火電廠靜電除塵器防板結及解決對策探討

內蒙古大板發(fā)電有限責任公司 楊占海 尚志強 孫海波 王術力

1 設備介紹

內蒙古大板發(fā)電廠2×600MW 燃煤空冷發(fā)電機組鍋爐為北京B&W 公司按美國B&W的RBC系列鍋爐技術標準，結合本工程燃用的煤質特性和自然條件，進行性能、結構優(yōu)化設計的亞臨界參數RBC鍋爐。

每臺爐配兩臺由福建龍凈提供的雙室四電場靜電除塵器。目前為達到超低排放改造要求，同時脫硝所采用的催化劑，隨著使用壽命的衰減，氨逃逸不斷增大，硫酸氫氨的凝結溫度區(qū)間為147～200℃，當環(huán)境溫度在這個范圍內時硫酸氫氨很容易凝結，沾染灰分，導致溫度較低的后部煙氣處理設備電除塵器陽極板、陰極線結垢，從而降低電除塵器除塵效率，最終影響煙囪粉塵排放的指標[1]。

2 改造技術

2.1 電除塵器防板結技術

針對性的解決極板板結與極線封閉兩個難題，采用鏡面不銹鋼，使含有硫酸氫氨的灰附著在極板表面的附著力降低。極線采用短時加熱氣化，輔助振打的方案解決極線封閉的問題，此項技術在國內屬于首例。通過提高極線表面溫度蒸發(fā)氣化陰極附著的硫酸氫氨，從而提高振打的效果。

此項技術的主要難點在于高壓與低壓在同一裝置的自動切換。并且達到電流均衡加熱的效果。收塵極板改制為光潔度較高的鏡面不銹鋼，首次應用火電行業(yè)。為達到整個陰極框架中陰極線的加熱均勻性，在實驗室進行了陰極系統(tǒng)加熱試驗，以保證陰極框架的穩(wěn)定性[2]。

2.2 陰極線加熱試驗

本次試驗測試內容為試驗一測量螺旋線加熱絲和鐵鎳鋁加熱絲加熱至150℃時加熱絲兩端的電壓、電流。試驗硬件配置見表1。

表1 試驗硬件配置

電焊機通電后分別將電焊機的輸出線接到加熱絲的兩端，加熱絲的長度大約3m，然后使用手持測溫成像儀進行測溫，如果溫度未能升至150℃時可以適當調整電焊機的輸出電流，當加熱絲的溫度加熱至150℃時測量加熱絲兩端的電壓，并記錄測量值[3]。

加熱絲加熱至150℃時電流電壓參數見表2。

表2 加熱150℃時電流電壓參數

根據測試5m長的鐵鎳鋁加熱絲的阻值為1.4Ω，5m 長的螺旋線加熱絲的阻值為0.6Ω，相同長度的加熱絲鐵鎳鋁加熱絲的阻值要比螺旋線加熱絲的阻值大。當這兩種加熱絲都加熱至150℃時測得鐵鎳鋁加熱絲的電壓為DC 31V，電流為電焊機顯示電流18A，螺旋線加熱絲的電壓為DC 24.2V，電流為電焊機顯示電流20A。經過計算得出3m 鐵鎳鋁加熱絲功率為558W，3m 長螺旋線加熱絲功率為480W。單排小框架加熱電氣參數是電阻為0.7Ω，功率為34317W，電流為221.4A。

2.3 加熱電源選型理論計算依據

螺旋加熱絲連接如圖1所示，計算加熱絲的總電阻、計算加熱絲加熱至150℃時總電流以及總功率，U+，U-的電壓假設為120V，每一排的電壓平均分為DC 24V，經測量一根3m的螺旋線加熱絲電阻為0.6Ω，R1—R50每根的長度為3m。

關于螺旋線加熱絲總電阻計算，R1—R10 的等效電阻為：

1/R=1/R1+1/R2+…1/R9+1/R10

R=0.06Ω

同理得出R11—R20、R21—R30、R31—R40和R41—R50的等效電阻都為0.06Ω，所以其串聯(lián)起來總電阻為0.3Ω。

關于螺旋線加熱絲總電流計算，每一根螺旋線加熱絲的電阻為0.6Ω，R1—R10 的等效電阻為0.06，R1—R50 的總電阻為0.3Ω。U+，U-的電壓設為DC 120V，則螺旋線加熱絲如圖1 排列時U+，U-的總電流為：

I=U/R=120/0.3=400A

關于螺旋線加熱絲總功率計算，一共50 根3m的螺旋線加熱絲同時加熱則總功率為：

P=UI=120×400=48000W

鐵鎳鋁加熱絲如圖1 連接時，計算加熱絲的總電阻、計算加熱絲加熱至150℃時總電流以及總功率，U+，U-的電壓假設為DC 155V，每一排的電壓平均分為31V，經測量一根3m 的螺旋線加熱絲電阻為1.4Ω，R1-R50每根的長度為3m。

關于螺旋線加熱絲總電阻計算，R1—R10 的等效電阻為：

1/R=1/R1+1/R2+…1/R9+1/R10

R=0.14Ω

同理得出R11—R20、R21—R30、R31—R40和R41—R50的等效電阻都為0.14Ω，所以其串聯(lián)起來總電阻為：

R總=0.14×5=0.7Ω

關于螺旋線加熱絲總電流計算，每一根鐵鎳鋁加熱絲的電阻為1.4Ω，R1—R10 的等效電阻為0.14），R1—R50的總電阻為0.7Ω，U+，U-的電壓設為DC 155V，則鐵鎳鋁加熱絲如圖1 排列時U+，U-的總電流為：

