內(nèi)蒙古大板發(fā)電有限責(zé)任公司 楊占海 尚志強(qiáng) 孫海波 王術(shù)力

1 設(shè)備介紹

內(nèi)蒙古大板發(fā)電廠2×600MW 燃煤空冷發(fā)電機(jī)組鍋爐為北京B&W 公司按美國(guó)B&W的RBC系列鍋爐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本工程燃用的煤質(zhì)特性和自然條件，進(jìn)行性能、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的亞臨界參數(shù)RBC鍋爐。

每臺(tái)爐配兩臺(tái)由福建龍凈提供的雙室四電場(chǎng)靜電除塵器。目前為達(dá)到超低排放改造要求，同時(shí)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(jié)溫度區(qū)間為147～200℃，當(dāng)環(huán)境溫度在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)硫酸氫氨很容易凝結(jié)，沾染灰分，導(dǎo)致溫度較低的后部煙氣處理設(shè)備電除塵器陽(yáng)極板、陰極線結(jié)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(biāo)[1]。

2 改造技術(shù)

2.1 電除塵器防板結(jié)技術(shù)

針對(duì)性的解決極板板結(jié)與極線封閉兩個(gè)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(shí)加熱氣化，輔助振打的方案解決極線封閉的問(wèn)題，此項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)屬于首例。通過(guò)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(xiàng)技術(shù)的主要難點(diǎn)在于高壓與低壓在同一裝置的自動(dòng)切換。并且達(dá)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(yīng)用火電行業(yè)。為達(dá)到整個(gè)陰極框架中陰極線的加熱均勻性，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了陰極系統(tǒng)加熱試驗(yàn)，以保證陰極框架的穩(wěn)定性[2]。

2.2 陰極線加熱試驗(yàn)

本次試驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容為試驗(yàn)一測(cè)量螺旋線加熱絲和鐵鎳鋁加熱絲加熱至150℃時(shí)加熱絲兩端的電壓、電流。試驗(yàn)硬件配置見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)硬件配置

電焊機(jī)通電后分別將電焊機(jī)的輸出線接到加熱絲的兩端，加熱絲的長(zhǎng)度大約3m，然后使用手持測(cè)溫成像儀進(jìn)行測(cè)溫，如果溫度未能升至150℃時(shí)可以適當(dāng)調(diào)整電焊機(jī)的輸出電流，當(dāng)加熱絲的溫度加熱至150℃時(shí)測(cè)量加熱絲兩端的電壓，并記錄測(cè)量值[3]。

加熱絲加熱至150℃時(shí)電流電壓參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 加熱150℃時(shí)電流電壓參數(shù)

根據(jù)測(cè)試5m長(zhǎng)的鐵鎳鋁加熱絲的阻值為1.4Ω，5m 長(zhǎng)的螺旋線加熱絲的阻值為0.6Ω，相同長(zhǎng)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(dāng)這兩種加熱絲都加熱至150℃時(shí)測(cè)得鐵鎳鋁加熱絲的電壓為DC 31V，電流為電焊機(jī)顯示電流18A，螺旋線加熱絲的電壓為DC 24.2V，電流為電焊機(jī)顯示電流20A。經(jīng)過(guò)計(jì)算得出3m 鐵鎳鋁加熱絲功率為558W，3m 長(zhǎng)螺旋線加熱絲功率為480W。單排小框架加熱電氣參數(shù)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(jì)算依據(jù)

螺旋加熱絲連接如圖1所示，計(jì)算加熱絲的總電阻、計(jì)算加熱絲加熱至150℃時(shí)總電流以及總功率，U+，U-的電壓假設(shè)為120V，每一排的電壓平均分為DC 24V，經(jīng)測(cè)量一根3m的螺旋線加熱絲電阻為0.6Ω，R1—R50每根的長(zhǎng)度為3m。

關(guān)于螺旋線加熱絲總電阻計(jì)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(lái)總電阻為0.3Ω。

關(guān)于螺旋線加熱絲總電流計(jì)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(shè)為DC 120V，則螺旋線加熱絲如圖1 排列時(shí)U+，U-的總電流為：

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

關(guān)于螺旋線加熱絲總功率計(jì)算，一共50 根3m的螺旋線加熱絲同時(shí)加熱則總功率為：

P=UI=120×400=48000W

鐵鎳鋁加熱絲如圖1 連接時(shí)，計(jì)算加熱絲的總電阻、計(jì)算加熱絲加熱至150℃時(shí)總電流以及總功率，U+，U-的電壓假設(shè)為DC 155V，每一排的電壓平均分為31V，經(jīng)測(cè)量一根3m 的螺旋線加熱絲電阻為1.4Ω，R1-R50每根的長(zhǎng)度為3m。

