600MW机组湿式电除尘器工程调试与运行调整研究

杨群发，侯剑雄，陈灌明

(广东珠海金湾发电有限公司，广东珠海 519050)

600MW机组湿式电除尘器工程调试与运行调整研究

杨群发，侯剑雄，陈灌明

(广东珠海金湾发电有限公司，广东珠海 519050)

研究广东省首台投产的600MW机组湿式静电除尘器工程调试及投产后运行调整中存在的问题并加以解决，实现工程顺利投产，污染物排放满足国家环保要求。通过主导并参与广东珠海金湾发电有限公司3号机组湿式静电除尘器工程建设后期调试与投产后的运行调整，分析在此过程中存在的问题及其原因，并提出相应的技术改造及运行调措施。结果发现3号机组湿式静电除尘器顺利投产，烟尘、SO2、NOx排放浓度达到或低于燃气轮机组的现行排放限值，即:烟尘≤5mg/m3、SO2≤35mg/m3、NOx≤50mg/m3。加装湿式静电除尘器后污染物排放符合环保政策规定及合同技术要求，实现大气污染物“近零排放”。

湿式电除尘器;环保;节能减排;工程调试;运行调整

0 引言

为满足国家最新环保政策要求［1－2］，实现大气污染物排放达标甚至“近零排放”，广东珠海金湾发电有限公司(以下简称“金湾公司”)3号机组新增湿式静电除尘器(以下简称“湿电”)。2014年6月，国家能源局批复同意3号机组为2014年煤电机组环保改造示范项目。12月，3号湿电投产，烟尘、SO2、NOx排放浓度达到或低于燃气轮机组的现行排放限值［3］，即:烟尘≤5mg/m3、SO2≤35mg/m3、NOx≤50mg/m3。

本文对600MW机组湿式静电除尘器工程调试进行研究，并在实际工程中实施，找出其中存在的问题并提出相应的技术改造及运行调整措施，确保湿电顺利投产，排放符合环保政策规定及技术合同要求。本文研究成果可为同类型电厂湿电改造提供技术借鉴。

1 湿电工艺概况

金湾公司3号机组湿电为广东省首台投产的600MW机组湿电，超临界锅炉为上海锅炉厂制造。新增湿电采用日本日立技术，除尘器卧式布置、板式结构［4］。采用间歇式喷淋系统、特殊防腐设计，具有较高可靠性。金湾电厂3号机组湿电主要技术参数如表1所示［5］。

湿电电场冲洗前部集尘板的水流到排水箱中，冲洗后部集尘板的水流到循环水箱中。排水箱中一部分水外排至除尘废水处理装置，处理后用作脱硫系统除雾器冲洗水，另外一部分水溢流到循环水箱中循环使用，再次用于冲洗集尘板。另用工艺水冲洗末端集尘板，通过控制补给水量和外排水量，保证整个水系统水量达到平衡。定期进行除尘器内部整体清洗和进口气流均布板清洗［6］。

表1 3号机组湿式电除尘器主要参数

2 工程调试

2.1 密封风系统

密封风机启动后，需对进入密封箱的4个分支管风量调节平衡，控制各分支风量偏差在±10%以内，风机母管压力＞1.3 kPa。绝缘子加热器首次投入时，应就地确认加热温度正常。调试过程中曾出现密封风压力偏低，原因是绝缘子罩漏风偏大，加石棉绳及密封胶封堵后压力回升至正常;密封风电机电流超标，在出口母管加节流孔板。

2.2 电场不通水空载升压

以二次电流为目标空载升压。电场通电前应满足:密封风机及绝缘子加热器运行＞2 h;已对阴极线及阳极板清理，确保干净无杂物;电场绝缘值＞100MΩ。初次升压以二次电流为控制目标，设定值从200mA开始，每次增加200mA，逐渐增加至额定电流1600mA。

