不锈钢卧式板式WESP安装关键质量控制点控制措施探讨

张桂平，郭永雄

(广东珠海金湾发电有限公司，广东 珠海 519050)

不锈钢卧式板式WESP安装关键质量控制点控制措施探讨

张桂平，郭永雄

(广东珠海金湾发电有限公司，广东 珠海 519050)

简要介绍了不锈钢卧式、板式WESP的本体结构特点，详细描述WESP壳体、绝缘子室、阳极系统、阴极系统和喷淋系统等设备的安装工艺，指出本体结构设计中存在的不足，并对阳极板吊装、阴极小框架拼装等安装过程中容易出现的质量问题提出了相应的控制措施，可供卧式、板式WESP安装单位借鉴参考。

WESP；安装；质量控制

0 引言

近年来国家对燃煤电厂烟气排放要求日趋严格，2011年实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)便堪称“史上最严”标准[1]，污染物排放浓度要求创历史最严；2014年国家发改委、环保部、国家能源局联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-1020年)》(发改能源[2014]2093号)，要求新建燃煤发电机组NOx、SO2及粉尘在基准氧含量6%条件下排放浓度阈值达到50mg/m3、35mg/m3、10mg/m3[2]；2015年，三部委再次联合印发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》(环发[2015]164号)，要求东部、中部和西部地区燃煤机组分别在2017年、2018年和2020年前完成超低排放改造[3]；同时，一些地方政府在国家文件的基础上提出了“50355”的超低排放要求，即在基准氧含量6%条件下， NOx、SO2及粉尘排放浓度阈值50mg/m3、35mg/m3和5mg/m3。这一系列的政策给现役煤电机组带来了极大的生存考验，为响应国家环保政策，各燃煤电厂纷纷对炉后环保系统设备进行升级改造，其中，在脱硫系统后面增加湿式电除尘器(Wet Electrostatic Precipitator，简称WESP)是目前超低排放改造的主要技术方案之一[4-7]，本文主要讨论的就是不锈钢卧式、板式WESP本体部分安装工艺和关键质量控制措施，提高设备的安装质量，保证WESP的运行效果。

1 WESP本体结构

本文讨论的是某型号四室一电场不锈钢卧式、板式WESP。WESP本体结构由壳体和内部件两部分组成，壳体部分包括进出口喇叭口、灰斗、侧板、绝缘子室和内外顶盖；内部件部分包括阴极系统、阳极系统、冲洗水系统、气流均布板和挡板。阴极系统主要由绝缘子、吊杆、阴极大框架和阴极小框架组成；阳极系统由阳极板、防震梁、定位板和接地装置组成；冲洗水系统包括内部配管和喷嘴，分A、B、C三类，A类喷嘴为锥形雾化喷嘴，用于冲洗入口气流均布板，B类喷嘴是90°锥形雾化喷嘴，用于整体冲洗阴极线和阳极板，冲洗时需要停止变压器的运行，C类喷嘴为双向扇形喷嘴，用于冲洗阳极板，在极板表面形成水膜；防漏风板即阳极板与壳体之间的挡风板。WESP本体结构如图1所示。

WESP安装工艺流程分别是灰斗、侧板及内部支撑、绝缘子室、喇叭口、绝缘子及吊杆、阴极大框架、阳极板和阴极小框架、内部配管及喷嘴、内顶盖和外顶盖，阳极板和阴极小框架是从电除尘顶部成组吊装。

图1 WESP本体结构示意

2 WESP各部件安装

2.1 阳极板拼装

每块阳极板由7块面板、2片顶梁、14块引流板和2片底梁拼装而成，阳极板面板10000mm×590mm，厚度0.7mm，折边宽度50mm，拼装后阳极板整体尺寸10060mm×4190mm，边长和对角线允许偏差±3mm。拼装过程中注意以下几点：(1)紧固螺栓前需测量极板整体尺寸，控制拼装偏差；(2)两片顶梁与阳极板之间的衬垫不同，确保凹槽与面板凸起部分咬合；(3)阳极板中间的6块间隔板长宽分别为60mm和50mm，厚度10mm，宽度刚好和面板折边宽度相同，拼装时切勿将间隔板和面板齐宽焊接，以防增大面板的焊接变形。

