燃煤锅炉静电除尘器效率下滑分析

张增利，刘天福

（新疆天业（集团）有限公司，新疆 石河子832000）

为建设生态文明型社会，中国对环境治理的要求日益严格，生产企业在污染物排放符合法定要求的基础上，还需要进一步减少污染物排放以实现可持续发展[1]。

某厂2×300 MW 机组采用的是上海锅炉厂生产的锅炉，该锅炉型式为：亚临界参数汽包自然循环，具有一次中间再热、单炉膛、四角切圆燃烧方式、燃烧器摆动调温、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、紧身封闭布置。 除尘方式采用的是双室五电场静电除尘器。 静电除尘工艺是目前最成熟、运行稳定、成本低廉的烟气除尘技术，原理是利用高含尘烟气经过高压静电场时被电离荷电，荷电后的烟尘颗粒被电除尘器收尘极板捕集，达到烟气除尘净化的效果[2]。

1 电除尘运行遇到的问题

2016 年，该厂2×300 MW 机组粉尘排放超标累计102 h，其中由于静电除尘器高压跳闸、二次电压、二次电流偏低导致的排放超标累计55 h，占总排放超标时长的53.9%。 粉尘排放超标的主要原因是高压跳闸、二次电压电流偏低等。 现针对以上情况的变化关系进行分析。

1.1 静电除尘器高压跳闸

电除尘器每年停机检修后，其各电场都需进行空载升压试验以及动态升压试验，各电场配套高压硅整流设备全部试验合格。 机组投运几天后，电除尘器前电场个别高压硅整流设备出现间隙性的低电压或短路故障跳闸。 先对高压硅整流设备进行各种开路、短路等电气试验，检查结果均为正常，排除了高压电源自身电气故障原因。 最后各专业进行设备本体进行综合排查、分析，最终确定是由于本体机械故障原因导致的高压跳闸。

1.2 电场二次电压、二次电流偏低，影响除尘效果

电除尘器内部检修时，针对阳极板、阴极线进行了全面清灰、冲洗，且对极板、极线等异极距进行逐一检查， 并对松动变形的部位进行固定和校正， 电除尘器检修完成后所进行的升压试验均合格。 机组投运半年后，出现电场二次电压、二次电流偏低、火花闪络频繁现象。 经检查电除尘器内部极线存在裹灰现象， 粉尘排放存在短时超标的环境风险。

2 静电除尘器高压跳闸及二次电压、二次电流偏低原因分析

针对静电除尘器投运后频繁出现高压设备跳闸、二次电压、二次电流偏低问题，通过查阅相关技术资料[3-5]，对上述问题形成的原因进行详细分析。

2.1 电除尘高压侧绝缘防潮不合格

该厂静电除尘器高压引出线采用外套绝缘瓷瓶，绝缘瓷瓶采用电伴热形式，锅炉冷态启动时，静电除尘器提前投入运行，电加热器温度升高至80 ℃，在新疆高寒地区冬季该温度无法有效地将空气中的水气完全蒸发，而易在绝缘瓷套壁内形成冷凝水雾。 虽然刚投运时电除尘器各项参数正常，但当电除尘器通入烟气后，高压引线进入电除尘本体无法保证完全密封的情况下，绝缘套内壁被粉尘粘附污染是不可避免的，随着运行时间不断增加，最终瓷套绝缘性能无法有效保证。 若绝缘值偏低，由于低电压放电将拉低二次电压，当电压低至高压硅整流设备控制器低电压设定值并维持一定时间，高压硅整流设备将出现低电压故障跳闸； 若绝缘值过低，则出现高压硅整流设备短路故障跳闸。

2.2 电除尘器密封不良

针对二次电压、二次电流偏低问题，首先由专业人员对电气设备进行检查，发现各高压硅整流设备均正常，排除了高压硅整流设备的问题；然后检查脱硝系统运行情况，排除了上游脱硝系统氨逃逸导致电除尘极板、极线裹灰现象。 经各专业人员全面检查，发现二次电压、二次电流偏低问题主因在于电除尘器密封不良。

该厂电除尘采用顶部电磁振打方式， 在电除尘顶部布置数量较多的阴、 阳极振打器实现极板极线清灰。 由于安装或维护不当， 以及密封海波轮自身老化等原因， 存在振打器底座漏风可能。另外，电除尘本体侧面人孔门、电除尘顶部高压室至本体内部人孔门、 电除尘顶部人孔门等也有可能出现漏风。

电除尘器密封效果的好坏，不仅关系到电除尘器的漏风率、引风机电耗，而且直接影响电除尘器运行的稳定性及除尘效率。 密封效果差、漏风率增大时，相当于烟气量增大，易出现电晕封闭或者烟气量波动导致低电压放电， 即表现为运行二次电压、二次电流偏低，二次电压低收尘场强就小，二次电流低粉尘荷电效果就差，因此除尘效果差。 另一方面，在电除尘集尘面积不变情况下意味着比集尘减小，粉尘趋近速度亦减小，粉尘来不及收集即被烟气带走，导致除尘效果差。

3 解决方案

（1）针对电除尘高压侧绝缘防潮不合格问题，为了在电除尘器投运初期保证高压绝缘瓷套不受污染，将电除尘器高压室增加120 ℃热风吹扫装置，该装置可根据电除尘器密封情况和环境温度选择投运或退出。 尤其在新疆冬季寒冷地区，锅炉冷态启动时， 静电除尘器高压绝缘室的加热装置尤为重要，在电除尘器通入烟气前至少进行24 h 的热风吹扫预热。

（2）针对电除尘密封不良问题，首先针对振打器底座漏风做以下处理：

a.更换损坏的密封橡胶圈，用填料函加紧；

b.再用玻璃胶密封，确保不漏风漏水；

c.更换损坏的海波轮，夹紧钢带夹组；

d.电磁振打装置与电除尘顶部本体用连续满焊固定密封。

检查更换各人孔门破损或老化的密封材料，锁紧各人孔门螺栓，保证密封性能。 静电除尘器本体侧面人孔门、 电除尘顶部高压室至本体内部人孔门、 电除尘顶部人孔门结构形式改变传统的依靠单、双螺栓锁紧的形式，改为环形、方形法兰整体锁紧密封结构。

4 结语

面对越来越严峻的环保形势，电除尘器运行稳定，粉尘达标排放已势在必行。 以上提出的两种改进措施均已在该厂静电除尘器进行了实施。 实施后电除尘器运行平稳，未再出现高压硅整流跳闸故障及二次电压、二次电流偏低的现象，确保了粉尘排放符合要求。