移动极板技术在火电厂除尘器改造中的应用

2015-06-05张荣禄

综合智慧能源 2015年2期

关键词：清灰电除尘器极板

张荣禄

（广东省粤电集团韶关粤江发电有限责任公司，广东韶关 512131）

移动极板技术在火电厂除尘器改造中的应用

张荣禄

（广东省粤电集团韶关粤江发电有限责任公司，广东韶关 512131）

为了提高电除尘器效率，保证烟尘达标排放，对电除尘器进行提效改造。阐述了移动极板电除尘器的工作原理及特点，介绍了某电厂＃10机组移动极板电除尘器的改造内容。改造后脱硫塔出口粉尘排放质量浓度为24.66mg／m3，修正至6%氧量后排放质量浓度为23.86mg／m3，低于30mg／m3的标准要求，达到了预期的改造效果。

移动极板电除尘器；火电厂；电除尘改造；粉尘；质量浓度

0 引言

为了达到国家新的大气污染物排放要求，国内除尘器厂家［1］先后开发了适应大型燃煤机组的布袋除尘器、电-袋复合除尘器及改良型静电除尘器。布袋除尘器［2］不受烟气含尘量、比电阻、锅炉负荷及煤种变化的影响，捕捉超细粉尘能力强，但其也有设备阻力大、运行费用高、日常维护工作量大、难以处理高温烟气、烟气中含水含油量大时易糊袋、烟气含氧量高时袋料易氧化［3］等缺陷；电-袋复合除尘器由于气布比没有得到提高，并且受清灰方式的限制，并没有从根本上改善或解决布袋除尘器的不足；改良型静电除尘器是从静电除尘器［4］特性出发，通过采取调整阳极排极距、调整阴极线结构、增加电场等技术手段，以达到较高的排放要求，但静电除尘器固有的缺陷同样没有从根本上解决。从国家能源发展策略上看，需要一种集高效、可靠、节能等优点于一体的除尘技术，移动极板电除尘器技术的应用，顺应了国家能源发展的需要和市场的需求，既有效避免了二次扬尘，又免除了布袋繁琐的维护过程与昂贵的维护费用。

1 移动极板电除尘器工作原理及特点

1.1 工作原理

如图1所示，移动极板电除尘器［5］变常规静电除尘器［6］的固定极板为移动极板，变振打清灰为旋转刷清灰；把整片阳极板分割成条状，用链条串联，阳极板在链条的牵引下运动，阳极板的下部设有旋转电刷，电刷不断把阳极板的粉尘刮落到灰斗。

图1 移动极板示意图

1.2 技术特点

移动极板结构相对传统的固定极板有明显的优点。

（1）用旋转电刷清灰，而且清灰位置靠近灰斗的下部，可以最大限度地减小二次扬尘。

（2）阳极板清灰及时，处于相对洁净的状态，可有效提高除尘效率。

（3）采用旋转电刷进行机械式清灰，即使附着力很高的高比电阻粉尘也能清除下来。

（4）相对传统的静电除尘器，采用移动极板的电除尘器结构更紧凑，可以减小1／3以上空间，运行电耗也较低。比电阻大的粉尘或二次扬尘在前几个电场已经荷电，所以不需要每个电场都装设移动极板，一般只在最后一个电场装设移动极板，就可以把前面电场逃逸出来的粉尘收集下来。

2 现役设备概况

某电厂＃10机组为300MW发电机组，锅炉为DG1025／18.2-Ⅱ10型亚临界压力、一次中间再热、自然循环、双拱形单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架全悬吊结构、尾部双烟道、露天布置的W型火焰燃煤锅炉，采用烟气挡板调节再热汽温。该机组锅炉尾部配套2台双室四电场电除尘器［7］。电除尘器改造前性能试验结果见表1。

电除尘器性能摸底试验显示：锅炉燃烧常用煤种、机组负荷270MW工况下，除尘器入口粉尘质量浓度为26.85 g／m3，＃10机组除尘器实测除尘效率为99.48%，除尘器出口平均烟尘排放质量浓度为129.95mg／m3。＃10锅炉电除尘器选型设计偏小、除尘能力有限是烟尘排放质量浓度偏高的根本原因。

3＃10机组电除尘器改造方案

3.1 改造总体要求［8］

（1）原电除尘器前3个电场在结构形式不变的情况下提效扩容（极板增高至15m），四电场进行移动极板技术改造。改造后最终形成3+1（3个常规电场+1个移动极板电场）的除尘方式，全部电场改为高频电源［9］。