以二次电压为目标空载升压。二次电压最高只有42 kV，离额定值56 kV尚远。为提高电场电压验证绝缘水平，将湿电同一侧2台整流变输出端并联后供同一个电场，以提高二次电压。空载升压过程中遇到的问题:初次空载升压时4个电场均升不起压。因为湿电内部防腐材料中的碳玻璃纤维丝封边不牢固易造成短路，对封边加固后升压正常。

2.3 本体及水系统冲洗

将电场灰斗回排水箱、灰斗回循环水箱、1～5号配管回排水箱共3根回水管割开，接临时管排地沟不回收。循环水自清洗过滤器走旁路。为防止回水管堵塞及便于检查，灰斗疏水口放置滤网。对水膜配管进行冲洗，每根管冲洗时间5～10min。配管冲洗干净前，不得安装水膜喷嘴。除水膜配管外，对湿电内部本体及连接烟道的冲洗亦应引起重视，应确保干净，防止风烟系统启动后烟道中的垃圾飘至电场造成短路或喷嘴堵塞。

2.4 喷嘴调试

喷嘴支管与喷嘴必须精确安装，这是防止极板短路、实现最佳喷淋效果的重要前提。喷嘴支管与阳极板垂直呈90°角，喷嘴处于阳极板中线并与阳极板垂直，与两边阳极板距离相等，喷口垂直向下。通水对每只喷嘴的水膜状态进行检查。

2.5 通水升压

先对电场不带水空升一次后停运，然后启动1～7号配管水膜。第一次采取逐步升压方式，将二次电压升至30 kV，观察无火花放电。第二次采取逐步提高二次电流方式，每次提高200mA，直至将二次电流升至1600mA。升压结果为一次成功，火花率为0，测定伏安特性曲线正常［7］。

将1～5号配管流量提高至80 t/h，6、7号配管流量保持15 t/h，电场运行依然良好，火花率为0。

2.6通风试验

湿电水膜及电场启动前，投入干式电除尘3、4号电场，脱硫吸收塔启动2层喷淋层运行。然后启动风烟系统，风量在30%～100%之间来回调节，30min后，保持100%风量1 h。停运风烟系统，对电场进行检查，清理杂物。检查完毕后湿电通水升压正常后将3根回水管接回正常方式。重新启动风烟系统并将风量升至100%，如电场正常则通风试验完成。

2.7 碱罐清洗及沉淀池调试

通过卸碱泵向碱罐注工艺水，注水过程中对卸碱泵及碱计量泵进行试运，并对碱系统进行查漏。将清水放空后进碱并试加药。沉淀池防腐及蜂窝斜管安装后注水调试，并对絮凝剂加药系统试运行。

2.8 点火调试

锅炉首次点火时要严密观察湿电运行情况。升温升压过程中燃料使用情况:轻油为2.5 t/h，运行时间8.5 h，煤油混烧28 h，此过程中燃煤最大量为40 t/h。整个过程湿电运行正常，火花率为0。点火过程电场数据如表2所示。

表2 点火过程电场数据

2.9 带负荷后电场出现的问题

发电机并网后15 d内，分别出现B1和B2电场“偏励磁”报警跳闸，经试验整流变不带电场空载升压时一、二次电压波动;A2电场一次侧“输入过流”报警跳闸，经试验整流变不带电场空载升压正常，将二次电流由额定值下调至1500mA后投运正常。

3 投产初期问题及对策

3.1 系统水平衡问题

投产初期存在最大问题是废水量过多不能被有效消化。由于6、7号配管用的是补水，总流量约为20 t/h，需排出20 t/h的废水，这些废水只能去脱硫系统。当机组负荷＜400MW时，吸收塔耗水量减少，不足以消耗湿电废水。若2台机组均加装湿电，则湿电废水总量40 t/h，水不平衡问题更加突出。采取以下措施后湿电废水量大幅减少，水平衡问题得到彻底解决:将6号配管水膜用水由补水改为循环水;湿电排水由冲洗吸收塔2层除雾器更改为冲洗全部4层;湿电除雾器冲洗水泵出口增加一路管道至灰渣水处理系统，既缓解湿电废水过剩问题，亦可部分中和碱性的灰渣水质;当循环水固体悬浮物浓度＜1000mg/L时，补水泵不向循环水箱补水;吸收塔连续24 h出废水以增加废水排放量;将脱硫系统所有转动设备机械密封水用量调至最小。

