火电厂湿式静电除尘器的调试及异常分析

李 京，李秀忠（.哈尔滨理工大学（荣成校区），山东 威海 64300；.华电国际莱城发电厂，山东 莱芜 700）

火电厂湿式静电除尘器的调试及异常分析

李 京1，李秀忠2
（1.哈尔滨理工大学（荣成校区），山东 威海 264300；2.华电国际莱城发电厂，山东 莱芜 271100）

为满足国家最新环保政策要求，实现大气污染物排放达标，某电厂通过实施技改增设了1台湿式静电除尘器。介绍了湿式静电除尘器的工作原理、调试过程及调试中遇到的问题和解决方法，为其他火电厂湿式静电除尘器建设、调试提供借鉴。

湿式静电除尘器；粉尘浓度；运行调试；异常分析

1 湿式静电除尘器简介

1.1 工作原理

某电厂4号300 MW机组烟气系统原配备三电场静电除尘器，因不满足环保达标排放粉尘浓度小于20 mg/Nm3的要求，于2013年在湿式脱硫吸收塔后与烟囱水平烟道之间增设1台WESP-4型湿式静电除尘器。该电厂环保设施工艺流程如图1所示，即烟气经脱硝→空预器（GAH）→干式静电除尘器（ESP）→引风机（IDF）→一级湿法脱硫（WFGD）吸收塔→二级吸收塔（在建中）→湿式静电除尘器（WESP）→烟囱，最终达标排放。

湿式静电除尘器的工作原理与干式静电除尘器基本相同，即烟气中的粉尘颗粒吸附负离子，在电场力的作用下被吸附到集尘极上。但在湿式静电除尘器中，水雾与粉尘凝聚，并与粉尘在电场中一起荷电，一起被收集。收集到极板上的水雾形成水膜，通过冲洗水泵的自动定期冲洗（先自动降低电压、再对极板进行冲洗），可保持极板的洁净。由于湿式电除尘器采用水流冲洗，没有振打装置，不会产生二次扬尘；同时由于烟气温度降低及含湿量增高，粉尘浓度大幅度下降，因此湿式静电除尘器对酸雾、有毒重金属（汞、铅特等），尤其是对PM2.5具有良好的脱除效果。目前，湿式静电除尘器已在国内的火电厂中逐步得到应用，湿式静电器外观如图2所示。

1.2 主要技术指标

（1） 处理气体的种类：脱硫后的烟气。

（2） 处理气体量：1 180 000 m3/h。

（3） 额定电压：40 000 V（最高80 000 V）。

（4） 气体温度：50-53 ℃。

（5） 常用气体压力：2.0 kPa。

（6） 入口粉尘含量：120 mg/Nm3。

（7） 出口粉尘含量：20 mg/Nm3以下。

（8） 捕集效率：87.9 %以上。

（9） 压力损失：0.3 kPa以下。

图1 电厂环保设施工艺流程

图2 湿式静电除尘器外观

2 湿式静电除尘器的调试

2.1 调试前应具备的条件

（1） 调试过程中应燃用设计煤种或尽量接近设计煤种，并保证煤质稳定。

（2） 调试期间按照调试要求提供机组负荷，并稳定运行。

（3） 湿式电除尘器正常投入，冲灰系统正常。

（4） 冲洗水系统中所有主、辅设备均正常稳定投入。

（5） 各测孔都能够正常打开，测孔数量根据机组大小和现场情况而定，能正确反映湿式电除尘装置烟气、污染物等参数，测点的确定执行GB/T 16157—2006《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（以下简称《采样方法》）的规定。

（6） 湿式电除尘器各电场电压、电流、电量等仪表以及其他在线仪表准确。

（7） 测试所用测量仪器均已校验和标定。

（8） 调试期间，施工方及电厂运行人员应积极配合测试人员调整工况，并严格按照确定的调试条件调整运行参数。在调试中，若遇到异常情况，运行人员按操作规程进行处理，中止调试。

