电除尘系统设备及故障整治

彭晓俊 谢智辉

电除尘系统设备及故障整治彭晓俊  谢智辉

【摘  要】随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的电力发展十分迅速，电除尘系统是火力发电厂必备的配套设备，如果电除尘系统出现故障，导致环保排放指标不达标，轻则受到考核，重则需要强制停机处理，所以电除尘系统的稳定运行直接影响机组的可靠性。某电厂的电除尘系统投产后问题较多，经常出现无故障报警自动跳闸、小湿电频繁跳闸且升不起电压等异常问题。由于电除尘器相关设备多，两台机组电场数量就达到40多个，如此频繁出现故障成为十分棘手的问题。

【关键词】静电除尘器;小湿电;控制主板;整流变压器

引言

国家能源局2016年发布的《能源发展“十三五”规划》中提到“全面实施燃煤机组超低排放与节能改造，推广应用清洁高效煤电技术，严格执行能效环保标准，强化发电厂污染物排放监测”，这对燃煤电厂节能要求提出更高的标准。现在有部分燃煤厂对单项污染物排放值达到了超低排放限值，但大多电厂忽略了节能要求。传统电除尘系统耗电量一直很大，同时，电除尘电气系统长期运行在大电流、高功率方式下，不但能耗大，还会造成电除尘电器元件的损坏，特别是高压控制柜和整流变压器常因电流大、温度高，导致设备故障率高，维护费用和工作量均比较大。现在以实际工况特性分析为基础，锅炉负荷、烟气温度等多种参数为参考的闭环反馈控制电除尘器节能技术日益成熟，已在多个大型火电厂成功应用，效果显著。在保证除尘效率的前提下，该类技术节电率最高可达80%以上，平均节电超过50%，能够达到保效节能的目的。

1静电除尘器基本原理

电除尘器是在两个曲率半径相差很大的阳极板和阴极线上，通以高压直流电，维持一个足以使气体电离的静电场。气体电离后所产生的电子、阴离子和阳离子，吸附在通过电场的粉尘上，而使粉尘获得荷电。荷电粉尘在电场力的作用下，便向电极性相反的电极运动而沉积在电极上，以达到粉尘和气体分离的目的。当沉积在电极上的粉尘厚度达到一定的厚度时，通过振打使其以片状脱落，被振落的灰尘落入灰斗中，完成清灰过程。

2电除尘问题出现及解决方案

该电厂投产以来，静电除尘器电场经常无故障跳闸。常规跳闸故障可能为：（1）整流变压器发热严重，整流变温升超过40℃或设备内部有明显的闪络、拉弧、振动等。（2）阻尼电阻起火。（3）高压绝缘部件闪络，高压电缆头有闪络放电。（4）供电装置失控，出现大的电流冲击。（5）电场内部短路。（6）灰斗堵灰严重。但技术人员到现场检查后，发现设备无上述异常，且跟正常设备无异常。通知运行人员启动试运行之后，电流、电压参数正常，电场运行正常。一段时间后，又跳闸，正常运行时间毫无规律，运行人员监控压力重大。技术人员通过多次试验对比发现主要是由控制主板运行不稳定所致，为此根据实际运行情况重新优化控制参数，对每个主板程序进行升级更新，同时对二次回路接线重新校正、紧固，使得控制主板故障率大大下降，静电除尘器运行稳定性得到大大提高，无故障跳闸情况基本解决。

3浊度控制改造

对电除尘系统进行进一步的优化，加入浊度控制功能。其浊度取自出口烟气粉尘节点数据，在系统组态中设置上、中、下3个阈值，并设置除尘器电源二次电流上下限制。主要的控制逻辑为：当粉尘浊度大于上阈值时，直接将除尘器电源二次电流设置到上限;当粉尘浊度大于中阈值小于上阈值时，粉尘浊度上升则根据设定梯度提高二次电流限制值，粉尘浊度下降或不变时则不改变二次电流限制值;当粉尘浊度大于下阈值小于中阈值时，粉尘浊度上升或不变则不改变二次电流限制值，粉尘浊度下降则根据设定梯度降低二次电流限制值直至二次电流下限;当粉尘浊度小于下阈值时，直接将除尘器电源二次电流设置到下限。当前系统中设置的梯度值为1、2号电场50mA，3、4号电场30mA。加入浊度控制功能之后，除尘控制器能够更加精准地跟踪出口烟气排放质量浓度，实时控制调节参数，减少了人工干预的过程，做到自动化的电除尘智能控制。

4小湿电设备概述

某厂EPM（电风拦截湿式电除尘器装置）为新一代辅助除尘、除酸、除雾装置（俗称小湿电）。主要由气流分布装置、阴阳极、壳体、冲洗系统、高压电源、保温箱、吹扫风机、加热器、楼梯走道及控制系统、滴液收集器等组成。其中，阴阳极采用特殊的横向组排结构，由数十个烟气通道组成，每个通道由一对阳极板+一根针刺型阴极电晕线组成静电收集电场，阴阳极均采用特殊防腐材料设计制造。来自上游的湿冷烟气以一定的速度流经该小湿电各个电场通道，在电场的作用下，烟气中的液滴及粉狀颗粒等被荷上电，并在电场力、气流流经阳极板时产生的离心力和惯性力的多重作用下，烟气内的雾滴撞击到阳极板上汇集形成水膜，在重力作用下，下落至壳体下部收集器内。实现了气液分离，使得流经小湿电的烟气达到除酸、除尘、除雾要求后排出。HEW小湿电电场电压可稳定运行在60kV以上，对应的除雾效果较为明显，结构紧凑、易于与烟道结合布置，由于适应5-7m/s较高风速特点，特别适合作为燃煤电厂湿法脱硫后的辅助除尘除酸除雾的补充手段，满足10mg/Nm3粉尘排放场合。

5除尘器型式的改造

随着国家环保指标进一步严格，在2014年烟尘排放指标下调至实现在新标准下的≤30mg/Nm3，原运行控制范围70-80mg/Nm3已经远远达不到环保排放要求，这更需要除尘设施运行高效稳定，将设备故障率降到最低。因此，通过2013-2014两年，对三台锅炉除尘器进行改造，将每台锅炉原有的第三、第四电场拆除，安装布袋除尘区，即改造成FE型电袋复合除尘器。在FE型电袋复合除尘器中，烟气从进口喇叭进入前级电除尘区，烟尘在电场电晕电流作用下荷电，大部分被电场收集下来，少量已荷电未被捕集，粉尘随烟气均匀缓慢进入后级布袋除尘区，被滤袋过滤后达到净化目的，设备改造后锅炉烟尘浓度排放指标基本都控制在10-20mg/Nm3之间。

结语

综上所述，锅炉烟气除尘设备在运行的过程中，为了进一步提高效率，需要及时发现设备的问题，对其进行更新改造。除了从设备上改进，还需要对管理锅炉的人员进行相应的培训，让他们把学习到的知识运用到实践中，理论与实践相结合，加强对机械设备的检修，进一步提高锅炉除尘设备的稳定性，保证排出的气体不会污染环境。

参考文献：

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（作者单位：华能左权煤电有限责任公司）