前后小分區(qū)供電除塵器在華能海門電廠的應(yīng)用與研究

摘要：以經(jīng)前后小分區(qū)供電改造后的電除塵器在華能海門電廠的應(yīng)用為例，介紹了前后小分區(qū)供電改造除塵器的具體改造方案，分析了改造后的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，為今后推廣應(yīng)用前后小分區(qū)供電除塵器改造項(xiàng)目提供了參考。

關(guān)鍵詞：前后小分區(qū)供電;電除塵器;升級(jí)改造

0 引言

傳統(tǒng)的小分區(qū)供電是將除塵器原一個(gè)電場(chǎng)一套電源供電按左右方向更改為一個(gè)電場(chǎng)兩套或者更多（具體數(shù)量視除塵器的室數(shù)而定）的獨(dú)立電源供電，將每一個(gè)電場(chǎng)的供電按左右方向分為獨(dú)立的兩個(gè)或者更多的區(qū)域。傳統(tǒng)的小分區(qū)供電在面對(duì)單室通道數(shù)較多的大機(jī)組除塵器時(shí)，其提效及穩(wěn)定運(yùn)行效果有限。

本次研究方案是在傳統(tǒng)左右分區(qū)的基礎(chǔ)上，將原有的單個(gè)分區(qū)分為前后兩個(gè)分區(qū)，使除塵器每個(gè)分區(qū)更加精細(xì)化，各分區(qū)根據(jù)粉塵比電阻和工況的變化，分別調(diào)整相應(yīng)分區(qū)的供電方式、振打周期、電氣參數(shù)等，使各分區(qū)的電氣運(yùn)行條件、工作狀態(tài)達(dá)到最佳，從而達(dá)到提高除塵器收塵效率和保證除塵器長(zhǎng)期穩(wěn)定收塵的效果。

1 前后分區(qū)電除塵器改造背景

華能海門電廠機(jī)組總規(guī)劃容量6×1 000 MW，其中一期機(jī)組規(guī)劃容量為4×1 000 MW。#1、#2機(jī)組每臺(tái)鍋爐尾部配備了兩臺(tái)三室四電場(chǎng)靜電除塵器，分別于2009年6月和9月投產(chǎn)。根據(jù)2014年7月西安熱工研究院有限公司對(duì)#2機(jī)組電除塵器性能現(xiàn)場(chǎng)摸底試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果顯示，電除塵器實(shí)際運(yùn)行煙塵排放濃度為47.1 mg/Nm3。為了降低煙塵排放濃度，提高除塵器除塵效率，滿足國家發(fā)改委、環(huán)境保護(hù)部、國家能源局聯(lián)合下發(fā)的發(fā)改能源〔2014〕2093號(hào)文件《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014—2020年）》中煙塵濃度的要求，華能海門電廠擬對(duì)一期#1、#2機(jī)組的電除塵器進(jìn)行提效改造。經(jīng)福建龍凈環(huán)保股份有限公司與華能海門電廠的深入交流，最終決定在#1、#2機(jī)組電除塵器前方增設(shè)低低溫設(shè)備，節(jié)能的同時(shí)也可降低除塵器入口的煙氣量，降低粉塵比電阻等，以上均有利于提高除塵器的除塵效果，但除塵器能否長(zhǎng)期穩(wěn)定高效運(yùn)行至關(guān)重要，經(jīng)討論決定將#1、#2機(jī)組電除塵器進(jìn)行前后分區(qū)升級(jí)改造，從而達(dá)到提效減排和保證除塵器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的目的，以滿足國家日益嚴(yán)格的環(huán)保排放要求。

2 除塵器改造前狀況

海門電廠#1、#2機(jī)組每臺(tái)鍋爐配置了兩臺(tái)由福建龍凈環(huán)保股份有限公司提供的左右分區(qū)三室四電場(chǎng)頂部振打式靜電除塵器，設(shè)計(jì)煤種入口濃度為13.56 g/Nm3，保證除塵效率≥99.7%，出口粉塵排放濃度≤40.68 mg/Nm3，經(jīng)過脫硫洗塵后，排放濃度可達(dá)到30 mg/Nm3以下。