3.2 水箱溢流

水箱由于没有水位自动控制程序，排水泵不运行时，循环水箱极易溢流，未经处理的水排至地沟污染环境;排水泵运行时，排水箱水位快速降低，循环水箱需从补水箱补水，使湿电补水量进一步增大。经摸索采取如下控制方法，排水泵正常情况下跟踪6、7号配管流量，使两者流量一致;当循环水箱低至2.0m时，排水泵略减少输出，增大排水箱至循环水箱溢流量;当循环水箱水位高至2.6m时，排水泵略增加输出，减少排水箱至循环水箱溢流量。如此排水箱和循环水箱水位基本稳定。

3.3 碱管堵塞

由于碱计量泵出口管径小，天冷时碱容易结晶堵管。当汽温低至10℃时碱管可在一天内堵塞，低至15℃时可在半个月内堵塞。解决方法为对碱管加保温及伴热，并在水箱上加装备用碱罐。

3.4 其他问题

其他问题主要包括:除雾器冲洗水泵出口无再循环管路，频繁启停，需增加再循环管;除雾器冲洗无相关冲洗程序，需手动冲洗，同时清水池液位高时不能自启冲洗，需增加冲洗程序;除雾器冲洗母管应增加恒压阀以保护吸收塔除雾器喷嘴;自清洗过滤器反冲洗投自动时每班反冲洗2～3次，导致排水过多，泥水池易满水，改为每班投运一次;运行一个月后出现排水泵出力不足，经查原因为排水泵进口管有积灰导致。

4 正常运行调整要点

4.1 配管冲洗

7号配管冲洗:360～480MW时，停30min，冲洗5min;300～360MW时，停50min，冲洗2min;当＜300MW，停60min，冲洗2min。1～5号配管冲洗:每24 h冲一次，每根管单独冲，时间2min。阴极线冲洗:每2周冲一次，A、B侧分开冲洗，每侧冲洗10min。阴极线冲洗需停运电场。

4.2 本体及电场

若烟温100℃以上，防腐层可能会受热变形，此时应停运检查。壳体压力达5 kPa时，本体会变形，阳极、阴极之间极间距会变近，产生异常火花放电。运行中由于湿电内部是正压，若密封风机停运，湿烟气会逆流进入绝缘子室，绝缘子表面会放电形成破坏力。故密封风机故障时，要尽快停运电场。

电场通电前密封风应至少通风2 h。但若时间紧迫，测定电场绝缘电阻100MΩ以上(用1000V摇表)后也可启动。通常情况下锅炉MFT后电场仍可保持通电。但当燃煤在充分燃烧，可燃性挥发气体进入湿电时，此时如产生火花放电，会有爆炸可能，故应禁止通电。电场通电时会产生臭氧，停电场后对本体检查时要先自然通风，充分换气。

4.3 密封风系统

为保证绝缘子干燥，密封风机在引风机、脱硫喷淋及湿电喷淋停运前应保持运行。湿电如短期停运，建议保持连续运行。应特别注意引风机运行时湿电内为正压，故此时不能停密封风。正常运行中如加热器故障，由于烟气温度较高，绝缘子室不会产生空气结露，电场可继续通电。加热器应与密封风机同时启停。

4.4 极板水膜

如循环水停止没有水膜，短期内没有问题，但如长期持续，阳极板会由于烟气附着而被腐蚀、变薄，所以一旦水膜故障应尽早修复，并尽量避免此类情况。对于6、7号配管水膜。若不进行频繁的低负荷运行，点火升温、升压时允许暂停水膜，但如频繁低负荷运行而又没有水膜，阳极板被腐蚀的可能性会变高。高负荷时允许短时停运，但最长不能超过两天。停运水膜的危害:烟气成分在极板上浓缩，pH值会低至1～2，极板可能被腐蚀，长期停运还会使石膏、煤灰停留固化，即使重启喷淋也很难去除，长期往复积灰会越来越多。

