300MW機組電除塵低效率原因及改造措施分析

王昆

摘要：環境污染治理已經成為當前政府工作的重要內容，節約能源、降低成本對企業和社會具有積極的意義。文章以某發電企業的300MV機組電除塵效益低的原因作為切入點，通過系統改造，提高機組電除塵效率，從而保證煙塵排放濃度達標，促進企業的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：300MW；電除塵；低效益；改造

隨著生態環境的日益惡化，能源消耗企業要將節能降耗作為企業經濟效益提高的重要途徑。300MW機組電除塵設備是降低電廠粉塵排放濃度的重要設備，因此本文結合某發電企業300MW機組電除塵運行效益的現狀，闡述如何通過系統改造提高電除塵效益，實現發電企業的經濟效益和社會效益的協調發展。

1 設備概括

某發電企業使用的機組為-1025/17.4-II14型亞臨界、一次中間再熱、自然循環；采取平衡通風、固態排渣、四室五電靜電除塵鍋爐。爐膛主要采取雙拱形單爐膛，尾部采取雙煙道結構，再熱氣溫調節采取擋板調節。在實際生產中該鍋爐所使用的燃煤為鞏義市生產的無煙煤。在電力機組中，汽輪機為東方汽輪生產的N300-16.7/537/537-8型汽輪機，汽輪機采取的是高中壓氣缸，低壓采取的是雙缸排汽結構。

2 300MW機組除塵效率低的原因以及改造的必要性分析

結合實踐，導致機組電除塵效率低的原因是多方面形成的。總體來看，主要存在以下幾個方面的原因。

2.1 電除塵器設計問題

電除塵器設計標準是保證以后電除塵效率高低的基礎，如果發電廠電除塵器設計標準高，其運行效率就高，但是結合當前我國發電企業的實際情況看，尤其是本文企業的設計保證為《火電廠大氣污染物排放標準》GB13223-2003執行的，但是隨著環境問題的日益嚴峻，尤其是當前霧霾惡劣天氣的出現，使得生態環保的工作越來越嚴格，因此對于發電企業的污染物排放要求也就越來越高。該企業所使用的電除塵有效通流面積為467m²，但是煤質相對較高，鍋爐煙氣粉塵濃度也就比較高，因此按照原來的設計標準已經不能滿足當前環保的要求，進而影響電除塵的運行效率。

2.2 煤質因素

電除塵器在電廠企業中已經得到成熟的運行效率，但是基于煤質因素的不同會影響電除塵器的運行效果：首先，不同型號的煤質會導致鍋爐效率出現較大的差別，燃煤揮發大部分的可燃氣體，當燃料進入爐膛之后，經過燃燒會釋放出煤灰氣流，而其產生與煤質的燃燒程度有關，據有關數據顯示，揮發分每減少1%，可燃物就會增加0.113%，也就會增加大氣污染；其次是煤粉細度因素。煤粉細度是煤粉中一定粒級范圍顆粒所占的質量分數，如果煤粉密度過大，就說明可燃燒度會降低，因此排放的污染物濃度也就大，進而影響電除塵器的工作效率，造成效率低下；最后，煤質也影響排煙的溫度，排煙溫度是鍋爐出口的平均煙氣溫度，一般排煙的溫度越高，就說明排出的物質含有大量沒有燃燒盡的物質，因此基于物理因素，排放的污染物濃度也就比較大。

2.3 設備故障

發電廠電除塵器運行的環境比較惡劣，而且其運行的時間也比較長，因此其在實際中經常會出現設備故障：一是粉塵容易粘附到極板上。粉塵的最大特點就是具有粘附性，因此在設備運行時容易出現粉塵粘附到電極上的現象，而粉塵具有腐爛性，其對電極板的影響是巨大的，如果沒有及時清理電極板上的粉塵，就會造成電極板出現被擊穿的可能性，而該部分卻常常因為維修護理不及時而影響其工作效率；二是設備在運行的時候受到外界的影響很容易出現線路問題，比如在電除塵運行的過程中，因為受到長期的顫動造成螺母出現松動，進而導致線路出現斷裂。當然除了螺母出現松動之外，軸承系設計不合理也是影響其運行效果的因素；三是振打也容易引起二次揚塵，進而增加除塵器的運行，導致除塵器除塵效果不明顯。

基于電廠除塵器存在的效率低下的原因，有必要對電除塵器進行改造，以此適應新的環保排放要求。隨著人們生活水平以及經濟的發展，生態環保已經成為當前社會發展重要的內容，工業減排成為當前環保的重要內容。2011年出臺的新的《火電廠大氣污染物排放標準》要求電廠要提高污染物排放標準的要求，電廠需要根據實際需求，對電除塵器進行改造。當然，除了國家環保要求之外，煙塵濃度過高也會影響電廠設備的運行安全。比如煙塵濃度過大的話，就說明煙塵中存在的脫硫劑過大，會導致漿液中毒，進而影響石灰石的利用率，最終導致設備不能正常運行，因此需要對機組電除塵器進行改造。