根據(jù)西安熱工院2014年7月的試驗(yàn)報(bào)告——《華能國際電力股份有限公司海門電廠2號(hào)機(jī)組增容提效性能考核試驗(yàn)報(bào)告》，除塵器性能測(cè)試期間運(yùn)行數(shù)據(jù)如表1所示。

3 除塵器前后分區(qū)改造方案說明

根據(jù)我司多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同一供電分區(qū)，若其總收塵面積越小，則該供電分區(qū)的利用效率就越高，且首電場(chǎng)的粉塵濃度較后電場(chǎng)的大，每個(gè)電場(chǎng)前分區(qū)的粉塵濃度較后分區(qū)大，鑒于以上因素，最終決定對(duì)原三室四電場(chǎng)除塵器的前三個(gè)電場(chǎng)進(jìn)行前后小分區(qū)改造，改造前除塵器的分區(qū)布置如圖1所示。

前后分區(qū)劃分：原除塵器配套的是三室四電場(chǎng)靜電除塵器，陽極系統(tǒng)均為4塊BE板為一個(gè)板排組，第一和第四電場(chǎng)采用兩個(gè)板排組的組合方式（即8塊板），第二和第三電場(chǎng)用三個(gè)板排組的組合方式（即12塊板）。本次改造以陽極板的布置作為分區(qū)的切分依據(jù)：第一電場(chǎng)的前4塊板區(qū)域作為第一電場(chǎng)的前分區(qū)，后4塊板區(qū)域作為第一電場(chǎng)的后分區(qū);第二、三電場(chǎng)的前4塊板區(qū)域分別作為第二、三電場(chǎng)的前分區(qū)，后8塊板區(qū)域分別作為第二、三電場(chǎng)的后分區(qū)，第四電場(chǎng)因粉塵濃度較小不做更改。改造后除塵器分區(qū)布置如圖2所示。

陰極系統(tǒng)改造：原除塵器每個(gè)電場(chǎng)的前后分區(qū)屬于同一供電區(qū)，前后分區(qū)的陰極框架間可用套管連接，該套管既可將前后分區(qū)的陰極框架連成一個(gè)整體進(jìn)行導(dǎo)電，又可以防止原單桅桿結(jié)構(gòu)的陰極框架繞吊桿旋轉(zhuǎn)，提高框架的穩(wěn)定性能。本次改造將前后分區(qū)分為了兩個(gè)不同的供電區(qū)，為了防止不同供電區(qū)的電壓相互干擾，使每個(gè)分區(qū)完全獨(dú)立化，前后分區(qū)間的陰極框架必須相互獨(dú)立，不允許使用連接套管，但為了防止陰極框架繞吊桿旋轉(zhuǎn)，需將原有的單桅桿式陰極框架結(jié)構(gòu)更改為雙桅桿式陰極框架結(jié)構(gòu)。第一電場(chǎng)改造前單桅桿陰極框架如圖3所示，第一電場(chǎng)改造后雙桅桿陰極框架如圖4所示。

陽極系統(tǒng)改造：原除塵器陽極振打系統(tǒng)為了不與陰極振打系統(tǒng)相互干涉，陽極系統(tǒng)的振打結(jié)構(gòu)必須設(shè)置成偏心的振打結(jié)構(gòu)。本次改造陰極系統(tǒng)由單桅桿結(jié)構(gòu)更改為雙桅桿結(jié)構(gòu)，振打器的位置已發(fā)生變化，該變化可使陽極振打系統(tǒng)設(shè)置成對(duì)中的振打結(jié)構(gòu)。第一電場(chǎng)改造前偏心振打陽極系統(tǒng)如圖5所示，第一電場(chǎng)改造后對(duì)中振打陽極系統(tǒng)如圖6所示。

