百萬超超臨界機組電除塵系統節能優化

文_夏玉芳 尹柱良 蔡健

1 廣東惠州平海發電廠有限公司 2 廣東電力發展股份有限公司

上汽某百萬超超臨界燃煤機組在完成超低排放改造之后，電除塵耗電率偏高，本文以該百萬燃煤機組為例，在確保環保指標達標的情況下，通過優化電除塵整流變出力、電除塵節能模式等節能措施，降低電除塵耗電率，保證其安全、環保、經濟運行。

1 電除塵系統概況

案例機組采用龍凈環保公司生產的電除塵設備，保證效率≥99.65%，除塵器出口煙氣含塵量＜35mg/Nm3。單臺機組配兩臺BE型三室四電場靜電除塵器。一、二、三電場陰極線采用針刺線結構，四電場陰極線采用螺紋線結構，陽極板采用BE型結構。電除塵本體內每個電場均采用小分區供電，兩臺爐共48臺整流變壓器，其中1號爐一電場6臺硅整流變壓器已升級為福建龍凈的變頻整流變。電除塵節能系統主要是以機組負荷信號及電場的伏安特性曲線情況，自動選擇電除塵高壓整流設備的運行方式，將二、三、四電場由全波供電調整為間歇供電方式，在保證電除塵器出口排放達到性能保證的前提下，實現電除塵節能運行。

2 電除塵系統節能優化措施

通過對靜電除塵器整流變電流極限、電壓上限的調整，以及對節能模式的優化調整，探索降低整流變出力等優化節能控制，在滿足凈煙氣煙塵超低排放的前提下，降低靜電除塵器整流變的電耗。

2.1 電除塵系統試驗條件

試驗期間靜電除塵器整流變投入節能模式正常運行，達到設計除塵效率，脫硫入口原煙氣煙塵濃度＜35mg/Nm3、煙囪出口凈煙氣煙塵濃度＜6mg/Nm3。脫硫吸收塔系統運行正常。靜電除塵器振打裝置投入“分組振打”“斷電振打”模式運行正常。調整運行方式前，確認各整流變運行參數穩定，檢查整流變火花率小于10次/min；確認脫硫入口原煙氣煙塵濃度、煙囪出口凈煙氣煙塵濃度穩定，CEMS分析系統運行正常。每次試驗前必須分析評估機組升降負荷、機組吹灰、機組滿負荷、燃煤熱值及灰分、脫硫入口原煙氣煙塵濃度、凈煙氣煙塵濃度、整流變二次電流電壓等工況。

2.2 整流變電流極限優化調整

在滿足試驗條件的前提下，依次對電除塵A、B列一、二、三、四電場整流變電流極限優化調整，并記錄試驗參數，調整后見表1。試驗目標：一、二電場電流極限由75%逐漸調整至50%，三、四電場電流極限由75%逐漸調整至60%，每次降低5%，每降低5%進行分析評估，滿足要求再進行下一步驟，否則終止試驗。

2.3 整流變電壓上限優化調整

在整流變電流極限優化調整試驗后，如仍有節能空間，在滿足試驗條件的前提下，依次對電除塵A、B列一、二電場整流變電壓上限調整，并記錄試驗參數，調整后見表1。試驗目標：一電場電壓上限由120%逐漸調整至100%，二電場電壓上限由120%逐漸調整至110%，每次降低10%，每降低10%進行分析評估，滿足要求再進行下一步驟，否則終止試驗。

表1 電除塵整流變運行參數調整表（機組負荷1000MW）

2.4 電除塵節能模式優化調整

在整流變電流極限、電壓上限優化調整試驗后，如仍有節能空間，在滿足試驗條件的前提下，繼續深度開展節能模式優化調整。負荷區間優化：＜400MW，調整為500MW；400～600MW，調整為500～700MW；600～800MW，調整為700～850MW；800～1000MW，調整為850～1000MW。電場運行方式調整（放電方式）：調整后的500～700MW，一、二、三、四電場運行方式分別為0、1:2、1:2、1:2。

3 風險分析及控制

脫硫入口原煙氣煙塵濃度異常波動或小時均值＞35mg/Nm3、煙囪出口凈煙氣煙塵濃度異常波動或小時均值＞6mg/Nm3，終止試驗，立即恢復整流變原運行方式。整流變二次電流、電壓異常波動大，火化率大于50次/min，立即恢復整流變原運行方式。脫硫入口原煙氣煙塵濃度、凈煙氣煙塵濃度等主要儀表故障異常，終止試驗，立即恢復整流變原運行方式。出現整流變故障跳閘，暫停節能調整試驗，適當提高整流變出力，確保凈煙氣煙塵濃度滿足超低排放標準。一旦出現煙塵排放超標，無法滿足煙塵超低排放要求時，則立即終止試驗，恢復整流變原來運行方式，退出節能模式，并適當提高整流變出力，退出斷電振打、降低四電場振打高度導通角小于20。嚴禁出現凈煙氣煙塵濃度小時均值超過10mg/Nm3。由于粉塵濃度受機組變負荷、吹灰、電場斷電振打、煤種變化等影響較大，故電除塵優化控制應充分考慮到以上因素，在調整時留足裕量，做到既節能又環保。

4 試驗結果分析

4.1 耗電率分析

試驗得到調整前后電除塵系統運行電流變化，結果如表2所示。從電除塵運行電流數據表知，兩臺機組電除塵調整后除塵變電流平均下降37.28%和16.23%，2A側電除塵無功補償裝置故障，未投運，造成2A側除塵變運行電流較2B側高。另外,1號機組電除塵一電場整流變為變頻電源，節能效果較好，整體電流相較于2號機組電除塵要低。從電除塵耗電率數據表知，兩臺機組電除塵運行方式調整后廠用電率下降率為29.17%和18.52%。預計2022年電除塵廠用電率相對2021年下降0.05%，按照年發電量110億kWh，預計每年可節約廠用電550萬kWh。

表2 電除塵變運行電流

4.2 凈煙氣煙塵濃度分析

電除塵深度節能調整前后平均凈煙氣煙塵濃度數據對比。通過數據可知，節能調整后1、2號機組的凈煙氣煙塵濃度月度均值分別上升52.32%、45.69%，為4.09mg/Nm3、4.18mg/Nm3，小時均值均小于10mg/Nm3的超低排放標準。

4.3 吸收塔漿液品質分析

由于電除塵整流變的節能運行，吸收塔原煙氣及凈煙氣煙塵濃度有所提高，導致吸收塔截留的粉塵量增多。此種情況嚴重的話會導致吸收塔漿液中鹽酸不溶物等雜質含量增多。表3為電除塵深度節能調整前后吸收塔漿液部分指標數據對比,通過數據可知，節能調整后1、2號吸收塔漿液氟離子濃度及鹽酸不溶物濃度無明顯上升。

表3 吸收塔漿液部分指標

5 結語

案例機組電除塵系統經過節能優化后，凈煙氣煙塵濃度滿足超低排放指標要求，吸收塔漿液品質穩定,電除塵系統耗電率下降0.05%，電除塵低功率運行可降低整流變等設備的損耗，優化了除塵設備的使用工況，可供同類機組節能優化時參考。