董 鋒,張 凱,劉 源,李 強,李慶芝,金 鑫
(西安熱工研究院有限公司,陜西西安 710054)
電除塵器是依靠氣體電離,粉塵粒子荷電,帶電粒子在電場力的作用移動到收塵極板,從而被收集在收塵板上,在合理的振打周期、振打力的作用下,被收集在收塵板上的粉塵成片狀落入收灰斗去除。電除塵器除塵原理決定了電除塵器對于處理高硫煤、高水分煤種、粉塵比電阻在5×1010Ω·cm 以下的粉塵時,以其設(shè)備阻力低,適應(yīng)煙氣變化能力強,維護工作量少等特點,得到了廣泛應(yīng)用。
我國燃煤電廠眾多,各類化工、鋼廠、電解鋁廠等企業(yè)也大多擁有自備電廠。大量現(xiàn)役電除塵器均需要定期大修和在修后進行試驗,論證是否滿足原有設(shè)計要求及現(xiàn)行的國家各項標準要求。本文依據(jù)A 廠2 號機組電除塵器實際案例進行分析,希望以此探討相關(guān)的電除塵器大修及試驗、運行建議提供借鑒作用。
A 廠2 號機組為350 MW 燃煤發(fā)電機組鍋爐型式,鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為1140 t/h。制粉系統(tǒng)的中速磨煤機冷一次風(fēng)機正壓直吹式制粉系統(tǒng),每臺爐配5 臺中速磨煤機,燃燒設(shè)計煤種時4 臺運行、1 臺備用,正壓氣力除灰。
其鍋爐尾部A 廠2 號機組配備2 臺電除塵器為干式、臥式、板式雙室五電場低低溫靜電除塵器。雙室5 電場(前3 個電場采用國產(chǎn)高頻電源,后2 個電場采用脈沖電源)。脈沖電源對除塵效率的影響:脈沖電源投運時,除塵器出口濃度不大于17 mg/Nm3,脈沖電源退出運行時,除塵器出口濃度不大于22.7 mg/Nm3。每臺除塵器的每個電場設(shè)2 個灰斗,灰斗下法蘭標高:4.5 m。除塵器按照BMCR 工況下低溫省煤器完全解列時,每臺除塵器入口煙氣量(溫度加10 ℃,實際氧,濕態(tài)),除塵器比集塵面積≥130 m2/(m3/s)。
在機組運行時記錄各高壓電源運行狀況及各電場出現(xiàn)的電源參數(shù),分析有可能出現(xiàn)的電源問題,并在機組停運冷卻后,進入除塵器內(nèi)部進行排查記錄本體的各項問題。
圖1 陰極線變形
圖2 陽極板下夾板變形
一電場極線松動較多,約有70%,A 側(cè)電場7 根極線變形,A11 頂部3 根、中層1 根、下層2 根,A21 電場2 根極線斷裂,A21 電場陰極框架整體偏移20 mm,B11 電場2 根極線斷裂,B11 電場第14 排陽極板變形,B11 電場極間距偏移10 mm,B11 電場振打更換、陰極線更換9根,B11 電場14 排陽極板拆4 根,B21 電場陰極線斷線2 根,1 電場內(nèi)有一排陽極板橫梁變形彎曲,1 電場內(nèi)有一排陰極框架變形彎曲,1 電場陽極板下夾板變形較多,抽查頂部絕緣瓷套一個,發(fā)現(xiàn)有積灰現(xiàn)象。
A21 電場陰極框架整體偏移20 mm,已進行調(diào)整。A21 陰極振打5090A 更換陰極振打1 組,5090B 更換陰極振打8 組,A21 電場塵中承重軸承5090B 換11 組,A22 電場塵中承重軸承5090B換3 組,排查頂部絕緣瓷套是否有積灰現(xiàn)象,一電場極線松動點焊。
圖3 更換下的陰極線脫焊處
圖4 更換下的陰極線斷裂處
圖5 更換下的部分陰極線積灰情況
陽極板變形處理問題,陽極板極間距調(diào)整問題,陽極板下夾板變形問題,陰極線松動剩余待處理的問題。
在2 號機組重啟后選擇在1020 t 蒸發(fā)量、813 t 蒸發(fā)量2個工況進行試驗,具體試驗參數(shù)及結(jié)果見表1。
表1 2 號機組電除塵器檢修后試驗結(jié)果