2.2 安全措施

（1） 电厂应有针对性地对测试人员进行安全教育，要求所有测试工作人员必须遵守GB26164.1—2010《电业安全工作规程》的有关规定。

（2） 临时设施使用前必须经过检查，确认其安全性能完好。

（3） 所有调试工作人员进入调试现场必须佩戴相应的防护用品。

（4） 所有的现场调试工作均须制定相应的安全措施，控制区域设置隔离设施和警告牌，防止非调试人员进入控制区域。

（5） 若调试现场发生危险情况，调试人员应尽快撤离危险区域。

（6） 服从当班值长命令。

（7） 与锅炉控制系统连接调试时，必须得到运行和调试人员的确认和监护。

（8） 调试人员与机组运行人员的通讯联络必须畅通。

（9） 系统设备发生事故或存在相应的安全隐患时，调试方有权立即停止操作，尽快恢复正常状态。

2.3 调试过程中的参数测试

2.3.1 湿式电除尘器效率测试

湿式电除尘器进、出口侧采用皮托管平行全自动烟尘采样测试仪，在测量断面测点处的网格点上逐点取样，取样后将样品烘干并称重。最后，采用重量法计算出电除尘器效率。

电除尘器效率计算式如下：

式中：η——除尘效率，%；

Cin——进口烟气含尘浓度（标态、干基），mg/Nm3；

Cout——出口烟气含尘浓度（标态、干基），mg/Nm3；

Δα——本体漏风率，%。

将测试所用的滤筒统一编号，并在测试前、后对其进行烘干和称重。具体要求为：将滤筒放入烘箱内，在105 ℃下烘干2 h；再将其取出放在干燥器皿内冷却2 h；最后用万分之一天平称重、记录。称重后保留滤筒，并由测试人员处理。

2.3.2 烟气成分测试

烟气成分测试主要包括SO2，O2，CO2等的测试，测试采用网格法，网格布置按《采样方法》执行。

采用可连续测量的物理化学原理或物理原理的仪器，对取样管道进行加热，加热温度高于140 ℃。

测量仪器标定采用高纯度的合格标气。在测量期间测量仪器采用标气进行标定，至少在测试前后各标定1次。

2.3.3 烟气温度测试

在湿式电除尘器进、出口烟道采用能快速反映温度的热电偶探头，按照网格法进行烟温测试，取各测量点的平均值。网格布置按《采样方法》执行。

2.3.4 烟气量测试

在湿式电除尘器的进、出口侧用温度计、标准皮托管、电子微压计和大气压力表测量烟气温度、静压、动压和大气压力，以此计算出烟气量。

2.4 湿式电除尘器调试启动步骤

（1） 启动工业水系统。

（2） 启动工艺水系统。

（3） 就地检查各密封风机在备用状态。启动单台密封风机，检查确认风机振动在正常范围，风道畅通，入口管无堵塞，入口挡板调节装置动作正常，DCS系统显示正确；同时，将另一台密封风机置“自动”状态。密封风机运行正常后，投入出口加热器，检查确认加热器运行良好。

（4） 启动喷淋水泵，检查确认喷淋水泵振动、出力正常，调节站处就地压力指示正常，DCS系统显示正确。将另一台喷淋水泵置“自动”状态。

（5） 启动冲洗水泵，检查确认冲洗水泵振动、出力正常，调节站处就地压力指示正常，系统无泄漏，DCS系统显示正确。将另一台冲洗水泵置“自动”状态。

（6） 启动各浆液循环泵运行。

（7） 得到值长命令，将锅炉燃油系统停运后，进行湿式电除尘器电气高压系统升压。

电气高压系统升压时，各控制柜均为“远方”控制位。先启动1号电场上部及下部绝缘子风机，当上部密封风机风压高于1 kPa，下部密封风机风压高于0.7 kPa，DCS显示密封风合适时，可启动1号电场上部及下部绝缘子加热器（密封风合适是加热器运行的必要条件）。加热器启动后，启动1号喷淋水泵（启动条件为1-4号电场全部密封风合适），然后打开1号电场喷淋阀，启动喷淋水泵。以上设备启动后，判断喷淋水流量高于150 L/min，则认为设备正常投运，荷电准备完毕。

进行升压时，在DCS系统设定二次电流给定值（正常运行为700 mA，也可逐步设定数值，逐步升压），然后点击1A高压电源荷电指令，则1A高压电源运行，检查确认电压自动升至40 000 V。观察二次电流与二次电压是否有异常，是否有较大的波动，如无异常，关闭高压电源，等待设备正式投用；如有异常，则将高压开关柜内开关推向接地端，充分放电后，检查设备内部是否有短接、短路的地方。故障排除后方可再次进行升压。

