靜電除塵器系統(tǒng)超低排放改造調(diào)試研究

吳奔

（沙角A 電廠，廣東 東莞 523936）

0 引言

某電廠位于廣東省珠三角中心區(qū)域的東莞市虎門(mén)鎮(zhèn)，為廣東省主力發(fā)電廠之一，共建有5 臺(tái)燃煤機(jī)組，總裝機(jī)容量1290MW。廠址北距虎門(mén)鎮(zhèn)約9km，距東莞市約24km，東南距深圳市約70km，廠址南側(cè)瀕臨伶仃洋交椅灣，西南側(cè)珠江口對(duì)岸為廣州市南沙經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，是廣州市遠(yuǎn)洋航道的出入口、必經(jīng)之地。機(jī)組分二期工程建設(shè)，一期工程為3×200MW 機(jī)組，1987 年1 號(hào)機(jī)組建成發(fā)電，2、3 號(hào)機(jī)組分別于1988 年、1989 年投產(chǎn)發(fā)電。二期工程為2×300MW 機(jī)組，4、5 號(hào)機(jī)組于1993 年建成投產(chǎn)發(fā)電。一期工程1 至3 號(hào)機(jī)組經(jīng)改造后已增容至210MW，二期工程4、5 號(hào)機(jī)組經(jīng)改造后已增容至330MW。

5 臺(tái)燃煤機(jī)組先后于2004 年、2006 年完成了脫硫工程，并于2013 年底全部完成脫硝工程改造和取消脫硫煙氣旁路。

在安全生產(chǎn)的同時(shí)，充分考慮對(duì)社會(huì)與公眾的責(zé)任，提出建設(shè)綠色環(huán)保電站的目標(biāo)，公司環(huán)境保護(hù)工作的指導(dǎo)思想是：強(qiáng)調(diào)企業(yè)發(fā)展與環(huán)境的協(xié)調(diào)，在滿足國(guó)家環(huán)境保護(hù)要求的條件下，結(jié)合公司發(fā)展戰(zhàn)略，積極建設(shè)高效環(huán)保型、節(jié)水型火電機(jī)組，努力實(shí)現(xiàn)“煙囪不冒煙、廠房不漏汽、廢水不外排、噪聲不擾民、灰渣再利用”的環(huán)保型電站建設(shè)目標(biāo)。為貫徹落實(shí)節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的國(guó)策和集團(tuán)的綠色環(huán)保電站的要求，電廠計(jì)劃對(duì)其1～5 號(hào)機(jī)組進(jìn)行深度除塵、深度脫硫改造[1]。對(duì)4～5 號(hào)（2×330MW）機(jī)組的除塵、脫硫進(jìn)行改造，以達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)，并且提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，這對(duì)建設(shè)高效環(huán)保型節(jié)能機(jī)組具有重要的意義。

1 概述

1.1 鍋爐設(shè)計(jì)規(guī)范

2×330MW 機(jī)組鍋爐為上海鍋爐廠制造：亞臨界壓力，一次中間再熱控制循環(huán)汽包爐，四角切圓燃燒，固態(tài)排渣，平衡通風(fēng)，全鋼構(gòu)架，露天布置[2]?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。鍋爐型號(hào)：SG-1025/18.3M317。機(jī)組設(shè)計(jì)煤種和校核煤種均為山西大同煙煤。

1.2 靜電除塵器基本參數(shù)

對(duì)4～5 號(hào)（2×330MW）機(jī)組進(jìn)行超低排放改造（脫硝裝置加裝備用層催化劑、4 號(hào)機(jī)組靜電除塵器恢復(fù)性大修、5 號(hào)機(jī)組靜電除塵器加高改造、加裝TGGH、脫硫裝置提效改造、加裝濕式除塵器），以達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)，并提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性[3]。

4 號(hào)機(jī)采用低低溫+4 個(gè)電場(chǎng)常規(guī)大修，極板高度維持15.16m；5 號(hào)機(jī)采用低低溫+4 個(gè)電場(chǎng)加高大修，4 個(gè)電場(chǎng)極板從12m 更換為15.5m 極板。本工程只對(duì)原5 號(hào)機(jī)組靜電除塵器進(jìn)行改造：對(duì)靜電除塵器采用電場(chǎng)加高的整體改造，為了達(dá)到除塵器出口粉塵排放濃度的要求，電場(chǎng)極板高度至少?gòu)脑?2m 加高至15.5m，除塵器本體相應(yīng)加高，除塵器頂部的頂板更換，振打裝置、加熱裝置更換；本體所有的人孔進(jìn)行更換，雙層人孔門(mén)與煙氣接觸的內(nèi)門(mén)采用不銹鋼材料，每個(gè)人孔門(mén)（陽(yáng)打孔）周?chē)s1m 范圍內(nèi)的殼體鋼板內(nèi)襯不銹鋼。頂部起吊裝置更換；所有低壓控制柜（含振打、加熱、鎖氣器）更換。加高改造工程由浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰綞PC 總承包[4]。

