章健

摘要：文章介紹了華能重慶珞璜電廠2×360MW機(jī)組電除塵器因受燃煤煤質(zhì)、場(chǎng)地限制采用“多維擴(kuò)容技術(shù)”改造，改造后除塵效率由98.57%提高到99.94%以上，為西南地區(qū)燃用高硫煤同類(lèi)設(shè)備的提效改造提供了成功的改造經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：電除塵器；擴(kuò)容技術(shù)；高頻電源；雙區(qū)結(jié)構(gòu)；斷電振打；節(jié)能控制 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM58 文章編號(hào)：1009-2374（2016）08-0030-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.016

1 工程概況

重慶華能珞璜電廠一期2×360MW機(jī)組，配套ALSTOM STEIN公司設(shè)計(jì)制造的亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)、雙拱形單爐膛、“W”火焰、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、全鋼結(jié)構(gòu)、固態(tài)排渣燃煤汽包爐。除塵器原為法國(guó)ALSTOM生產(chǎn)的兩臺(tái)雙列雙室三電場(chǎng)電除塵器，于1992年投入使用。隨著時(shí)間的推移，除塵效率逐年下降，現(xiàn)有除塵器已不能滿足環(huán)保及機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的要求。2010年10月進(jìn)行了#2爐除塵器性能試驗(yàn)，入口粉塵濃度

59g/Nm3，除塵器出口濃度實(shí)測(cè)值179.4mg/Nm3，實(shí)際除塵效率99.57%。為此，電廠要求對(duì)電除塵器進(jìn)行增效改造，本次由于受到場(chǎng)地條件的限制，工程改造難度大，工期又緊，經(jīng)過(guò)福建龍凈環(huán)保股份有限公司有關(guān)人員和專(zhuān)家多次研究討論，最終確定了合理的改造方案。即采用多維擴(kuò)容即加長(zhǎng)、加高、加寬的方式實(shí)現(xiàn)電除塵器的擴(kuò)容改造，同時(shí)輔以高頻電源、斷電振打及機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)等綜合技術(shù)。實(shí)踐證明，整個(gè)工程改造是成功的，經(jīng)過(guò)性能測(cè)試考核，結(jié)果表明各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)了設(shè)計(jì)要求，為西南地區(qū)其他燃用同類(lèi)高硫高灰煤電廠鍋爐配套電除塵器改造提供了成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2 原電除塵器參數(shù)

3 改造要求及存在主要問(wèn)題分析

3.1 原除塵器設(shè)備問(wèn)題

3.1.1 性能不達(dá)標(biāo)。由于近年燃煤市場(chǎng)的變化，珞璜電廠的燃煤與原設(shè)計(jì)值相差較大，尤其是燃煤灰分大幅上升，發(fā)熱量大幅下降，使鍋爐出口煙氣量和煙氣含塵量大大增加，造成除塵器出口排放濃度嚴(yán)重超標(biāo)。2010年10月進(jìn)行了#2爐除塵器性能試驗(yàn)，入口粉塵濃度59g/Nm3，除塵器出口濃度實(shí)測(cè)值179.4mg/Nm3，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足現(xiàn)今排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2 原除塵器設(shè)備狀況。（1）煙氣流量大幅提高，進(jìn)口喇叭氣流分布板磨損、變形明顯，嚴(yán)重影響氣流分布均勻性，導(dǎo)致電場(chǎng)內(nèi)存在串流、渦流以及部分煙氣流速過(guò)高現(xiàn)象；（2）陰、陽(yáng)極系統(tǒng)變形，導(dǎo)致異極距偏移，抑制二次電壓的升高；（3）由于運(yùn)行時(shí)間久，導(dǎo)致部分振打機(jī)械結(jié)構(gòu)失效，嚴(yán)重影響極板、極線的清灰效果；（4）實(shí)際運(yùn)行溫度高達(dá)170℃，導(dǎo)致煙道及除塵器入口風(fēng)速過(guò)大，風(fēng)速高達(dá)1.35m/s，嚴(yán)重影響收塵性能。