煤、飛灰成分中的S、Na2O、Fe2O3、Al2O3及SiO2對電除塵器性能影響很大,其中S、Na2O、Fe2O3對電除塵器為有利影響,Al2O3及SiO2對電除塵器為不利影響。試驗煤種較之設(shè)計煤種灰分、Al2O3、SiO2的下降,Na2O、Fe2O3的上升為有利因素,S 的下降為不利因素。比較試驗煤種和設(shè)計煤種可發(fā)現(xiàn),試驗煤種的灰分總量較之設(shè)計煤種的含量僅為44.7%,在相同運行條件下試驗煤種對于設(shè)計煤種是有利于提升電除塵器效率的,現(xiàn)階段由于煤價波動、各大煤礦產(chǎn)煤供不應(yīng)求,造成各地各電廠的儲煤量不足,從而造成入爐煤質(zhì)極不穩(wěn)定。電廠應(yīng)該在摻燒配比各種不同特性的煤質(zhì)上多下功夫,在保證發(fā)熱量的前提下降低燃煤灰分,在實際運行過程中,需要根據(jù)不同煤質(zhì)調(diào)整電除塵器的運行參數(shù),以便發(fā)揮其更佳效果。
1020 t 蒸發(fā)量下,電除塵器平均本體阻力Δp=170 Pa;電除塵器平均漏風(fēng)率Δα=1.55%;電除塵器出口平均煙塵濃度:C標=20.79 mg/m3;電除塵器的除塵效率為:η=99.84%。
813 t 蒸發(fā)量下,電除塵器平均本體阻力Δp=193 Pa。電除塵器平均漏風(fēng)率Δα=1.47%。電除塵器出口平均煙塵濃度C標=18.31 mg/m3,電除塵器的除塵效率η=99.85%。
本次試驗數(shù)據(jù)表明電除塵器設(shè)計參數(shù)均恢復(fù)到設(shè)計值。
本次對2 號機組兩種負荷電除塵器試驗調(diào)整前后運行參數(shù)、表盤數(shù)據(jù)及試驗結(jié)果進行分析,建議如下:經(jīng)過對比測試DCS 數(shù)據(jù)顯示除塵器出口濃度為7~13 mg/m3。試驗調(diào)整后運行工況實測除塵器出口濃度約為18~21 mg/m3。二者有所偏差,建議定期對濁度儀進行比對測試,確保實際數(shù)據(jù)與上位機數(shù)據(jù)一致。
原除塵器各電場設(shè)定參數(shù)的輸出限制均≤10%額定功率,此參數(shù)運行工況限制并造成電除塵器的出力不足,影響除塵效果。依據(jù)煤質(zhì)和機組負荷及DCS 濁度儀數(shù)據(jù)調(diào)整除塵器的運行參數(shù),建議控制除塵器所有電場出現(xiàn)火花率<10 次/min 條件下運行。提高除塵器出力,以減少除塵器出口粉塵對脫硫漿液的污染,提高石膏品質(zhì)。
運行人員定期檢查除塵器灰斗料位就地指示是否與上位機指示一致,檢查輸灰是否正常,避免堵灰情況。定期檢查除塵器本體振打的運行情況。
在冬季或當環(huán)境氣溫較低,機組運行時對低溫省煤器的溫度需設(shè)置>100 ℃,以避免除塵器內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)露,對其運行產(chǎn)生不良影響。
特別要對除塵器前端的脫硝運行情況格外注意。脫硝氨逃逸后造成的硫酸氫銨附著包裹陰極線、陽極板上造成電暈封閉也是其中本次檢修發(fā)現(xiàn)陰極線裹灰的原因之一,而硫酸氫銨不易被振打脫落,長此以往會造成電除塵器的效率降低,功耗增大。
通過停機檢修發(fā)現(xiàn)并處理電除塵器在運行時不能發(fā)現(xiàn)和處理的各種缺陷,在消缺后進行冷態(tài)空升試驗,在啟機后進行熱態(tài)試驗,分析得出試驗數(shù)據(jù)和煤質(zhì)化驗報告,對比各種數(shù)據(jù)給出運行人員指導(dǎo)建議。由于各個電除塵器的設(shè)計差異及設(shè)計煤質(zhì)的選用不同,需要具體問題具體分析,以確保滿足GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標準》的要求。改善電廠周圍的大氣環(huán)境質(zhì)量,有利于控制減少電廠周圍煙塵污染物排放總量,有效地保護了環(huán)境,亦使電除塵器節(jié)能減排達到良好的效果和收益。