I=U/R=155/0.7≈221.4A

關于螺旋線加熱絲總功率計算，一共50 根3m的鐵鎳鋁加熱絲同時加熱，總功率為：

P=UI=155×221.4=34317W

采用螺旋線加熱絲加熱電源需選型為輸出電流至少為400A，功率為4.8kW 以上，采用鐵鎳鋁加熱絲加熱電源需選型為輸出電流至少為221.4A，功率為3.4317kW以上。

3 改造方案

3.1 施工范圍

本次改造部位確定為右一電場靠近電除塵殼體邊緣，1號機組靜電電除塵器（一室第一電場的八分之一電場，即4個通道，4排陽極、3排陰極小框架）的防板結改造研究技術包括電除塵器部分極線，極板的升級更換，電器設備的安裝及電纜敷設，改造完成后對改造部分電場整體調試及試運。

3.2 施工方案

一是振打裝置拆除，陽極系統(tǒng)振打三排極板設一個振打點，陰極系統(tǒng)振打8 個小框架設一個振打點，按照改造需求，需要保護性拆除B12 室右側2個陽極振打裝置，后續(xù)恢復利用。

二是頂蓋板拆除，頂蓋板拆除前人員做好高空防墜落措施，作業(yè)人員安全帶懸掛牢靠，切割前將滅火器放置動火區(qū)域，將頂蓋板分塊拆除，利用吊車逐一拆除放置在地面。

三是陰、陽極板拆除，根據圖紙及施工范圍，改造部位陽極拆除一個小框架（包含3排極板），用吊車懸掛并受力，脫離大梁，拆除定位耙，從除塵器殼體內部吊放在地面。陰極框架吊裝前將吊鉤懸掛牢固，陰極小框架懸吊梁斷開位置為距離懸吊桿中心100mm 處，陰極小框架切割前將吊車懸掛并受力，待切割后吊至地面。陽極、陰極小框架拆除如圖2所示。

圖2 陽極、陰極小框架拆除

四是陰極線安裝，本次更換6 排陰極小框架，制作新型框架及極線。重新設置陰極吊點，原吊點位置不動。安裝陰極線前將陰極吊梁安裝完成并保證同極距偏差不大于5mm。陰極框架，檢查無誤后進行安裝。陰極線安裝固定于陰極吊梁，等陰極框架調整平整后，懸掛陰極線，陰極線懸掛保證所有陰極線的緊張緊力在設計范圍，具體張緊力的大下以陰極線線體繃直稍加吃緊為合格，注意不宜過緊。

五是高壓進線裝置安裝，高壓進線裝置的安裝須結合高壓電氣設備的安裝、調試，參照高壓靜電除塵用整流設備使用說明書和電除塵設備調試指南。安裝應按技術要求進行，開關箱安裝應牢固可靠、操作靈活，行程滿足要求。安裝時注意變壓器就位時底座必須與保溫箱加強槽鋼對應。開關箱分配準確到位，觸點接觸點良好。安裝完畢后須再次檢查各連接點是否可靠，并清除所有異物。

高頻電源安裝完成后將底座與頂板焊接固定，高頻電源與隔離開關柜接觸法蘭密封嚴密。頂板封閉前檢查高壓引線與陰極吊桿連接牢固，并保證高壓引線與殼體的安全距離大于等于300mm，高頻電源擺放位置等頂蓋板恢復后就近于穿墻瓷瓶位置。

高電流加熱電源不同于高頻電源，其采用定制規(guī)格銅排作為引線，穿過保溫層及頂蓋板均采用穿墻瓷軸，保溫層外側設置保溫箱，以便保證人員安全及瓷軸加熱，銅排與陰極吊梁采用螺栓連接。

六是電控設備安裝，本次試驗項目所有設備控制均在除塵器就地控制柜集中控制，控制箱預留Modbus 485 通訊接口?？蓪崿FDCS 遠程監(jiān)控。就地控制柜控制器采用PLC 控制，主要控制設備有低壓1 臺加熱電源、1臺高頻電源、3 電動高壓隔離開關柜（自研發(fā)）、2只電磁振打器、2只加熱圈。

本次電除塵器防板結試驗就地控制柜總電源引自1 號爐0.4kv 除塵PC 配電室1BFC04B01 備用間隔框架開關柜，需對其柜內二次綜保裝置進行定值調整，需更換CT 互感器。1BFC04B01 斷路器控制方式采用就地分合閘，僅作為供電，所有設備啟停監(jiān)測均在就地控制柜完成，同時在DCS監(jiān)測。就地控制柜配置就地LCD顯示屏，可在就地實時控制。

4 預期改造效果

穩(wěn)定保持電除塵器的除塵效率。通過投運氣化加熱系統(tǒng)，可延長電除塵器的檢修及維護周期，減少維護成本。增強電除塵器應對脫硝催化劑的壽命衰減的影響。提高電除塵器效率，降低脫硫入口粉塵濃度，間接提高脫硫效率。徹底解決極線極板結垢問題，降低維護成本。

5 結語

隨著燃煤機組SCR 脫硝系統(tǒng)的運行時間增長，脫硝催化劑投入時間過長導致氨逃逸嚴重，導致電除塵器板結的情況日加嚴重。通過對電除塵器進行防板結改造，可以有效的解決陽極板、陰極線板結的情況，延長陽極板、陰極線的使用壽命，保證電除塵器的除塵效率。