（2）改造后保证在任何正常工况下，电除尘器入口烟尘质量浓度［10］（干基、标态、6%O2）不大于

28.6 g／m3时，除尘效率≥99.895%，脱硫塔出口烟尘排放质量浓度≤30mg／m3，且保证在两个大修期（或8年）内不下降。

3.2 改造内容

（1）拆除原电除尘器顶部全部设备，将除尘器揭顶掏空，将壳体加高1.7m，重新设计前3个电场，包括新的顶盖、阴阳极系统及振打装置。

（2）原四电场改造成一个移动极板电场，高度相应增加1.7m。电除尘器变为3个固定电场+1个移动极板电场的形式。

（3）拆除所有电气电控设备，所有电场共16台工频电源全部设计为高频电源，更换低压控制系统。

3.3 四电场移动极板改造内容

移动极板静电除尘器内部由极板、极线、钢刷及其传动系统组成。

（1）对三、四电场之间的立柱进行加固，增加四电场外延2m立柱。

（2）安装四电场移动极板的上下支撑梁，并改造四电场灰斗，增加人孔门和检修走梯，对地基、梁柱进行安全核准。

（3）安装四电场阴极系统，对阴极振打位置重新定位，设计必需的走梯平台。

（4）安装四电场阳极部分，包括主动轴、链轮、轴承及密封装置。安装主动轴外部动力装置，包括电机、链轮及支架等。

（5）安装极板和链条，从动轴及定位装置，极板导向装置。

（6）安装刷辊系统。

（7）在主动轴减速电机侧和刷辊侧设置检修平台，并留有足够检修空间。

（8）安装主动轴和刷轴接地装置，安装刷辊系统动力装置，包括电机、齿轮箱、万向轴及链条等。

（9）移动电场极间距为450mm。

（10）极板。选用双层条状0.7m×4.2m的700型SPCC薄钢板，与由方钢焊接成的整体框架焊为一体。

（11）移动电极驱动系统。驱动选用变频减速电机，移动电极移动速度为0.1～1.0m／min。

表1＃10机组电除尘器烟气参数测试结果

（12）极线。极线极间距同样为450mm，采用4×4不锈钢方型线。

（13）阴极振打系统。驱动选用立式减速电机，功率为0.37 kW，安装在壳体屋顶，驱动凸轮、振打锤对阴极框架做周期性振打，以达到清灰的目的。

（14）钢刷与钢刷驱动系统。钢刷由不锈钢丝与钢刷轴焊接成形，按专用工艺制造并做时效试验；驱动选用变频减速电机，安装在烟气流通区域下的壳体外部，钢刷轴旋转方向与极板运动方向相反。

（15）链条。移动电极驱动选用专用的宽节距套筒滚子链。

4 改造后效果评估

从表2可以看出，在300MW负荷测试工况下，当除尘器进口质量浓度为17～21g／m3时，＃10机组除尘器出口粉尘质量浓度分别为17.13，25.67，22.66和32.73mg／m3。经实际测试，脱硫塔出口粉尘排放质量浓度为24.66mg／m3，修正至6%氧量后排放质量浓度为23.86mg／m3＜30mg／m3，达到了预期的改造效果。

表2 除尘器进、出口粉尘测试结果

5 结束语

移动极板电除尘器收集的粉尘范围广泛，具有用干净的极板捕集粉尘以及用刷子清灰的特点，能有效地捕集超细微、高黏性、高比电阻类粉尘并防止其二次飞扬；运行烟气温度设计最大值为350℃，有在330℃环境下长期运行的实例；一个移动极板电场相当于1.5～3.0个固定极板电场［11］，而其投资相当于1.5～2.0个固定极板电场，所以采用移动极板电除尘器能节省2～3个固定极板电场，特别适合无扩容场地或需要压缩场地的除尘器改造项目；同等运行费用的条件下，提升了设备的技术等级，达到了国家环保标准的要求。

50-52.

［3］李佳华.大型袋式除尘器在火电厂锅炉改造中的应用［J］.中国科技博览，2012（9）：318.

［4］DL／T 514—1993燃煤电厂电除尘器［S］.

［5］JB／T 11311—2012移动板式电除尘器［S］.

［6］杨中波，蔡江南.火电厂燃煤锅炉电除尘器改造设计研究［J］.科技与企业，2013（9）：310.

［7］全国环保产品标准化技术委员会环境保护机械分技术委员会.环保装备技术丛书：电除尘器［M］.北京：中国电力出版社，2011.

［8］中国环境保护产业协会电除尘委员会.电除尘器选型设计指导书［M］.北京：中国电力出版社，2013.

［9］JB／T 11073—2011电除尘用高压整流变压器［S］.

［10］JB／T 6407—2007电除尘器设计、调试、运行、维护安全技术规范［S］.

［11］HJ 2028—2013电除尘工程通用技术规范［S］.

（本文责编：刘芳）

［1］王文荣.浅谈电厂锅炉烟气除尘工程的应用［J］.四川建材，2007，33（2）：63-64.