陳曉明

（廣州中電荔新電力實(shí)業(yè)有限公司，廣東 廣州511340）

1 引言

隨著國家對環(huán)保的日益重視，火力發(fā)電廠作為重要的能源企業(yè)，對污染物的排放也越來越嚴(yán)格。根據(jù)國家能源局下發(fā)的《煤電節(jié)能減排升級與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014—2020年）》，要推進(jìn)燃煤機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值的環(huán)保改造，即在基準(zhǔn)氧含量為6%的條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10 mg/m3、35 mg/m3、50 mg/m3。為此，中國燃煤電廠超低排放改造如火如荼，其中濕式電除塵器是超低排放改造的主流產(chǎn)品之一[1]。濕式電除塵器作為一種高效除塵器，結(jié)合傳統(tǒng)的干式除塵器，它可實(shí)現(xiàn)煙氣粉塵濃度排放在10 mg/m3以下的目標(biāo)。如此一來，濕式電除塵器也在越來越多的電廠得到應(yīng)用。

2 濕式電除塵技術(shù)現(xiàn)狀

濕式電除塵器（WESP）是用于脫除濕煙氣中的塵、霧、液滴及氣溶膠、PM2.5等雜質(zhì)的靜電除塵設(shè)備。作為脫硫前端除塵設(shè)備的有效補(bǔ)充，它可以對煙氣脫硫后的含石膏霧滴煙氣進(jìn)一步除塵，從而達(dá)到煙塵排放低于10 mg/m3的目標(biāo)。濕式靜電除塵器除了具有除塵效率高、壓力損失小、操作簡單、能耗小的特點(diǎn)，它還具有不受粉塵比電阻影響，無二次揚(yáng)塵等技術(shù)優(yōu)勢，對PM2.5、SO3酸霧等都有較高的脫除效率[2]。它適用于處理含濕煙氣，尤其適用于處理電廠、鋼廠濕法脫硫之后的含塵煙氣。常見的濕式電除塵器主要由陽極板、陰極線、高壓直流電系統(tǒng)及霧化沖洗系統(tǒng)組成。根據(jù)煙氣流向，濕式靜電除塵器可分為橫流式（臥式）和豎流式（立式），橫流式多為板式結(jié)構(gòu)，氣體流向?yàn)樗椒较蜻M(jìn)出，結(jié)構(gòu)類似干式電除塵器；豎流式多為管式結(jié)構(gòu)，氣體流向?yàn)榇怪狈较蜻M(jìn)出。

3 某電廠超低排放改造

某電廠有2 臺330 MW 的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，在2015 年2臺機(jī)組相繼完成了煙氣超低排放改造工程，脫硫塔后增設(shè)了濕式電除塵器（WESP），整個(gè)煙氣處理流程如圖1 所示。

圖1 煙氣流程圖

該廠脫硫工藝采用石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)，吸收塔采用傳統(tǒng)的噴淋塔，塔高40.6 m，安裝有5 層噴淋層，噴淋層上部布置有3 級屋脊式除霧器，塔體下部安裝有上下2 層共6 臺攪拌器，上層攪拌器對應(yīng)3 條氧化風(fēng)噴管。煙氣經(jīng)過吸收塔噴淋層后，再連續(xù)流經(jīng)除霧器除去所含漿液霧滴，經(jīng)脫硫處理的煙氣通過喇叭口狀的煙道進(jìn)入濕式電除塵器，兩者之間通過非金屬膨脹節(jié)連接。濕式電除塵器采用水平板式結(jié)構(gòu)，獨(dú)立布置在吸收塔出口煙道，采用金屬不銹鋼作為極板極線，上方設(shè)計(jì)有霧化噴嘴，可對收塵極進(jìn)行連續(xù)清洗。整個(gè)濕式除塵器系統(tǒng)由除塵器本體、循環(huán)水系統(tǒng)、配套高壓整流設(shè)備及低壓控制系統(tǒng)等組成。經(jīng)超低排放改造后，該廠的煙氣排放指標(biāo)達(dá)到并超過了超低排放指標(biāo)。

4 濕式電除塵器本體晃動(dòng)

在2018-12，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)#1 機(jī)組濕式除塵器頂部電動(dòng)葫蘆架晃動(dòng)大，部分支架焊點(diǎn)有松脫情況。現(xiàn)場除塵器本體均有晃動(dòng)，以濕電頂部晃動(dòng)最為明顯。同時(shí)相鄰的吸收塔本體也有晃動(dòng)，最高層的噴淋層循環(huán)管晃動(dòng)明顯。

5 設(shè)備檢查處理

針對濕式電除塵器及脫硫吸收塔晃動(dòng)偏大的情況，首先加固了相關(guān)晃動(dòng)設(shè)備，同時(shí)組織人員進(jìn)行了檢查分析。對濕式電除塵器及吸收塔外圍設(shè)備進(jìn)行了檢測，但未找到明顯的振動(dòng)源。為近一步解決問題，該廠聯(lián)系了設(shè)備廠家及相關(guān)科研單位人員對現(xiàn)場進(jìn)行踏勘、診斷。設(shè)備廠家診斷鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、撓度及受力在可接受范圍，濕式除塵器及脫硫塔區(qū)域地質(zhì)未發(fā)生變化，沒有沉降，可排除外因影響。

