，電場可繼續通電。通常情況下鍋爐MFT后電場仍可保持通電，但當鍋爐未充分燃燒，可燃性揮發氣體進入濕電時，會有爆炸可能，故應禁止通電。電場通電時會產生臭氧，進入本體時要先自然通風，充分換氣。

4.3 極板水膜

如循環水噴淋停運，短期（1周）內沒有問題，但如長期持續，陽極板會由于煙氣附著而被腐蝕、變薄，所以一旦水膜故障應盡早修復，并盡量避免此類情況。對于6、7號配管水膜。若不進行頻繁低負荷運行，點火升溫、升壓時允許暫停水膜，但如頻繁低負荷運行而又沒有水膜，陽極板被腐蝕的可能性會變高。高負荷時允許短時停運，但最長不能超過2天。圖4為陽極板被腐蝕變薄圖片。

圖4 陽極板腐蝕圖

4.4 pH值及水處理

廠家推薦pH值為4～5，實際循環水箱pH值4～5，排水箱pH值5～6。若pH值短時超限，不必立即停電場，但應盡快調回正常值。pH測量計是敏感元件，傳感部位可能被煤中的錳析出物附著而影響測量。故除在點火初期外，更換煤種時也應確認pH值測量正常。水箱攪拌器不能長期停運。隨著運行時間加長，溶解物會析出堵住配管，此時應加強沖洗。自清洗過濾器必須保持連續運行。

5 性能試驗結果

投產后主要性能指標均達到設計要求，采用濕電來實現煙氣“近零排放”的決策是成功的。性能試驗結果如表6所示。

表6 性能試驗數據表

6 結束語

通過對廣東省首臺600 MW級濕電現場調試和運行調整的研究，發現了存在的問題，提出了相應的技術改造和運行調整措施，使濕電順利投產。3號濕電完成改造后，煙塵、PM2.5、重金屬等污染物排放在原有基礎上再下降70%，煙塵達到燃氣輪機組的排放標準≤5 mg／m3，促進廣東省燃煤發電機組實現綠色低碳發展，實現“近零排放”。目前全國范圍內投運的濕電不多，濕電的調試及運行仍需進行大量的探索實踐。

［1］ GB 13223—2011，火電廠大氣污染物排放標準［S］.

［2］ 廣東省人民政府.廣東省排污許可證管理辦法［Z］.廣州：廣東省人民政府令第199號，2014.

［3］ 陳曉雷.火電廠PM2.5治理技術探討［J］.中國環保產業，2012，18（7）：26-29.

［4］ 趙琴霞，陳招妹，周超炯，等.濕式電除塵技術及其在電廠的應用前景［J］.電力科學與環保，2012，28（4）：24 -26.

［5］ 薛建明，縱寧生.濕法電除塵器的特性及其發展方向［J］.電力環境保護，1997，13（3）：40-44.

［6］ 冷 杰，天 乙，張家維.300 MW聯合發電機組濕式電除塵器特點及運行［J］.東北電力技術，2007，28（2）：9 -11.

［7］ 桂大林.電除塵技術中幾個問題的探討［J］.東北電力技術，2005，26（7）：41-43.

Study on Project Commissioning and Operation Adjustment for 600 MW Wet Electrostatic Precipitator

YANG Qun?fa，HOU Jian?xiong，CHEN Guan?ming
（Guangdong Zhuhai Jinwan Power Plant Company Limited，Zhuhai，Guangdong 519050，China）

In this paper，debuggings of subsequent construction projects and operation adjustments after it put into production for a 600 MW wet electrostatic precipitator in Guangdong Zhuhai Jinwan Power Generation Co.，Ltd.are presented.The existing problems and the causes are analyzed and the corresponding technical transformation and operation measures are proposed.Ensure the wet electrostatic precipitator dust smoothly production and dust，sulfur dioxide，nitrogen oxides emission concentration at or below the gas turbine＇s current emission limits to realize the goals for atmospheric pollutants near zero emission.

Wet electrostatic precipitator；Environmental protection；Energy saving；Project commissioning；Operation adjustment

TM621.7＋3

A

1004-7913（2015）06-0010-05

楊群發（1967—），男，學士，高級工程師，研究方向為電力生產管理與技術。

2015-04-10）