濕式電除塵在煤氣除塵系統中的改造及應用

武世龍 王賀敏

摘要：本文通過對鋼鐵企業燃氣蒸汽聯合循環發電機組煤氣系統濕式電除塵的除塵機理及現狀進行分析，提出了對除塵系統內部進行優化的改造方案，解決了原除塵器積垢多、除塵效果差、運行不穩定問題，從而保障了電除塵的穩定高效運行。

關鍵詞：節能減排;濕式電除塵;煤氣系統除塵;改造應用

中圖分類號：X757 ???文獻標識碼：A ???文章編號：1671-2064（2019）16-0000-00

0 引言

目前國內大多數鋼鐵企業為實現節能減排，充分利用鋼鐵企業產生的高爐煤氣、焦爐煤氣及轉爐煤氣，配備了自備電廠。因高爐、焦爐、轉爐生產后的煤氣品質較差，一般在利用前，都配有電除塵設備，對常規發電機組而言，一次除塵后的煤氣能基本滿足燃料品質要求，保證燃料系統的穩定運行。較常規發電機組而言，燃氣蒸汽聯合循環機組對煤氣品質的要求更高，除一次除塵外，通常在電站煤氣系統壓縮之前配有相配套的電除塵，以保證煤氣品質達到燃機運行要求。

邯鋼9E燃機電廠為150MW燃氣蒸汽聯合循環發電機組，其中燃機采用進口GE燃機及輔機成套機組，余熱鍋爐采用杭鍋設備，汽輪機采用東汽設備，均為國內外先進設備。機組所用主燃料為高爐煤氣，并配有焦爐煤氣、轉爐煤氣以調整熱值，滿足燃機燃燒運行的要求。機組采用低熱值煤氣燃料為聯合循環發電站的主燃料，在機組最大負荷時，所需混合煤氣量約為33萬Nm ³/h。為使機組在運行時能得到高品質的煤氣燃料，焦爐煤氣設置獨立的電捕焦油器，去除焦煤中的焦油及雜質，經去焦油后的焦爐煤氣與高爐煤氣、轉爐煤氣混合后，進入濕式電除塵器，以去除煤氣中的雜質，為電廠提供符合要求的煤氣燃料。電除塵在整個電廠運行中，擔負著去除大量煤氣中的雜質，為煤氣壓縮機、燃機及輔機設備的穩定運行提供重要保障，因此電除塵設備的長周期穩定高效運行，對電廠尤為重要。

1?電除塵運行機理及技術參數要求

1.1 電除塵運行機理

濕式電除塵器的工作原理，是高壓電暈放電使粉塵或水霧荷電，荷電的粒子在電場力的作用下到達集塵板，濕式電除塵器采用沖刷液沖洗電極，將收塵板上捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨之排出。濕式電除塵器主要由進出口風道、除塵器殼體、導流板、整流格柵、陽極收塵板陰極線、絕緣箱、沖洗水系統、電源及控制系統組成^[1]。

1.2 電除塵運行技術參數要求

邯鋼9E燃機電廠為燃氣蒸汽聯合循環發電站，所用燃料為高爐煤氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣，為使燃機系統得到高品質的煤氣燃料，3種煤氣在混合后進入系統前，配置了濕式電除塵，處理煤氣能力為330000Nm ³/h，具體技術參數如表1所示。

2 電除塵改造前運行狀況及分析

邯鋼9E燃機電廠濕式電除塵在運行中存在高壓二次電壓不穩定、且變化幅度大，電場放電頻繁。設備收塵極極板、放電極極線及其部件采用普通碳鋼材質、板表面出現銹蝕夾層、極板變形比較嚴重，濕式電除塵器出口煤氣含塵濃度難以達到≤1 mg/Nm3的凈化效果，煤氣凈化效果變差，此外，電場清洗效果不好，收塵極極板表面殘留粉塵結垢現象嚴重。針對以上問題的采集分析如下^[2]。

2.1 電極部分

電極是濕式電除塵器的核心部分。電極的配置形式、結構及材料的選用，是電除塵運行正常與否的關鍵。原放電極及收塵極極板均采用普通碳鋼材質，運行中出現腐蝕夾層的現象比較嚴重，隨著運行時間過長，附著在放電極及集塵極極板的鐵銹及粉塵呈膠著狀態，不易沖刷，久而久之，造成放電極及集電極之間間距縮小，導致放電頻繁。此外，因需除塵煤氣量大，原收塵極極板采用高度7m、寬度1米的普通碳鋼拼接而成，放電極則采用高度為7.6m的極柱，懸掛在極板之間，在長期運行中，放電極極柱存在變形，收塵極極板拼接處也存在開裂現象，致使放電極與集電極間距縮短，頻繁發電，更有甚者，因電極變形嚴重，導致放電極及集電極搭接，出現短路現象。

2.2 水沖洗部分

原電除塵水沖洗采用高壓斷電周期沖洗方式，根據電場運行情況，人為設定沖洗周期，采用瞬間大水量，沖掉放電極及極板的粉塵污垢，經過幾年的運行實踐，陽極板出現銹蝕夾層、極板高度高、變形比較嚴重，積垢現象嚴重，沖洗水很難將極板中灰塵沖掉，特別是極板下半部分，污垢已成膠著狀態，水沖洗效果并不是十分理想。電場周期清洗時瞬時用水量非常大，也影響了煤氣的凈化效果。

2.3 其他部分

電除塵瓷瓶分進線瓷瓶和支撐瓷瓶。支撐瓷瓶是電源與本體陰極連接的通道，對放電極起到支撐懸掛的作用，瓷瓶本身的絕緣性能變差，將縮小陰極與陽極的放電間距，影響除塵效果，此外，支撐瓷瓶在長期運行中，應保證較好的支撐效果，保證不損壞，各支撐點受力均勻。電除塵接地刀閘在電除塵檢修維護中起著重要作用，通常通過高壓隔離開關進行自動控制。運行中，因高壓隔離開關電磁鐵失靈，每次投運高壓時，需要操作人員到現場手動強制扳動隔離開關電磁鐵到位（鐵絲捆綁），非常不方便。經與電磁鐵供應商德國舒爾茨公司聯系，答復是該電磁鐵不屬于其標準系列產品。

3 電除塵改造