3.2 場(chǎng)地問(wèn)題

原除塵器出口端引風(fēng)機(jī)實(shí)行增引合一改造，引風(fēng)機(jī)后移約10m，則在出口端增加電場(chǎng)，新增電場(chǎng)的立柱基礎(chǔ)需要避開(kāi)電纜溝，而且土建部分施工只能等停爐時(shí)才能開(kāi)展，施工時(shí)間會(huì)受影響。

4 改造方案

4.1 改造方案選取

4.1.1 因本工程燃用的是高硫貧煤，其中Sar高達(dá)4.39%，灰硫比僅為94，采用低低溫工藝存在一定的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，且西南地區(qū)尚無(wú)類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)。故本程經(jīng)綜合考慮，決定以除塵器本體擴(kuò)容、雙區(qū)及高頻電源技術(shù)應(yīng)用于本工程，以滿足煙囪20mg/Nm3的極限排放要求。

4.1.2 由于設(shè)計(jì)煤質(zhì)的進(jìn)口含塵濃度高達(dá)59g/Nm3，如此高的含塵濃度不僅會(huì)削弱電暈極附近的場(chǎng)強(qiáng)，而且極易造成前電場(chǎng)的“電暈封閉”，使得粉塵荷電不足，降低除塵效率，必須采取有效的技術(shù)措施防止“電暈封閉”的發(fā)生。因此，福建龍凈環(huán)保股份有限公司采用了自主研發(fā)的“高頻電源”對(duì)電場(chǎng)供電，采用“高頻電源”可以輕松地將電流提高一倍，從而防止“電暈封閉”現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，高頻電源能提供更高的輸出電壓，可達(dá)工頻電源的1.3倍，有效增大電暈功率，提高除塵效率。

4.1.3 由于電廠燃用煤為低熱值、高灰份的劣質(zhì)煤（熱值僅為18027kJ/kg，灰份Aar又高達(dá)36.6%），除塵器處理煙氣量相比同類(lèi)機(jī)組更大，處理飛灰含量也更大。另外，飛灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量較高（三者之和89.65%），相應(yīng)粉塵的比電阻也比較高。而對(duì)除塵有利的堿金屬Na2O的含量?jī)H為0.66%，粉塵的體積性導(dǎo)電相對(duì)較差。所以針對(duì)這種情況，我們?cè)谀╇妶?chǎng)采用福建龍凈環(huán)保股份有限公司特有的“機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)高效收塵技術(shù)”，使各區(qū)段的電氣運(yùn)行條件最佳化，以適應(yīng)高比電阻粉塵，防止反電暈的發(fā)生，提高除塵效率。

4.1.4 根據(jù)煤灰特性和電除塵適應(yīng)性分析，我們結(jié)合除塵效率高達(dá)99.93%的要求及現(xiàn)有的場(chǎng)地條件，提出了在原三電場(chǎng)除塵器出口端增加一個(gè)電場(chǎng)，并將原三電場(chǎng)陰陽(yáng)極系統(tǒng)全部更換，同時(shí)極板加高至15.5m，并重新布置板排。陰陽(yáng)極均采用頂部電磁錘振打技術(shù)，有效利用了原側(cè)部振打系統(tǒng)浪費(fèi)的殼體空間，最大限度地增加了原除塵器的收塵面積，形成了雙列雙室五電場(chǎng)除塵器的技術(shù)方案。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，利用兩列除塵器中間平臺(tái)樓梯的空間，采用了特殊的大圈梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不但加大了高度，還合理利用中間樓梯平臺(tái)，同時(shí)也加大了本體橫斷面，有效地降低了電場(chǎng)風(fēng)速。

在珞璜電廠電除塵器改造項(xiàng)目中，除單純采用加高加寬加長(zhǎng)的改造方式之外，還綜合應(yīng)用了“高頻”“雙區(qū)”“斷電振打”“反電暈自動(dòng)檢測(cè)功能”“節(jié)能控制”等機(jī)電一體化協(xié)同的提效改造技術(shù)，為該改造項(xiàng)目的成功奠定了基礎(chǔ)。