4.5 pH值调整

pH设计值为4～5，实际循环水箱pH值4～5，排水箱pH值5～6，通过加碱来控制。pH值偏高，溶解的CaCO3，Al(OH)3，Fe(OH)3会析出形成水垢;pH值偏低，湿电腐蚀速度会上升。若pH值短时超限，不必立即停电场，但应尽快调回正常值。pH测量计是敏感元件，根据煤种不同，传感部位可能被锰析出物附着而影响测量。故除在点火初期外，更换煤种时由于锰含量可能较高，也应确认pH值测量正常。

4.6 水处理系统

水箱搅拌器故障时，短期对电场无影响，但煤灰、析出物会堆积，故不能长期停运。随着运行时间加长，pH值可能会上升，溶解物会析出堵住配管，造成水量减少或泵输出频率上升，此时需加强冲洗。自清洗过滤器必须保持正常运行，以防喷嘴堵塞。

5 性能试验结果

投产后3号湿电的主要性能指标均达到了设计要求，采用湿电来满足环保“近零排放”的目标是成功的。性能试验结果如表3所示。

表3 湿电性能试验数据

6 结语

通过对广东省首台600MW机组湿电现场调试和运行调整的研究，发现了调试和投产初期存在的问题，提出了相应的技术改造措施和运行调整措施，使湿电顺利投产。3号湿电完成改造后，进一步减少烟气污染物排放浓度，烟尘、PM2.5、重金属等污染物排放在原有基础上再下降70%，烟尘达到燃气轮机组的排放标准≤5mg/m3，促进广东省燃煤发电机组实现绿色低碳发展，实现机组的“近零排放”。

［1］GB13223－2011，火电厂大气污染物排放标准［S］.

［2］广东省人民政府.广东省排污许可证管理办法［Z］.广州:广东省人民政府令第199号，2014.

［3］陈晓雷.火电厂PM2.5治理技术探讨［J］.中国环保产业，2012，2012(7):26－29.

［4］赵琴霞，陈招妹，周超炯，等.湿式电除尘技术及其在电厂的应用前景［J］.电力科学与环保，2012，28(4):24－26.

［5］薛建明，纵宁生.湿法电除尘器的特性及其发展方向［J］.电力环境保护，1997，13(3):40－44.

［6］曹作旺，李云涛.燃煤电厂湿式电除尘技术［J］.科技创新与应用，2014，2014(19):47－48.

［7］刘丽娜，丁志江，肖立春.湿式电除尘器伏安特性的实验研究［J］.环境工程，2012，30(增):187－189.

600MW wet electrostatic precipitator project commissioning and operation adjustment research

To study the Guangdong province the first production of 600MW grade wet electrostatic precipitator project comm issioning and put into operation after the operation adjustment and resolving the existent problem，to realize the project successfully put into production，chimney em issions meet the nationalenvironmentalpolicy requirements.The dom inantand participated in the Guangdong Zhuhai Jinwan Power Co.Ltd.unit3 wetelectrostatic precipitator construction debugging and put into operation after the operation ad justment，the analysis of the existing problem s and their causes in the process，and put forward the corresponding technical transformation and operation measures.The No.3 unit ofwet electrostatic precipitator smooth operation，dust，sulfur dioxide，nitrogen oxides em ission concentration at or below the gas turbine＇s current em ission lim its，namely: smoke is less than or equal to 5mg/m3and less than or equal to 35mg/m3，nitrogen oxides，sulfur dioxide is less than or equal to 50mg/m3.Wet electrostatic precipitator em issions to meet the requirements of environmental protection policies，to achieve near zero em issions of atmospheric pollutants.

wet electrostatic precipitator;environmental protection;energy－saving and em ission－reducing; comm issioning;operation adjustment

X701.2

:B

:1674－8069(2016)01－022－04

2015-09-24;

:2015-11-07

杨群发(1967-)，男，广东茂名人，高级工程师，主要从事电力生产管理与技术工作。E－mail:houjianxiong@gdyd.com