前后小分区供电除尘器在华能海门电厂的应用与研究

2020-10-21吴荣鑫

机电信息 2020年8期

摘要：以经前后小分区供电改造后的电除尘器在华能海门电厂的应用为例，介绍了前后小分区供电改造除尘器的具体改造方案，分析了改造后的应用优势，为今后推广应用前后小分区供电除尘器改造项目提供了参考。

关键词：前后小分区供电;电除尘器;升级改造

0 引言

传统的小分区供电是将除尘器原一个电场一套电源供电按左右方向更改为一个电场两套或者更多（具体数量视除尘器的室数而定）的独立电源供电，将每一个电场的供电按左右方向分为独立的两个或者更多的区域。传统的小分区供电在面对单室通道数较多的大机组除尘器时，其提效及稳定运行效果有限。

本次研究方案是在传统左右分区的基础上，将原有的单个分区分为前后两个分区，使除尘器每个分区更加精细化，各分区根据粉尘比电阻和工况的变化，分别调整相应分区的供电方式、振打周期、电气参数等，使各分区的电气运行条件、工作状态达到最佳，从而达到提高除尘器收尘效率和保证除尘器长期稳定收尘的效果。

1 前后分区电除尘器改造背景

华能海门电厂机组总规划容量6×1 000 MW，其中一期机组规划容量为4×1 000 MW。#1、#2机组每台锅炉尾部配备了两台三室四电场静电除尘器，分别于2009年6月和9月投产。根据2014年7月西安热工研究院有限公司对#2机组电除尘器性能现场摸底试验测试结果显示，电除尘器实际运行烟尘排放浓度为47.1 mg/Nm3。为了降低烟尘排放浓度，提高除尘器除尘效率，满足国家发改委、环境保护部、国家能源局联合下发的发改能源〔2014〕2093号文件《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》中烟尘浓度的要求，华能海门电厂拟对一期#1、#2机组的电除尘器进行提效改造。经福建龙净环保股份有限公司与华能海门电厂的深入交流，最终决定在#1、#2机组电除尘器前方增设低低温设备，节能的同时也可降低除尘器入口的烟气量，降低粉尘比电阻等，以上均有利于提高除尘器的除尘效果，但除尘器能否长期稳定高效运行至关重要，经讨论决定将#1、#2机组电除尘器进行前后分区升级改造，从而达到提效减排和保证除尘器长期稳定运行的目的，以满足国家日益严格的环保排放要求。

2 除尘器改造前状况

海门电厂#1、#2机组每台锅炉配置了两台由福建龙净环保股份有限公司提供的左右分区三室四电场顶部振打式静电除尘器，设计煤种入口浓度为13.56 g/Nm3，保证除尘效率≥99.7%，出口粉尘排放浓度≤40.68 mg/Nm3，经过脱硫洗尘后，排放浓度可达到30 mg/Nm3以下。

根据西安热工院2014年7月的试验报告——《华能国际电力股份有限公司海门电厂2号机组增容提效性能考核试验报告》，除尘器性能测试期间运行数据如表1所示。

3 除尘器前后分区改造方案说明

根据我司多年的实践经验，同一供电分区，若其总收尘面积越小，则该供电分区的利用效率就越高，且首电场的粉尘浓度较后电场的大，每个电场前分区的粉尘浓度较后分区大，鉴于以上因素，最终决定对原三室四电场除尘器的前三个电场进行前后小分区改造，改造前除尘器的分区布置如图1所示。

前后分区划分：原除尘器配套的是三室四电场静电除尘器，阳极系统均为4块BE板为一个板排组，第一和第四电场采用两个板排组的组合方式（即8块板），第二和第三电场用三个板排组的组合方式（即12块板）。本次改造以阳极板的布置作为分区的切分依据：第一电场的前4块板区域作为第一电场的前分区，后4块板区域作为第一电场的后分区;第二、三电场的前4块板区域分别作为第二、三电场的前分区，后8块板区域分别作为第二、三电场的后分区，第四电场因粉尘浓度较小不做更改。改造后除尘器分区布置如图2所示。