3 基于300MW機組電除塵效率低的改造措施

通過對某企業300MW機組電除塵低效率的原因分析，結合當前的技術現狀以及實踐成果，為提高電廠經濟效益和社會效率，采取以下改造措施，提升電除塵工作效率。

3.1 嚴格按照改造原則進行論證

在進行電除塵器改造之前一定要經過嚴格的論證，保證除塵器除塵排放濃度要符合國家最新的排放標準要求：《火電廠污染物排放標準》《環境保護產品技術要求電袋復合除塵器》（征求意見稿）《電除塵器設計、調試、運行、維護+安全技術規范》（JBT6407-2007），同時保證改造后的除塵器具有良好的燃煤適應性，并且符合經濟效益和社會效益。

3.2 電控系統改造

火花跟蹤控制方式改為間歇供電、脈沖供電方式。雖然采取火花跟蹤控制方式能夠保證設備的運行穩定，但是其節能效果并不明顯，因此間歇供電、脈沖供電方式通過調節供電時間和間歇時間（即占空比），使輸出電壓電流波形發生間歇性變化，當電除塵器內粉塵比電阻較高時，電場內部易出現反電暈現象，這時就必須采用間歇供電和脈沖供電方式，使電場內的陽極板上的粉塵有足夠的時間釋放電荷，從而提高除塵效率，減少能耗。

3.3 電除塵振打方式由連續振打改為降壓振打

改造前對陰極線實行連續振打，極線越干凈，放電效果越強，除塵效率越高。電除塵的陰極線放電電流一般都采用較大的電流，電場在實際運行中出現運行電壓偏低、電流較大的情況，并不都是高比電阻粉塵引起的，此時電除塵電耗增加，且除塵效率并不理想。降壓振打的目的是為了使陽極板有更好的清灰效果，在提高除塵效率的同時，又保證降壓時對除塵效率的影響也較小。為保證電場振打時的清灰效果，同時降低功耗，有效克服高比電阻粉塵造成的反電暈工況，減少電能損耗，提高除塵效率，電除塵電場高壓控制設備與低壓程控系統留有振打聯動接口，可與低壓程控系統配合實現降壓振打功能，與傳統通過通訊方式實現的降壓振打相比，響應速度、可靠性都大大提高。且具有比例降壓振打功能，降壓比例0%～100%可調，降壓振打可提高粉塵的清灰效果，延長陰陽極板極線的使用壽命。

3.4 電除塵極配方式改造

基于粉塵對板線配置的影響，尤其是起暈電壓高所攜帶的電荷容易形成返電暈，為防止出現此問題，采取前段電廠采用芒刺類電暈線，放電點集中在芒刺的尖端，同級距離保持在350mm左右為宜。基于企業所處的位置，選擇使用伏安特性中電流偏大的芒刺線，RS屬于一種改進的管型芒刺線，具有強度大、剛性好的特點，其主要采取0.75MM厚的SPCC冷軋鋼制成，因此其在增加總集塵面積的時候，也提高了放電效果，有效降低了粉塵的排放。

3.5 輸灰系統改造

除灰公共系統出現的網絡異常問題給機組安全運行造成了巨大的壓力，也給工作人員帶來了巨大的工作挑戰，因此基于機組除塵效果不理想的現實考慮，對輸灰系統進行改造：基于傳統模式的局限性，本次考慮到單元機組的倉蹦區域、爐底水渣區以及公用空壓機區域控制改造成單元機組的輸灰DCS子系統，新的脫硫DCS系統將增加8個DPU節點，硬件增加1800點。同時，本次電除塵電控系統改造更換32臺高壓控制柜控制器為DDL06節能專家系統，對控制系統參數進行了整定，敷設高壓柜內部分電纜，增加2個降功率振打信號PLC輸出模塊，安裝32個降功率振打中間繼電器及電纜，上位機安裝DDL06節能家控制系統，同時利用更換下的32個WFB系列高壓控制器，改造—二期四臺爐的電除塵高壓控制設備。

4 節能改造后的經濟性分析

電除塵器改造后每日用電量由39768kWh下降為24108kWh，在發電量基本持平的情況下每天約節約電能15660kWh，投資近70萬，電價按0.16元/kwh，連續運行300天即可收回成本，按發電煤耗345g/kWh核算，每日節煤5.402t。