文 _ 溫志強(qiáng) 福建龍凈環(huán)保股份有限公司

我國(guó)現(xiàn)階段仍以燃煤發(fā)電為主，燃煤電廠及其它工業(yè)鍋爐排放的污染物是我國(guó)粉塵污染的主要來(lái)源之一。針對(duì)環(huán)境日趨惡化的問(wèn)題，我國(guó)相關(guān)部門制定、頒布了一系列相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)和政策文件，出臺(tái)多項(xiàng)相應(yīng)的舉措，大力整治大氣污染，提高空氣質(zhì)量，改善人居環(huán)境。

隨著各項(xiàng)政策的出臺(tái)，降低和穩(wěn)定電除塵器的出口濃度成為燃煤電廠提效改造的重點(diǎn)。研究顯示，電除塵器排放濃度中至少有20%是由振打清灰時(shí)二次揚(yáng)塵造成的。目前電除塵器提效升級(jí)改造路線方式多樣化，選擇經(jīng)濟(jì)型改造路線成為了燃煤電廠大氣治理的首要任務(wù)。

1 電除塵器隔離振打技術(shù)的工藝簡(jiǎn)介

1.1 隔離振打技術(shù)的原理

隔離振打系統(tǒng)，用類似于入口氣流分布裝置的孔板減少振打清灰產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。在電除塵器末電場(chǎng)的尾部安裝一對(duì)孔板，一個(gè)為固定孔板，固定在電除塵器殼體的某個(gè)部位；另外一個(gè)則為可移動(dòng)的孔板（圖1）。在靜止?fàn)顟B(tài)下，可移動(dòng)孔板上的孔與固定孔板的孔一一對(duì)應(yīng)，此時(shí)為打開狀態(tài)（圖2左側(cè)三排）。當(dāng)可移動(dòng)孔板通過(guò)提升裝置向上或向下移動(dòng)一個(gè)孔的直徑距離后，兩塊孔板將相應(yīng)的氣流通道關(guān)閉，此時(shí)為關(guān)閉狀態(tài)（圖2右側(cè)三排）。

圖1 隔離振打系統(tǒng)示意圖

圖2 隔離振打系統(tǒng)打開狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)示意圖

當(dāng)電除塵器正常運(yùn)行時(shí)，末電場(chǎng)陰陽(yáng)極系統(tǒng)振打按一定的振打規(guī)律實(shí)施振打。引入隔離振打系統(tǒng)后，隔離振打的周期也隨著末電場(chǎng)陽(yáng)極振打周期一起變動(dòng)，其具體運(yùn)行步驟如下：①振打啟動(dòng)前，所有孔板均處于打開狀態(tài)；②振打啟動(dòng)，第1塊孔板移至關(guān)閉狀態(tài)；③第1塊陽(yáng)極極板振打；④第2塊孔板關(guān)閉前的延遲時(shí)間；⑤第2塊孔板移至關(guān)閉狀態(tài)；⑥第2塊陽(yáng)極極板振打；⑦第1塊孔板回復(fù)至打開狀態(tài)前的延遲時(shí)間；⑧第3塊孔板移至關(guān)閉狀態(tài)；⑨孔板關(guān)閉和電除塵器每個(gè)室的收塵極板從一側(cè)到另一側(cè)振打的過(guò)程中，在振打和孔板的打開之間有一定的停止時(shí)間，以便粉塵落入灰斗或重新被陽(yáng)極極板捕集。

1.2 隔離振打技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)

隔離振打技術(shù)有以下特點(diǎn)：①系統(tǒng)部件少，尤其是運(yùn)動(dòng)部件少，安裝簡(jiǎn)單便捷；②安裝在常規(guī)電除塵器尾部，設(shè)備增加的阻力較小，引風(fēng)機(jī)開度基本不變；③沒(méi)有新增高壓電源，運(yùn)行能耗；④控制系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便；⑤減少振打產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵，降低除塵器出口排放濃度。

隔離振打技術(shù)、移動(dòng)電極技術(shù)、電袋復(fù)合技術(shù)和關(guān)斷振打技術(shù)等技術(shù)路線其目的都是為了除塵器提效。從它們各自的適用范圍和和技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比分析見(jiàn)表1。

表1 各種技術(shù)比較

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

安徽某600MW機(jī)組工程鍋爐采用超臨界參數(shù)變壓直流爐，配套兩臺(tái)福建龍凈生產(chǎn)BEL側(cè)部振打靜電除塵器，雙室五電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)除塵效率99.81%，機(jī)組于2008年8月運(yùn)行。由于原除塵器設(shè)計(jì)裕量偏小，加上機(jī)組實(shí)際燃燒煤種參數(shù)嚴(yán)重偏離原設(shè)計(jì)煤種，煙氣量和煙氣溫度都比原設(shè)計(jì)值高出較多，尤其是末電場(chǎng)二次揚(yáng)塵現(xiàn)象較為嚴(yán)重，導(dǎo)致電除塵器面臨巨大的壓力。

為響應(yīng)國(guó)家減排號(hào)召，該廠決定在大修期間，對(duì)原電除塵器做一次較為全面徹底的升級(jí)提效改造，并實(shí)現(xiàn)減少二次揚(yáng)塵的目標(biāo)。

