電除塵器高頻改造后的優(yōu)化運行

戴榮

摘要：電除塵器高頻改造后，通過對振打系統(tǒng)、電場參數(shù)進行優(yōu)化運行，有效地降低了煙塵排放濃度及電除塵器的電耗率，達到節(jié)能與環(huán)保雙優(yōu)。

關(guān)鍵詞：電除塵器；高頻改造；優(yōu)化運行

1前言

大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司安裝3臺650MW燃煤發(fā)電機組，除塵方式采用靜電除塵器，每臺爐安裝一臺福建龍凈環(huán)保生產(chǎn)的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，運行正常，除塵效率達到設(shè)計值99.81%，出口煙塵排放濃度為60-80mg/Nm3（設(shè)計值100mg/Nm³），在鍋爐MBRC工況下，單臺電除塵器日耗電量最高達到37000KW·h，電除塵廠用電率0.35%。為了降低能耗，金電公司于2013年3月-2014年6月分別對三臺機組電除塵器進行了改造，主要改進內(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更換及控制軟件優(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37000KW·h下降到22000KW·h，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60～80 mg/Nm³降低到25～30 mg/Nm³，降幅50%以上，達到了預(yù)期的改造效果。

2存在的問題

2.1

電場內(nèi)部積灰導(dǎo)致跳閘

金電公司的入爐煤大多為本地劣質(zhì)無煙煤，灰份在40%以上（設(shè)計值38%），粉塵比電阻最高可達到9.56×1012Ω·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。隨著運行時間增加，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，運行中捕集的高比電阻粉塵較之前更多，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跳閘。

2.2國家新排放標(biāo)準(zhǔn)的影響

2014年7月，隨著環(huán)保排放新標(biāo)準(zhǔn)的出臺，電除塵器出口煙塵濃度面臨著踩紅線的風(fēng)險，必須對電除塵器的運行進行進一步的優(yōu)化，以期將出口煙塵濃度控制在20mgNm³以下，電除塵器廠用電率控制在0.18%以下。

3優(yōu)化措施

3.1優(yōu)化電磁振打系統(tǒng)運行，提高清灰效果。

電除塵器的除塵效率主要取決于電場強度的大小，而電場強度又與電極之間的電暈電壓和電流有關(guān)，我們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，它是衡量電除塵器安裝、檢修質(zhì)量及運行工況的重要依據(jù)。

在電除塵器改造完工后，我們即對每個電場進行空載試驗，繪制冷態(tài)伏安特性曲線，對比廠家提供的曲線數(shù)據(jù)，為改造工程的驗收提供依據(jù)，確保了電除塵器良好的初始狀態(tài)。

2013年6月底，金電公司#2機組電除塵器高頻改造完成，進入168試運。試運初期，電除塵器出口煙塵濃度由60-80 mg/Nm³降至28mg/Nm³，達到了改造技術(shù)協(xié)議中的相關(guān)要求。隨著運行時間的增加，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。為了解決電場跳閘的問題，我們對#2機組電除塵器進行了24小時跟蹤，抄錄數(shù)據(jù)、繪制熱態(tài)伏安特性曲線。通過對曲線的分析，判斷電場內(nèi)部發(fā)生了電暈封閉及反電暈現(xiàn)象，其根本原因為高比電阻粉塵導(dǎo)致陽極板或陰極線上積灰過多。要消除此問題，必須由振打系統(tǒng)入手，在本系統(tǒng)中，振打器連接成矩陣形式（每個室的振打形成一個矩陣），任何時刻，矩陣中每次只允許一個振打器投入運行。同時，由于振打器的內(nèi)部高度是固定的，因此，要加強振打，只能采取加強振打頻率、調(diào)整振打運行方式的方法來實現(xiàn)，解決方案：

a）減少振打器的間隔時間以加強振打頻率，由原設(shè)的1s降低至0.5s。這樣，在相同的時間內(nèi)，每臺振打器的振打次數(shù)都實現(xiàn)了翻番，振打強度得到了提高。

b）調(diào)整振打運行方式，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強，很難徹底將其振落。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，但沒有徹底改變電場積灰跳閘的故障。為止，我們對斷電振打邏輯進行了二次加強，高頻電場每隔45分鐘停運10分鐘（時間可調(diào)整），依次循環(huán)。電場停運后，因靜電作用引起的粉塵粘附能力明顯降低，振打效果大大加強，完全避免了電場內(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最佳狀態(tài)。

c）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)至分組方式運行30分鐘。這樣，即發(fā)揮了矩陣方式下快速振打的優(yōu)勢，又使得陰極框架得到充分振打，清灰效果良好。

通過對電磁振打系統(tǒng)的優(yōu)化措施，機組運行2000h后，檢查電場內(nèi)部基本無積灰現(xiàn)象，確保電除塵器始終工作在高效工況下。

3.2調(diào)整電場運行參數(shù)，建立電除塵器最佳工況點，達到節(jié)能與排放雙優(yōu)

電除塵器改造完工后，在試運行中，為了保證煙塵排放達標(biāo)，采取了電場高參數(shù)運行，電場的電流極限在80%以上運行，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)并沒有帶來最低的排放效果。同時，由于電場運行電流大，能耗也逐漸提高。為了找到除塵效率與節(jié)能的最佳結(jié)合點，我們進行了大量的試驗。首先，收集了鍋爐各個負(fù)荷點下，不同的電流極限時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時電場參數(shù)與煙塵排放數(shù)據(jù)為例，見“表3-1”：

如“表3-1”所示，電場運行二次電壓30-40KV，二次電流260-400 mA時，電除塵器出口煙塵排放最低，能耗最小。為了驗證試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們將電場的運行二次壓統(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)測中心站對金電公司除塵器改造項目的驗收測試，三臺電除塵器出口煙塵濃度實測值全部在12mgNm3以下，較優(yōu)化運行前降低16.5mg/Nm³，按煙氣量1800000 Nm³/h計算，每天可減少煙塵排放712Kg，詳細(xì)測試數(shù)據(jù)見“表2”：

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3-3”為電除塵器改造前、后電量數(shù)據(jù)對比：

根據(jù)“表3-3”所述，在電除塵器進行高頻改造并優(yōu)化運行后，平均日耗電量減少10487 KW·h，電除塵廠用電率下降45%。

4優(yōu)化運行效益分析

金電#1機組電除塵器自2014年6月改造完工，至10月份，共優(yōu)化運行952h，節(jié)電415700KW·h，減少煙塵排放總量28242Kg；#2機組電除塵器自2013年7月改造完工，2014年1月至10月份，優(yōu)化運行2157h，節(jié)電792700 KW·h，減少煙塵排放總量63991Kg；#3機組電除塵器自2014年5月改造完工，至10月份，優(yōu)化運行3575h，節(jié)電1810000KW·h，減少煙塵排放總量103058Kg。按照機組年平均利用小時5000h計算，單機每年可降低除塵廠用電量2180000 KW·h，減少粉塵排放148T，大大減輕了對環(huán)境的污染，取得了良好的經(jīng)濟效益與社會效益。

5結(jié)論電除塵器經(jīng)高頻電源改造后，通過二次優(yōu)化運行，成功選取了最佳運行工況點，有效地提高了電除塵器的運行效率，降低出口煙塵排放，做到節(jié)能與環(huán)保雙達標(biāo)。