阴极系统改造：原除尘器每个电场的前后分区属于同一供电区，前后分区的阴极框架间可用套管连接，该套管既可将前后分区的阴极框架连成一个整体进行导电，又可以防止原单桅杆结构的阴极框架绕吊杆旋转，提高框架的稳定性能。本次改造将前后分区分为了两个不同的供电区，为了防止不同供电区的电压相互干扰，使每个分区完全独立化，前后分区间的阴极框架必须相互独立，不允许使用连接套管，但为了防止阴极框架绕吊杆旋转，需将原有的单桅杆式阴极框架结构更改为双桅杆式阴极框架结构。第一电场改造前单桅杆阴极框架如图3所示，第一电场改造后双桅杆阴极框架如图4所示。

阳极系统改造：原除尘器阳极振打系统为了不与阴极振打系统相互干涉，阳极系统的振打结构必须设置成偏心的振打结构。本次改造阴极系统由单桅杆结构更改为双桅杆结构，振打器的位置已发生变化，该变化可使阳极振打系统设置成对中的振打结构。第一电场改造前偏心振打阳极系统如图5所示，第一电场改造后对中振打阳极系统如图6所示。

高频电源改造：按如上方案改造后，第一电场前后分区、第二电场前分区、第三电场前分区各分区的总集尘面积相同，且均只有第二、三电场的后分区和第四电场各集尘面积的一半，考虑到首电场和各电场首分区的粉尘浓度较大，应相应加大电流密度和电压，经核算第一电场的前后分区以及第二、三电场的前分区均选用1.2 A/85 kV的高频电源，第二、三电场的后分区利旧原第二、第三电场高频电源，第四电场不做改动。

4 前后小分区改造后的优势分析

（1）阴极框架由单桅杆结构更改为双桅杆结构，使每个阴极框架增加了一个吊挂点和振打点，增加了阴极框架的稳定性，提升了清灰能力，从而避免因粉尘聚集而造成的电晕封闭等现象;阳极振打系统由偏心结构更改为对中结构，有利于顶部振打结构的振打力均匀传递，确保阳极板受力均匀，保证清灰效果，从而保证除尘器的高效、稳定运行。

（2）每个供电区所对应的总收尘面积减小，电源利用率得到提高，实现了节能与高效目的，且供电区减小后，振打控制的矩阵块相应减小，有利于提高振打控制的可靠性和稳定性，确保除尘器可靠、稳定运行。

（3）增加了前后方向的供电区级数，该项目由原来的4级变为了更改后的7级，各供电区域内浓度梯度减小，供电装置与电场更加完美匹配，运行电晕功率得到一定提升，从而提升除尘效率。

（4）每个供电分区区域减小后，有利于后续除尘器的检修及故障排除。此外，当某一供电区出现故障退出运行时，因退出区域较小，对除尘器的收尘效果影响也相应减小，能够最大程度保证除尘器的性能。

5 测试及运行效果

从项目改造完成投运测试结果来看，#1、#2机组除尘器出口排放浓度分别为13.8 mg/Nm3和14.1 mg/Nm3，满足合同要求的不大于15 mg/Nm3排放要求，从长期运行情况来看，2017年开始投运至今，排放长期稳定维持在14 mg/Nm3左右，符合国家标准的低排放要求，运行稳定且效果良好。

6 结语

前后小分区改造电除尘器通过实践应用证明，前后小分区结构的电除尘器阴、阳极振打清灰效果好，各分区利用率高，各分区可根据粉尘浓度和工况的变化灵活调整各分区的供电、振打参数，使除尘器高效稳定运行，为后续新建、改造除尘器项目提供了新的技术方向。

[参考文献]

[1] 刘后启，林宏.电收尘器[M].北京：冶金工业出版社，1987.

[2] 唐国山.工业电除尘器应用技术[M].北京：化学工业出版社，2006.

[3] 何毓忠，何海涛.低低温电除尘技术针对电厂的适用性分析[J].中国环保产业，2016（10）：69-72.

[4] 中国环境保护产业协会电除尘委员会.燃煤电厂烟气超低排放技术[M].北京：中国电力初版社，2015.