為了減少晃動(dòng)因素，對吸收塔漿液循環(huán)泵進(jìn)行切換操作，同時(shí)對吸收塔頂部事故噴淋箱上的事故噴淋管增加軟連接，拆除濕電循環(huán)水管與吸收塔出口煙道測點(diǎn)的連接平臺上的抱箍，確保濕電循環(huán)水管與平臺不接觸，同時(shí)在其他不影響的地方加固循環(huán)管，避免因吸收塔晃動(dòng)而帶動(dòng)濕式電除塵器晃動(dòng)。經(jīng)過一系列處理后，濕式電除塵器晃動(dòng)情況未得到改善。

為近一步查找原因，在2019-01，利用#1 機(jī)組停機(jī)的機(jī)會(huì)，對脫硫吸收塔及濕式電除塵器進(jìn)行了內(nèi)部檢查。檢查發(fā)現(xiàn)吸收塔出口與濕式電除塵器連接處的煙氣導(dǎo)流板出現(xiàn)脫落情況，導(dǎo)流板失效，如圖2 所示。吸收塔及濕式電除塵器內(nèi)部其他附屬設(shè)備完好，未出現(xiàn)異常。將導(dǎo)流板修復(fù)正常后，#1 機(jī)組重啟，濕式電除塵器及吸收塔晃動(dòng)大幅度降低，振動(dòng)大問題得到解決。

圖2 吸收塔出口導(dǎo)流板脫落

6 濕式電除塵器晃動(dòng)大的原因分析

濕式電除塵器高約45 m，對于該高層建筑來說，需考慮一定的風(fēng)振影響。當(dāng)建筑物受到風(fēng)力作用時(shí)，不但順風(fēng)向可能發(fā)生風(fēng)振，而且在一定條件下，也可能發(fā)生橫風(fēng)向的風(fēng)振[3]。該地區(qū)年平均風(fēng)速為1.8 m/s，結(jié)合實(shí)際風(fēng)速情況及與#2 機(jī)組濕式電除塵器對比，風(fēng)振對設(shè)備影響不大。且在無風(fēng)情況下，該濕式電除塵器仍晃動(dòng)。因此濕式電除塵器晃動(dòng)大主因并不是風(fēng)振因素。

當(dāng)煙氣由吸收塔進(jìn)口煙道進(jìn)入塔內(nèi)后，由下到上依次經(jīng)過吸收區(qū)、噴淋層、塔內(nèi)除霧器、出口煙道，吸收塔出口煙道與塔體呈90°布置，煙氣折向后通過喇叭形狀的入口進(jìn)入到濕式電除塵器。由于除霧器橫截面積較大，當(dāng)煙氣通過90°轉(zhuǎn)向后，極易在喇叭口處產(chǎn)生一個(gè)不穩(wěn)定的氣流漩渦，這不僅增大了吸收塔的壓降，而且會(huì)對吸收塔及濕式電除塵器帶來沖擊，進(jìn)而引起設(shè)備強(qiáng)烈的震動(dòng)，甚至?xí)斐墒鹿省?/p>

該氣流漩渦產(chǎn)生的主要原因是氣體在轉(zhuǎn)角位會(huì)形成上部流速較高、下部流速較低的現(xiàn)象，導(dǎo)致氣流速度分布不均，在煙道喇叭口位置，便形成了氣流漩渦。一般在脫硫煙道內(nèi)合理加入導(dǎo)流板，可以使氣流變得均勻[4]，避免氣流漩渦的生產(chǎn)。而當(dāng)導(dǎo)流板失效后，產(chǎn)生的氣漩渦作用于濕式電除塵器，便會(huì)導(dǎo)致濕式電除塵器振動(dòng)。

事后對導(dǎo)流板進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，由于導(dǎo)流板所處環(huán)境較為惡劣，氣體含濕量較大，腐蝕較嚴(yán)重且煙氣不斷沖刷，同時(shí)導(dǎo)流板焊點(diǎn)質(zhì)量不過關(guān)，造成導(dǎo)流板焊點(diǎn)失效，導(dǎo)致導(dǎo)流板固定失效而掉落，造成煙氣擾動(dòng)，這是造成濕式電除塵器晃動(dòng)大的主要因素。

7 結(jié)論與對策

由于導(dǎo)流板失效造成煙氣分布不均勻，產(chǎn)生氣流漩渦，這是造成設(shè)備晃動(dòng)大的主要原因。通過修復(fù)加固吸收塔出口煙道的導(dǎo)流板后，后端的濕式電除塵器晃動(dòng)大大減小，恢復(fù)正常。在平時(shí)設(shè)備檢查與維護(hù)的過程中，要加強(qiáng)相關(guān)導(dǎo)流板的檢查，同時(shí)嚴(yán)把材料及安裝質(zhì)量，防止出現(xiàn)類似的不安全事件。