高頻電源改造：按如上方案改造后，第一電場(chǎng)前后分區(qū)、第二電場(chǎng)前分區(qū)、第三電場(chǎng)前分區(qū)各分區(qū)的總集塵面積相同，且均只有第二、三電場(chǎng)的后分區(qū)和第四電場(chǎng)各集塵面積的一半，考慮到首電場(chǎng)和各電場(chǎng)首分區(qū)的粉塵濃度較大，應(yīng)相應(yīng)加大電流密度和電壓，經(jīng)核算第一電場(chǎng)的前后分區(qū)以及第二、三電場(chǎng)的前分區(qū)均選用1.2 A/85 kV的高頻電源，第二、三電場(chǎng)的后分區(qū)利舊原第二、第三電場(chǎng)高頻電源，第四電場(chǎng)不做改動(dòng)。

4 前后小分區(qū)改造后的優(yōu)勢(shì)分析

（1）陰極框架由單桅桿結(jié)構(gòu)更改為雙桅桿結(jié)構(gòu)，使每個(gè)陰極框架增加了一個(gè)吊掛點(diǎn)和振打點(diǎn)，增加了陰極框架的穩(wěn)定性，提升了清灰能力，從而避免因粉塵聚集而造成的電暈封閉等現(xiàn)象;陽極振打系統(tǒng)由偏心結(jié)構(gòu)更改為對(duì)中結(jié)構(gòu)，有利于頂部振打結(jié)構(gòu)的振打力均勻傳遞，確保陽極板受力均勻，保證清灰效果，從而保證除塵器的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）每個(gè)供電區(qū)所對(duì)應(yīng)的總收塵面積減小，電源利用率得到提高，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與高效目的，且供電區(qū)減小后，振打控制的矩陣塊相應(yīng)減小，有利于提高振打控制的可靠性和穩(wěn)定性，確保除塵器可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）增加了前后方向的供電區(qū)級(jí)數(shù)，該項(xiàng)目由原來的4級(jí)變?yōu)榱烁暮蟮?級(jí)，各供電區(qū)域內(nèi)濃度梯度減小，供電裝置與電場(chǎng)更加完美匹配，運(yùn)行電暈功率得到一定提升，從而提升除塵效率。

（4）每個(gè)供電分區(qū)區(qū)域減小后，有利于后續(xù)除塵器的檢修及故障排除。此外，當(dāng)某一供電區(qū)出現(xiàn)故障退出運(yùn)行時(shí)，因退出區(qū)域較小，對(duì)除塵器的收塵效果影響也相應(yīng)減小，能夠最大程度保證除塵器的性能。

5 測(cè)試及運(yùn)行效果

從項(xiàng)目改造完成投運(yùn)測(cè)試結(jié)果來看，#1、#2機(jī)組除塵器出口排放濃度分別為13.8 mg/Nm3和14.1 mg/Nm3，滿足合同要求的不大于15 mg/Nm3排放要求，從長(zhǎng)期運(yùn)行情況來看，2017年開始投運(yùn)至今，排放長(zhǎng)期穩(wěn)定維持在14 mg/Nm3左右，符合國家標(biāo)準(zhǔn)的低排放要求，運(yùn)行穩(wěn)定且效果良好。

6 結(jié)語

前后小分區(qū)改造電除塵器通過實(shí)踐應(yīng)用證明，前后小分區(qū)結(jié)構(gòu)的電除塵器陰、陽極振打清灰效果好，各分區(qū)利用率高，各分區(qū)可根據(jù)粉塵濃度和工況的變化靈活調(diào)整各分區(qū)的供電、振打參數(shù)，使除塵器高效穩(wěn)定運(yùn)行，為后續(xù)新建、改造除塵器項(xiàng)目提供了新的技術(shù)方向。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 劉后啟，林宏.電收塵器[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1987.

[2] 唐國山.工業(yè)電除塵器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[3] 何毓忠，何海濤.低低溫電除塵技術(shù)針對(duì)電廠的適用性分析[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2016（10）：69-72.

[4] 中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)電除塵委員會(huì).燃煤電廠煙氣超低排放技術(shù)[M].北京：中國電力初版社，2015.

[5] 酈建國，酈祝海，何毓忠，等.低低溫電除塵技術(shù)的研究及應(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2014（3）：28-34.

收稿日期：2020-03-03

作者簡(jiǎn)介：吳榮鑫（1983—），男，福建武平人，工程師，研究方向：電除塵與脫硝。