5 號(hào)爐原靜電除塵器采用的是蘭州電力修造廠的雙室四電場(chǎng)靜電除塵器，5 號(hào)靜電除塵器大修現(xiàn)場(chǎng)如圖1 所示。

圖1 5 號(hào)靜電除塵器大修現(xiàn)場(chǎng)

現(xiàn)有除塵器儲(chǔ)灰系統(tǒng)是把電極上落下來(lái)的粉塵進(jìn)入收容和集中，并且排輸?shù)叫痘夜艿乐腥サ难b置，由斗式灰倉(cāng)和電動(dòng)格式鎖氣排灰機(jī)組成。與除塵器配套的輸灰系統(tǒng)包括卸灰設(shè)備、水沖灰系統(tǒng)以及干灰輸送系統(tǒng)等。改造除塵器選型參數(shù)如表1 所示。

表1 除塵器選型參數(shù)（單臺(tái)除塵器）

2 靜電除塵器主要性能保證值

5 號(hào)機(jī)組靜電除塵器主要性能保證值如下。

（1）除塵效率。除塵保證效率：≥99.82%（設(shè)計(jì)煤種），≥99.86%（校核煤種），同時(shí)要求燃用上述任一煤種，除塵器出口粉塵濃度≤50mg/m3（標(biāo)態(tài)，干基，6%O2）（投產(chǎn)一年后仍能保證），除塵器在下列條件下均能達(dá)到保證效率和出口粉塵濃度要求：鍋爐燃用設(shè)計(jì)煤種和校核煤種；所有工況下（鍋爐不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷到除塵器選型煙氣流量875432m3/h（單臺(tái)）間任意工況）；除塵器入口煙氣溫度不高于105°C；一個(gè)供電區(qū)不工作。

（2）本體阻力。設(shè)備本體阻力＜250Pa。

（3）漏風(fēng)率。改造后設(shè)備本體漏風(fēng)率≤2%。

（4）功耗。燃用設(shè)計(jì)煤種，在鍋爐BMCR 工況下，單臺(tái)除塵器功耗≤344kW；燃用設(shè)計(jì)煤種或校核煤種，在除塵器選型工況點(diǎn)下，單臺(tái)除塵器的最大功耗≤344kW。燃用設(shè)計(jì)煤種，在鍋爐BMCR 工況下，除塵器出口排放濃度≤50mg/m3（標(biāo)態(tài)，干基，6%O2）時(shí)，單臺(tái)除塵器保證功耗≤344kW。

（5）氣流均布系數(shù)≤0.2。

（6）噪音≤80dB（A）。

3 調(diào)試目的

靜電除塵器相關(guān)設(shè)備安裝工作結(jié)束需進(jìn)行調(diào)試工作，檢驗(yàn)該系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)的合理性，檢查設(shè)備、管道以及控制系統(tǒng)的安裝質(zhì)量。通過(guò)調(diào)試，為系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行提供必要的參考數(shù)據(jù)，確認(rèn)系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備運(yùn)行性能良好，確保輸入/輸出信號(hào)接線正確，軟硬件邏輯組態(tài)正確，系統(tǒng)一次元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)狀態(tài)反饋符合運(yùn)行要求，運(yùn)行參數(shù)顯示正確。確認(rèn)系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備運(yùn)行性能良好，控制系統(tǒng)工作正常，系統(tǒng)功能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能正常投入運(yùn)行[5]。

4 調(diào)試過(guò)程情況

4.1 實(shí)際調(diào)試進(jìn)度

2018 年1 月30 日，靜電除塵器安裝工作已經(jīng)基本完成（保溫未好）。

2018 年1 月31 日，靜電除塵器聯(lián)合檢查，封人孔。

2018 年2 月1 日—2 月3 日，完成未通煙氣下靜電除塵器系統(tǒng)就地空載升壓試驗(yàn)，空升電壓合格。

2018 年2 月4 日—2 月6 日，5 號(hào)機(jī)組點(diǎn)火并網(wǎng)。

2018 年2 月5 日，完成靜電除塵器系統(tǒng)帶負(fù)荷下升壓試驗(yàn)。

2018 年2 月7 日，完成靜電除塵器系統(tǒng)熱態(tài)調(diào)試。

2018 年2 月8 日—2 月15 日，靜電除塵器系統(tǒng)完成168h 試運(yùn)。

4.2 靜電除塵器系統(tǒng)的調(diào)試

4.2.1 電除塵器空升試驗(yàn)