進(jìn)行改造前，該廠對(duì)進(jìn)兩年的實(shí)燒煤種進(jìn)行匯總分析（圖3），灰分、熱值、收到基硫分均存在波動(dòng)。綜合煤質(zhì)分析結(jié)果，并考慮未來(lái)煤質(zhì)的變化，本項(xiàng)目環(huán)保改造采用新的設(shè)計(jì)煤種和校核煤種。環(huán)保改造煤質(zhì)的分析報(bào)告詳見(jiàn)表2。

圖3 該廠近1年燃煤灰份及低位熱值情況

表2 改造設(shè)計(jì)煤和校核煤特性

本工程配套2臺(tái)459m2雙室五電場(chǎng)靜電除塵器，每個(gè)電場(chǎng)兩個(gè)灰斗。根據(jù)該機(jī)組530M～570MW負(fù)荷范圍內(nèi)的試驗(yàn)測(cè)試報(bào)告表明，電除塵器的出口平均飛灰濃度在35mg/Nm3，推算出在BMCR滿負(fù)荷工況下，出口飛灰濃度實(shí)際應(yīng)該在45mg/Nm3以上，已經(jīng)不能適應(yīng)國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

燃燒煤種與設(shè)計(jì)煤種的差異是引起電除塵器出口排放值偏高的主要原因。煙氣量隨著排煙溫度的升高而增多，粉塵比電阻值升高，電場(chǎng)的擊穿電壓隨之減小，所以導(dǎo)致電除塵器性能得不到充分發(fā)揮，同時(shí)煙氣溫度升高，造成電除塵器處理的煙氣量加大，煙氣流速也相應(yīng)增大，從而增加了二次揚(yáng)塵的幾率，最終影響了除塵器的出口排放。

2.2 改造方案介紹

根據(jù)現(xiàn)有鍋爐的燃煤情況和除塵器的運(yùn)行情況，經(jīng)過(guò)多次研究和討論，綜合考慮各種因素，最終確認(rèn)末電場(chǎng)采用機(jī)電復(fù)合式雙區(qū)、末電場(chǎng)采用隔離振打系統(tǒng)以及前電場(chǎng)應(yīng)用高頻電源的改造技術(shù)方案。

首電場(chǎng)高頻電源采用純直流方式，不僅提高了該電場(chǎng)工作的電壓，還使得電暈電流翻倍，從而提高收塵效率?？紤]到本項(xiàng)目煤種的飛灰比電阻相對(duì)較高，第二電場(chǎng)至第四電場(chǎng)也可采用高頻電源，同時(shí)采用間歇脈沖供電模式，減少反電暈現(xiàn)象，起到減低粉塵排放和節(jié)約能耗的效果。

第5電場(chǎng)機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)結(jié)構(gòu)，將末電場(chǎng)分割成前后2個(gè)獨(dú)立的供電小分區(qū)，即將粉塵的荷電區(qū)和收塵區(qū)分開，并連續(xù)采用多個(gè)小雙區(qū)進(jìn)行復(fù)式布置。

第5電場(chǎng)采用隔離振打系統(tǒng)，在關(guān)閉相應(yīng)通道時(shí)，相應(yīng)的封閉區(qū)域兩個(gè)陽(yáng)極振打錘連續(xù)振打5次，每次振打錘提升1s，下落時(shí)間1s，此時(shí)由于該區(qū)域內(nèi)通道關(guān)閉，可以防止二次揚(yáng)塵逃逸。

現(xiàn)場(chǎng)改造情況見(jiàn)圖4。

圖4 孔板吊裝圖

由于增設(shè)隔離振打等裝置系統(tǒng)，原IPC系統(tǒng)已無(wú)法滿足要求。在原電除塵的IPC集成控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合雙區(qū)技術(shù)、隔離振打系統(tǒng)的控制要求，開發(fā)出配置一套隔離振打與電除塵自適應(yīng)的控制系統(tǒng)。該套系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)不同煤種條件、不同負(fù)荷條件下的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析、歸納和總結(jié)，對(duì)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)伏安曲線族與工況特性變化的關(guān)系規(guī)律進(jìn)行對(duì)比和分析，建立不同的工況特性分析診斷的數(shù)學(xué)模型，基于該模型可以可靠地計(jì)算出電除塵器的反電暈指數(shù)和常電暈指數(shù)，正確地反映整臺(tái)電除塵器的工況狀態(tài)和變化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)綜合節(jié)能，使電除塵器始終運(yùn)行在功耗最小，效率最高狀態(tài)。

2.3 改造效果

該電除塵器改造項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)雙方的共同努力，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試技術(shù)員的精心調(diào)試下，電除塵器各部件運(yùn)行正常，特別是隔離振打系統(tǒng)在進(jìn)過(guò)調(diào)試員反復(fù)認(rèn)真調(diào)試和對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，該套系統(tǒng)完全滿足設(shè)計(jì)的要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。隔離振打裝置經(jīng)過(guò)168h性能測(cè)試后，均未出現(xiàn)提升困難，孔板卡死或者停留時(shí)間不足等現(xiàn)象。電除塵器的電壓的二次電壓值較改造前明顯提升，到達(dá)電源的最佳運(yùn)行值。經(jīng)過(guò)第三方性能測(cè)試，在滿負(fù)荷情況下電除塵器出口粉塵濃度平均值為27.1mg/Nm3，完全滿足改造要求。

3 結(jié)語(yǔ)

電除塵器隔離振打技術(shù)的成功應(yīng)用，說(shuō)明它已成為實(shí)現(xiàn)電除塵器超低排放的一個(gè)新的技術(shù)。在電除塵器改造項(xiàng)目上，其具有成本低和效果好的優(yōu)勢(shì)，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。