2.2 阴极小框架拼装

阴极小框架到货形式是半框架，尺寸4650mm×2000mm，每两个半框架拼装成一个小框架，每个小框架有4个连接点，每个连接点如图2所示，拼装后小框架整体尺寸4650mm×4000mm，边长和对角线允许偏差±3mm。

图2 阴极半框架拼接示意

2.3 绝缘子室及绝缘子安装

绝缘子室进出口侧各4个，长度6334mm，安装时控制进出口侧在同一标高，且保证绝缘子室之间的距离和对角线在误差范围内，避免阳极板安装变形。绝缘子安装时注意以下几点：(1)每个绝缘子顶盖安装必须保证吊杆居中，顶盖上风量调整板必须控制好8个风孔的通流面积，而且必须确保所有16个绝缘子顶盖上通风孔的通流面积一致，避免密封风偏流；(2)绝缘子底座定位后，在确保底部阴极大框架就位且拉杆自然下垂的情况下，确保吊杆在绝缘子居中位置，再将底座与绝缘子壳体焊接，避免焊接后因吊杆固定而无法调节大框架的位置；(3)绝缘子与底座之间的石棉垫片裁剪时内径大于或等于绝缘子内径，避免阴极系统带电后引起短路或电阻降低；(4)绝缘子吊杆和套筒之间的距离128mm，误差控制在±5mm，如果偏差过大，无法通过调整阳极板与阴极线之间的距离来保证放电的均匀性。

2.4 阴阳极吊装

阴阳极的吊装包括阴极大框架、阴极小框架和阳极板的吊装。阴极大框架吊装时首要保证吊杆的自然下垂和框架的水平度，小框架吊装就位后需及时调整好框架顶部及两侧的距离，即与绝缘子室底部和上下阴极大框架之间的距离，后续调整难度较大。阳极板阴极线需成组与工装平台一起吊装，主要注意以下几点：(1)阳极板面积较大且较轻，吊装前可将阳极板多点固定在吊装工件上，避免工件倾斜时极板打折变形；(2)避免在风力较大的天气下吊装；(3)极板在绝缘子室支撑台阶就位后，调整好极板之间300mm的距离，并且保证极板顶梁的水平度，方便后续阳极板和阴极线极间距的调整。

2.5 极间距调整

极间距的调整包括阳极板间距的调整及阳极板和阴极线极间距的调整。阳极板间距为300mm，允许误差±5mm，间距调整好后把绝缘子支撑点、顶部定距板、防震梁和底部定距板焊接固定，然后再进行阴阳极极间距的调整。

阴阳极极间距调整前可将阴极大框架在自然下垂状态下将其焊接与壳体固定，然后逐个调节阴极小框架，每个小框架调整完毕后，切除阴极大框架与壳体的固定装置，重新核实极间距并进行微调，最后将所有螺栓点焊固定，若螺栓固定后仍然有部分间距不合格，可通过外力调整夹板来进行调整。

2.6 喷淋系统安装

喷淋系统的安装包括内部配管和喷嘴。WESP的内部配管两端直接固定在壳体法兰上，因管道没有拉升余量，连接垫片不易安装，接口处容易泄露，安装时需将内部配管切断，分别安装好两头法兰的垫片螺栓后再将管道焊接起来，可以有效防止垫片处泄漏。喷嘴的安装主要是C类喷嘴，安装时确保管道内无毛刺和杂物，喷嘴的位置相对在阳极板之间，水膜的扇面角度可以通过调节扇形喷嘴来完成，但必须控制母管开口和接头连接方向的位置，控制喷淋方向偏差，避免喷淋试验时大量调节扇形喷嘴。

2.7 玻璃鳞片防腐

WESP玻璃鳞片防腐施工主要有四个关键控制点：一是防腐施工空间受限，施工质量较难控制；二是壳体不锈钢生根件和碳钢连接部位容易被忽视，防腐时应尽量将玻璃鳞片过渡到不锈钢上，避免酸液渗入；三是电除尘侧板与阳极板之间的距离不足300mm，设备投运后该区域防腐因空间限制很难进行修补，因此需要在施工阶段严格控制质量；四是电除尘内顶盖防腐，施工不当容易导致壳体腐蚀和极板极线短路。