啟動(dòng)前的檢查：2018 年1 月31 日，按照下列順序進(jìn)行運(yùn)行前的確認(rèn)后再開(kāi)始運(yùn)行。

（1）集塵室的檢查。①放電線檢查：放電極管有無(wú)彎曲；針有無(wú)彎曲。②集塵極檢查：集塵極極板有無(wú)歪斜，彎曲；集塵極有無(wú)觸電引起的熔損；集塵極有無(wú)腐蝕，開(kāi)孔。③灰斗有無(wú)異物堆積。④ESP 室內(nèi)有無(wú)金屬，布條，繩索，塑料等其他異物。⑤絕緣子室檢查：有無(wú)異物；絕緣子的內(nèi)，外表面是否清潔；絕緣子有無(wú)破損；絕緣子是否干燥。⑥外殼，灰斗的內(nèi)襯有無(wú)脫落。⑦人孔，手孔檢查：人孔門(mén)，手孔門(mén)是否關(guān)牢；人孔，手孔電鍍有無(wú)劣化。

（2）ESP 內(nèi)部配管。ESP 內(nèi)部配管請(qǐng)注意以下要點(diǎn)：有無(wú)腐蝕，裂縫，開(kāi)孔；有無(wú)放電極管的脫落；有無(wú)觸電引起的損傷；放電極管，噴嘴是否松弛等。

（3）閥門(mén)類(lèi)檢查。動(dòng)作是否正常。

（4）輸灰設(shè)備。各個(gè)泵是否正常工作；管道是否正常；壓力表是否正常工作等。

（5）其他安裝部件的檢查。①確認(rèn)系統(tǒng)中本體接地，各帶電設(shè)備接地是否良好，請(qǐng)定期檢點(diǎn)接地電阻，接地電阻1Ω 最理想，最大不能超過(guò)10Ω。②檢查各部分的安裝擰緊部位，特別是電導(dǎo)體接線端子，振動(dòng)部分，有無(wú)松動(dòng)。

（6）人孔門(mén)的關(guān)閉。除塵裝置內(nèi)，設(shè)置了機(jī)器的檢查以及作業(yè)用的人孔。在作業(yè)完成后請(qǐng)務(wù)必關(guān)閉這些人孔。

（7）除塵裝置本體的絕緣檢測(cè)。除塵裝置在荷電前，請(qǐng)測(cè)量本體的高壓部分和接地之間的絕緣電阻。測(cè)量要領(lǐng)如下：確認(rèn)除塵裝置沒(méi)有帶電；確認(rèn)絕緣子表面清潔干燥；確認(rèn)除塵裝置內(nèi)部無(wú)人后，請(qǐng)打開(kāi)GS箱的門(mén)；把GS 箱隔離開(kāi)關(guān)刀閘打到“接地”與“通電”的中間位置（空升擋）；用兆歐表測(cè)量GS 箱隔離開(kāi)關(guān)絕緣子端子與接地間的絕緣電阻，測(cè)量值要大于100MΩ；記下測(cè)量值，取下兆歐表，請(qǐng)鎖緊GS 箱的門(mén)；將GS 打到“通電”檔，拔下手柄插入門(mén)的蓋子，手柄由管理人員保管。

4.2.2 空升試驗(yàn)

2018 年2 月2 日，運(yùn)行前的檢查完成后實(shí)施空氣負(fù)荷通電試驗(yàn)。這是因?yàn)?，通煙氣后即使發(fā)生內(nèi)部異常，也不能檢查了。按照下述要領(lǐng)進(jìn)行空升試驗(yàn)：關(guān)閉所有人孔門(mén)；做空氣試驗(yàn)之前請(qǐng)將密封系統(tǒng)及絕緣子加熱器提前運(yùn)行2h 以上。

記錄荷電時(shí)各控制盤(pán)的一、二次電壓及電流，電除塵器熱態(tài)調(diào)試時(shí)一、二次電壓及電流。還有，因?yàn)閷?shí)施空升試驗(yàn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生臭氧（O3），試驗(yàn)完成后若需要進(jìn)入除塵器內(nèi)部，需要進(jìn)行通風(fēng)換氣。

4.3 靜電除塵器168h試運(yùn)

2018 年2 月8 日—2 月15 日，靜電除塵器系統(tǒng)進(jìn)入168h 試運(yùn)行，過(guò)程中靜電除塵器系統(tǒng)振打及輸灰正常，一、二次電壓及電流工作參數(shù)正常。電除塵器出口（吸收塔入口）粉塵排放數(shù)據(jù)結(jié)果可見(jiàn)靜電除塵器出口粉塵濃度約為50mg/Nm3，基本滿足電除塵器出口粉塵濃度排放性能要求。

5 結(jié)語(yǔ)

為保證靜電除塵器良好的除塵效果，運(yùn)行期間及時(shí)清除電暈線上的積灰，在檢修期間將電暈線上的積灰進(jìn)行清除，防止電暈線積灰過(guò)多而導(dǎo)致電暈線放電性能下降。為保證靜電除塵器輸灰系統(tǒng)的運(yùn)行順暢，控制一級(jí)TGGH 出口煙溫大于85℃運(yùn)行。通過(guò)對(duì)靜電除塵器系統(tǒng)的改造與運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化，確保了超低排放的參數(shù)達(dá)到了預(yù)計(jì)的目標(biāo)，對(duì)建設(shè)高效環(huán)保型節(jié)能機(jī)組具有重要的意義。