電除塵系統設備及故障整治

彭曉俊 謝智輝

電除塵系統設備及故障整治彭曉俊 ?謝智輝

【摘 ?要】隨著我國的經濟在快速的發展，社會在不斷的進步，我國的電力發展十分迅速，電除塵系統是火力發電廠必備的配套設備，如果電除塵系統出現故障，導致環保排放指標不達標，輕則受到考核，重則需要強制停機處理，所以電除塵系統的穩定運行直接影響機組的可靠性。某電廠的電除塵系統投產后問題較多，經常出現無故障報警自動跳閘、小濕電頻繁跳閘且升不起電壓等異常問題。由于電除塵器相關設備多，兩臺機組電場數量就達到40多個，如此頻繁出現故障成為十分棘手的問題。

【關鍵詞】靜電除塵器;小濕電;控制主板;整流變壓器

引言

國家能源局2016年發布的《能源發展“十三五”規劃》中提到“全面實施燃煤機組超低排放與節能改造，推廣應用清潔高效煤電技術，嚴格執行能效環保標準，強化發電廠污染物排放監測”，這對燃煤電廠節能要求提出更高的標準。現在有部分燃煤廠對單項污染物排放值達到了超低排放限值，但大多電廠忽略了節能要求。傳統電除塵系統耗電量一直很大，同時，電除塵電氣系統長期運行在大電流、高功率方式下，不但能耗大，還會造成電除塵電器元件的損壞，特別是高壓控制柜和整流變壓器常因電流大、溫度高，導致設備故障率高，維護費用和工作量均比較大。現在以實際工況特性分析為基礎，鍋爐負荷、煙氣溫度等多種參數為參考的閉環反饋控制電除塵器節能技術日益成熟，已在多個大型火電廠成功應用，效果顯著。在保證除塵效率的前提下，該類技術節電率最高可達80%以上，平均節電超過50%，能夠達到保效節能的目的。

1靜電除塵器基本原理

電除塵器是在兩個曲率半徑相差很大的陽極板和陰極線上，通以高壓直流電，維持一個足以使氣體電離的靜電場。氣體電離后所產生的電子、陰離子和陽離子，吸附在通過電場的粉塵上，而使粉塵獲得荷電。荷電粉塵在電場力的作用下，便向電極性相反的電極運動而沉積在電極上，以達到粉塵和氣體分離的目的。當沉積在電極上的粉塵厚度達到一定的厚度時，通過振打使其以片狀脫落，被振落的灰塵落入灰斗中，完成清灰過程。

2電除塵問題出現及解決方案

該電廠投產以來，靜電除塵器電場經常無故障跳閘。常規跳閘故障可能為：（1）整流變壓器發熱嚴重，整流變溫升超過40℃或設備內部有明顯的閃絡、拉弧、振動等。（2）阻尼電阻起火。（3）高壓絕緣部件閃絡，高壓電纜頭有閃絡放電。（4）供電裝置失控，出現大的電流沖擊。（5）電場內部短路。（6）灰斗堵灰嚴重。但技術人員到現場檢查后，發現設備無上述異常，且跟正常設備無異常。通知運行人員啟動試運行之后，電流、電壓參數正常，電場運行正常。一段時間后，又跳閘，正常運行時間毫無規律，運行人員監控壓力重大。技術人員通過多次試驗對比發現主要是由控制主板運行不穩定所致，為此根據實際運行情況重新優化控制參數，對每個主板程序進行升級更新，同時對二次回路接線重新校正、緊固，使得控制主板故障率大大下降，靜電除塵器運行穩定性得到大大提高，無故障跳閘情況基本解決。

3濁度控制改造

對電除塵系統進行進一步的優化，加入濁度控制功能。其濁度取自出口煙氣粉塵節點數據，在系統組態中設置上、中、下3個閾值，并設置除塵器電源二次電流上下限制。主要的控制邏輯為：當粉塵濁度大于上閾值時，直接將除塵器電源二次電流設置到上限;當粉塵濁度大于中閾值小于上閾值時，粉塵濁度上升則根據設定梯度提高二次電流限制值，粉塵濁度下降或不變時則不改變二次電流限制值;當粉塵濁度大于下閾值小于中閾值時，粉塵濁度上升或不變則不改變二次電流限制值，粉塵濁度下降則根據設定梯度降低二次電流限制值直至二次電流下限;當粉塵濁度小于下閾值時，直接將除塵器電源二次電流設置到下限。當前系統中設置的梯度值為1、2號電場50mA，3、4號電場30mA。加入濁度控制功能之后，除塵控制器能夠更加精準地跟蹤出口煙氣排放質量濃度，實時控制調節參數，減少了人工干預的過程，做到自動化的電除塵智能控制。

4小濕電設備概述

某廠EPM（電風攔截濕式電除塵器裝置）為新一代輔助除塵、除酸、除霧裝置（俗稱小濕電）。主要由氣流分布裝置、陰陽極、殼體、沖洗系統、高壓電源、保溫箱、吹掃風機、加熱器、樓梯走道及控制系統、滴液收集器等組成。其中，陰陽極采用特殊的橫向組排結構，由數十個煙氣通道組成，每個通道由一對陽極板+一根針刺型陰極電暈線組成靜電收集電場，陰陽極均采用特殊防腐材料設計制造。來自上游的濕冷煙氣以一定的速度流經該小濕電各個電場通道，在電場的作用下，煙氣中的液滴及粉狀顆粒等被荷上電，并在電場力、氣流流經陽極板時產生的離心力和慣性力的多重作用下，煙氣內的霧滴撞擊到陽極板上匯集形成水膜，在重力作用下，下落至殼體下部收集器內。實現了氣液分離，使得流經小濕電的煙氣達到除酸、除塵、除霧要求后排出。HEW小濕電電場電壓可穩定運行在60kV以上，對應的除霧效果較為明顯，結構緊湊、易于與煙道結合布置，由于適應5-7m/s較高風速特點，特別適合作為燃煤電廠濕法脫硫后的輔助除塵除酸除霧的補充手段，滿足10mg/Nm3粉塵排放場合。

5除塵器型式的改造

隨著國家環保指標進一步嚴格，在2014年煙塵排放指標下調至實現在新標準下的≤30mg/Nm3，原運行控制范圍70-80mg/Nm3已經遠遠達不到環保排放要求，這更需要除塵設施運行高效穩定，將設備故障率降到最低。因此，通過2013-2014兩年，對三臺鍋爐除塵器進行改造，將每臺鍋爐原有的第三、第四電場拆除，安裝布袋除塵區，即改造成FE型電袋復合除塵器。在FE型電袋復合除塵器中，煙氣從進口喇叭進入前級電除塵區，煙塵在電場電暈電流作用下荷電，大部分被電場收集下來，少量已荷電未被捕集，粉塵隨煙氣均勻緩慢進入后級布袋除塵區，被濾袋過濾后達到凈化目的，設備改造后鍋爐煙塵濃度排放指標基本都控制在10-20mg/Nm3之間。

結語

綜上所述，鍋爐煙氣除塵設備在運行的過程中，為了進一步提高效率，需要及時發現設備的問題，對其進行更新改造。除了從設備上改進，還需要對管理鍋爐的人員進行相應的培訓，讓他們把學習到的知識運用到實踐中，理論與實踐相結合，加強對機械設備的檢修，進一步提高鍋爐除塵設備的穩定性，保證排出的氣體不會污染環境。

參考文獻：

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（作者單位：華能左權煤電有限責任公司）