3 系统设计优化建议

(1)灰斗挡风板生根件。WESP设计灰斗为碳钢，挡风板生根件为L型不锈钢角钢，每2个成组背靠焊接在灰斗钢板上，间隙约10mm，灰斗挡风板直接卡在每组生根件之间。该设计的主要问题是两块L型不锈钢之间缝隙过小，不利于玻璃鳞片防腐。优化方案可考虑先在灰斗钢板上焊接不锈钢板，再在不锈钢板上焊接生根件，避免灰斗腐蚀穿孔。

(2)喇叭口爬梯。建议将圆钢材质改为316L不锈钢，并在圆钢两头焊接一块不锈钢板，再将钢板焊接在喇叭口壳体上，利于壳体与不锈钢之间防腐的过渡。

(3)壳体侧板。WESP壳体侧板与阳极板之间的距离约300mm，侧板采用玻璃鳞片防腐，运行过程中侧板防腐损坏时，无法修补。优化方案可从两方面考虑：一是加大壳体，增加侧板与极板之间的距离，便于侧板防腐层的修补；二是在侧板表面贴316L不锈钢板，消除运行过程中侧板腐蚀的隐患。

4 WESP运行效果

WESP安装完成后，C类喷嘴喷淋时二次电压42kV，二次电流1600mA，系统投运后性能试验效果良好，试验结果如表1所示。

表1 湿式电除尘器性能试验结果

项目保证值试验结果出口粉尘浓度/mg·m-353．43粉尘去除率(含石膏)/%7082．5PM2．5去除率/%7080．4PM10去除率/%7074．2雾滴去除率/%7086．46SO3去除率/%6062．2汞去除率/%-58．1出口烟气泵/μg·m-3-1．06除尘器本体阻力/Pa20079

5 结语

WESP安装过程中，通过对阳极板组装，阴极小框架拼装，绝缘子室及绝缘子安装，阴阳极系统的吊装，极间距调整和喷淋系统安装进行严格的质量控制，除尘器正常运行时除尘效率优于设计值。如果对灰斗挡风板生根件、喇叭口爬梯和壳体侧板等方面进行优化，会大大提高系统设备的防腐性能，保证WESP的安全稳定运行。

[1]GB13223-2011，火电厂大气污染物排放标准[S].

[2]国家改改委. 关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》的通知(发改能源[2014]2093号)[EB/OL]. http://bgt.ndrc.gov.cn/zcfb/201409/t20140919_626242.html,2014-09-12.

[3]环境保护部,国家发展和改革委员会,国家能源局. 关于印发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》的通知(环发[2015]164号)[EB/OL]. http://www.nandudu.com/article/17652,2015-12-11.

[4]赵 鹏,陈 勇,蹇 浪.湿式静电除尘器在火电厂中的应用探讨[J].能源与环境,2013(6):95-96.

[5]时超林,潘卫国,郭瑞堂,等.火电厂湿式静电除尘器的发展现状综述[J].电力与能源,2013,34(5):493-496,499.

[6]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探讨[J].电力科技与环保,2012,8(4):14-26.

[7]刘鹤忠,陶秋根.湿式电除尘器在工程中的应用[J].发电设计,2012(3):43-47.

A discussion on control measures of key quality control points in stainless steel horizontal plate WESP installation

ItsimplyintroducesthebodystructurecharacteristicsofstainlesssteelhorizontalplateWESP,anddetaileddescriptionoftheinstallationprocessofWESPshell,insulatorchamber,anodesystem,cathodesystem,sprinklersystemetc.Pointsoutthedisadvantagesofthestructuredesign,thenproposestheappropriatecontrolmeasuresforthepronequalityproblemsintheinstallationprocessofanodeplateandcathodeframe,toprovidethereferenceforhorizontalplateWESPinstallationcompany.

WESP;installation;qualitycontrol

X701.2

B

1674-8069(2017)06-025-03

2017-06-26；

2017-07-18

张桂平(1982-)，男，贵州毕节人，工程师，从事燃煤电厂环保系统设备管理与维护工作。E-mail：408310147@qq.com