2.5 调试过程中的运行操作

湿式电除尘器运行中应定期冲洗，每个电场设置间断冲洗运行启动命令按钮，由运行人员控制冲洗间隔时间（暂按8 h），定时启动各电场冲洗过程。当冲洗水泵控制柜处于“远方”控制位，且1号电场至少有1个高压电源在运行状态，而无1号电场以外的其他电场正在冲洗，以及该电场所有冲洗阀在关闭状态时，点击冲洗命令按钮后，则1号电场电源降压运行（冲洗电压值为正常运行电压值的一半，大约为20 000 V，此时逻辑中自动降低二次电流给定，暂按50 mA）。然后启动1号冲洗泵，打开1电场上部冲洗阀。到达“上部冲洗时间”（5 min）后，关闭上部冲洗阀，同时打开1号下部冲洗阀；到达“下部冲洗时间”（5 min）后关闭下部冲洗阀，停止1号冲洗泵。阀门关闭后，延时一段控水时间（2 min）；到达控水时间后，1号电场升压运行（约升至40 000 V，此时逻辑中自动升高二次电流给定，暂按200 mA）。1号电场冲洗结束后，由运行人员控制2号电场冲洗的间隔时间（暂按10 min）；到达时间后，启动2号电场冲洗命令按钮，依次执行，直至4号电场冲洗结束。在此期间若某电场上冲洗阀或下冲洗阀20 s后仍未打开，则中断该电场冲洗，同时提示报警。

2.6 湿式电除尘器的停运步骤

（1） 联系值长准备下达停止湿式电除尘器运行的命令。

（2） 入口烟气量降至0，锅炉引风机停止。

（3） 系统停运前，启动冲洗水泵，对系统进行充分冲洗。

（4） 停止高压整流系统。

（5） 解除备用喷淋水泵“自动”，停止运行的喷淋水泵。

（6） 解除备用冲洗水泵“自动”，停止运行的冲洗水泵。

（7） 停止各密封风机加热器，停止各密封风机。

（8） 根据排污水箱液位，决定是否停止排污泵的运行。

3 发现的问题及处理方法

3.1 电压表示数大幅度波动

由于喷雾嘴清洗不净，粉尘过度附着在集尘板上。当粉尘突然落下时，多数情况下会发生电压表示数大幅度波动的情况。

处理方法：通过增加洗净次数，使附着粉尘落下，多数情况下电压表示数大幅度波动就会停止。如果仍然出现大幅度波动，并出现火花放电变得激烈、阴极线振动、高压控制柜故障指示灯亮等情况，则切断一次电荷，数分钟后再次接通电荷，并确认喷雾嘴没有堵塞。通过以上措施，电压表大幅度波动的情况明显减少，运行趋势表明处理效果良好。

3.2 高压控制柜故障指示灯亮

除尘器室内发生永久短路，可能原因如下：

（1） 阴极线断线；

（2） 粉尘堆积在阳极板上，并且和阴极线系统接触；

（3） 重锤脱落；

（4） 绝缘子等破损、被严重污染，绝缘不良。

处理方法：停止系统运行，检查阴极线是否断裂，断线时重新更换。阳极板积灰时，加大冲洗水流量，并观察效果；若效果仍不好，则停机检查处理。

3.3 电压表、电流表示数都大幅波动

电压表、电流表示数都大幅波动，并且最终电压表的指针几乎在0附近持续5-6 s，高压控制柜故障指示灯亮。出现此情况可能有以下几个原因：

（1） 阴极线系统的重锤从下部框架上出现偏离，阴极下部框架失去对阴极线的固定作用；

（2） 金属丝等异物残留在室内；

（3） 由于除尘器室内的气体分布不均，导致某部分气体偏流、电极间的间隔不整齐或阳极板变形发生局部的连续火花放电，造成短路；及导致阴极线振动，出现周期性火花放电。

处理方法：若是施工垃圾等金属异物残留在室内，或重锤从下部框架上出现偏离等原因，则应停机检查。若是除尘器室内的气体分布不均或阴极线振动，可适当调节电场出入口挡板，改善均流分布装置，使烟气流动均匀，降低电压表、电流表示数波动幅度。

4 结束语

通过充分的准备和调试各方的密切配合，确保了此次调试工作的顺利进行。同时，通过对调试中发现的异常工况分析处理，积累了调试操作经验。2014年2月，经山东省环保厅验收，该电厂湿式静电除尘系统能有效脱除PM2.5以及烟气中的重金属，改造后烟尘排放浓度为11 mg/Nm3，低于20 mg/Nm3的国家排放标准。

1 胡志光.电除尘器运行及维修［M］.北京：中国电力出版社，2004.

2 黎在时.电除尘器的选型安装与运行管理［M］.北京：中国电力出版社，2005.

3 唐国山.工业电除尘器应用技术［M］.北京：化学工业出版社，2006.

4 张 宁.电除尘设备检修工（锅炉运行与检修专业）［M］.北京：中国电力出版社，2009.

5 原永涛.火力发电厂电除尘技术［M］.北京：化学工业出版社，2004.

6 能源部基本建设司.火电厂电气设备启动调试［M］.北京：水利水电出版社，1992.

2015-08-07。

李 京（1995-），男，本科，参加高等院校电气专业学习，email：lcdc009@163.com。

李秀忠（1969-），男，高级技师，主要从事火电厂环保设备运行的技术工作。