4.2 電除塵器改造后主要技術(shù)參數(shù)

5 改造結(jié)果

改造后，珞璜電廠委托四川省電力工業(yè)調(diào)整試驗(yàn)所，對(duì)一期電除塵器進(jìn)行了性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果主要數(shù)據(jù)如下：（1）氣流分布均勻性指標(biāo)≤0.2，達(dá)到良好水平；（2）1#爐除塵效率在負(fù)荷360MW下，進(jìn)口煙氣量1222050.8Nm3/h，入口濃度47.751g/m3，出口排放濃度29.54mg/m3，除塵效率99.94%；（3）2#爐除塵效率在負(fù)荷360MW下，進(jìn)口煙氣量1188264m3/h，入口濃度52.147g/m3，出口排放濃度30.82mg/m3，除塵效率99.94%。

6 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

一般電除塵器的年運(yùn)行成本包括設(shè)備的電耗費(fèi)用、人工管理費(fèi)及維護(hù)成本，而采用傳統(tǒng)方案和常規(guī)運(yùn)行模式的電耗費(fèi)用占總費(fèi)用80%以上。項(xiàng)目改造后，我們根據(jù)負(fù)荷和工況的變化，采用不同的運(yùn)行模式做對(duì)比。在煤質(zhì)穩(wěn)定的情況下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察，發(fā)現(xiàn)排放濃度基本穩(wěn)定。表3是從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)取的數(shù)據(jù)計(jì)算得出的電除塵器不同運(yùn)行模式下的功率，表中非節(jié)能模式的功率已隱含了采用高頻、雙區(qū)、新型節(jié)能電暈線和其他本體配置等節(jié)能措施的節(jié)能效果。

從表3可得出，一臺(tái)300MW機(jī)組電除塵器在非節(jié)能模式的運(yùn)行功率也是很低的，當(dāng)運(yùn)行在超級(jí)節(jié)能模式下效果最好，與在非節(jié)能模式下相比節(jié)能達(dá)55%以上，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。總體來(lái)說(shuō)，新型的節(jié)能控制系統(tǒng)能在保證除塵效率的情況下運(yùn)行在最佳節(jié)能狀態(tài)，大大滿足節(jié)能提效要求。

6.2 社會(huì)效益

經(jīng)過(guò)本次改造，由四川省電力工業(yè)調(diào)整試驗(yàn)所測(cè)試，除塵效率從改造前98.57%提高到現(xiàn)在的99.94%（實(shí)測(cè)），改造后在原來(lái)的基礎(chǔ)上每年再減少粉塵排放1.66萬(wàn)噸以上，這對(duì)改善電廠附近區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量、削減區(qū)域污染物排放將產(chǎn)生積極作用。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本項(xiàng)目的成功改造，更加有利地證明，只要針對(duì)具體的工況條件和煤種適應(yīng)性分析，方案選型得當(dāng)，電除塵器是完全能夠滿足低排放要求的，且實(shí)際運(yùn)行功耗相當(dāng)?shù)?。特別是采用“多維擴(kuò)容+黃金組合技術(shù)”，對(duì)于滿足現(xiàn)今低排放標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能降耗方面有更加廣闊的應(yīng)用前景，具有較大的市場(chǎng)應(yīng)用空間，尤其適用于西南地區(qū)燃用高硫高灰煤的舊電除塵器提效改造工程領(lǐng)域。另外，本項(xiàng)目采用EPC總包形式改造成功，對(duì)于后續(xù)同類(lèi)型的電除塵改造也非常有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]原永濤，林國(guó)鑫，宣偉橋，等.火力發(fā)電廠電除塵器技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]黎在時(shí).靜電除塵器[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1992.

[3]四川省電力工業(yè)調(diào)整試驗(yàn)所.珞璜一期改造工程電除塵器改造后性能考核試驗(yàn)報(bào)告[R].2013.

（責(zé)任編輯：黃銀芳）