關(guān)于螺旋線加熱絲總電阻計(jì)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(lái)總電阻為：

R總=0.14×5=0.7Ω

關(guān)于螺旋線加熱絲總電流計(jì)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(shè)為DC 155V，則鐵鎳鋁加熱絲如圖1 排列時(shí)U+，U-的總電流為：

I=U/R=155/0.7≈221.4A

關(guān)于螺旋線加熱絲總功率計(jì)算，一共50 根3m的鐵鎳鋁加熱絲同時(shí)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(chǎng)靠近電除塵殼體邊緣，1號(hào)機(jī)組靜電電除塵器（一室第一電場(chǎng)的八分之一電場(chǎng)，即4個(gè)通道，4排陽(yáng)極、3排陰極小框架）的防板結(jié)改造研究技術(shù)包括電除塵器部分極線，極板的升級(jí)更換，電器設(shè)備的安裝及電纜敷設(shè)，改造完成后對(duì)改造部分電場(chǎng)整體調(diào)試及試運(yùn)。

3.2 施工方案

一是振打裝置拆除，陽(yáng)極系統(tǒng)振打三排極板設(shè)一個(gè)振打點(diǎn)，陰極系統(tǒng)振打8 個(gè)小框架設(shè)一個(gè)振打點(diǎn)，按照改造需求，需要保護(hù)性拆除B12 室右側(cè)2個(gè)陽(yáng)極振打裝置，后續(xù)恢復(fù)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(dòng)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(yáng)極板拆除，根據(jù)圖紙及施工范圍，改造部位陽(yáng)極拆除一個(gè)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(nèi)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(kāi)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(yáng)極、陰極小框架拆除如圖2所示。

圖2 陽(yáng)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(shè)置陰極吊點(diǎn)，原吊點(diǎn)位置不動(dòng)。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(wú)誤后進(jìn)行安裝。陰極線安裝固定于陰極吊梁，等陰極框架調(diào)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(shè)計(jì)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(guò)緊。

五是高壓進(jìn)線裝置安裝，高壓進(jìn)線裝置的安裝須結(jié)合高壓電氣設(shè)備的安裝、調(diào)試，參照高壓靜電除塵用整流設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)和電除塵設(shè)備調(diào)試指南。安裝應(yīng)按技術(shù)要求進(jìn)行，開(kāi)關(guān)箱安裝應(yīng)牢固可靠、操作靈活，行程滿足要求。安裝時(shí)注意變壓器就位時(shí)底座必須與保溫箱加強(qiáng)槽鋼對(duì)應(yīng)。開(kāi)關(guān)箱分配準(zhǔn)確到位，觸點(diǎn)接觸點(diǎn)良好。安裝完畢后須再次檢查各連接點(diǎn)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(kāi)關(guān)柜接觸法蘭密封嚴(yán)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(fù)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(guò)保溫層及頂蓋板均采用穿墻瓷軸，保溫層外側(cè)設(shè)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(shè)備安裝，本次試驗(yàn)項(xiàng)目所有設(shè)備控制均在除塵器就地控制柜集中控制，控制箱預(yù)留Modbus 485 通訊接口?？蓪?shí)現(xiàn)DCS 遠(yuǎn)程監(jiān)控。就地控制柜控制器采用PLC 控制，主要控制設(shè)備有低壓1 臺(tái)加熱電源、1臺(tái)高頻電源、3 電動(dòng)高壓隔離開(kāi)關(guān)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(jié)試驗(yàn)就地控制柜總電源引自1 號(hào)爐0.4kv 除塵PC 配電室1BFC04B01 備用間隔框架開(kāi)關(guān)柜，需對(duì)其柜內(nèi)二次綜保裝置進(jìn)行定值調(diào)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(shè)備啟停監(jiān)測(cè)均在就地控制柜完成，同時(shí)在DCS監(jiān)測(cè)。就地控制柜配置就地LCD顯示屏，可在就地實(shí)時(shí)控制。

4 預(yù)期改造效果

穩(wěn)定保持電除塵器的除塵效率。通過(guò)投運(yùn)氣化加熱系統(tǒng)，可延長(zhǎng)電除塵器的檢修及維護(hù)周期，減少維護(hù)成本。增強(qiáng)電除塵器應(yīng)對(duì)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(jié)垢問(wèn)題，降低維護(hù)成本。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著燃煤機(jī)組SCR 脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，脫硝催化劑投入時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致氨逃逸嚴(yán)重，導(dǎo)致電除塵器板結(jié)的情況日加嚴(yán)重。通過(guò)對(duì)電除塵器進(jìn)行防板結(jié)改造，可以有效的解決陽(yáng)極板、陰極線板結(jié)的情況，延長(zhǎng)陽(yáng)極板、陰極線的使用壽命，保證電除塵器的除塵效率。