百万超超临界机组电除尘系统节能优化

文_夏玉芳 尹柱良 蔡健

1 广东惠州平海发电厂有限公司 2 广东电力发展股份有限公司

上汽某百万超超临界燃煤机组在完成超低排放改造之后，电除尘耗电率偏高，本文以该百万燃煤机组为例，在确保环保指标达标的情况下，通过优化电除尘整流变出力、电除尘节能模式等节能措施，降低电除尘耗电率，保证其安全、环保、经济运行。

1 电除尘系统概况

案例机组采用龙净环保公司生产的电除尘设备，保证效率≥99.65%，除尘器出口烟气含尘量＜35mg/Nm3。单台机组配两台BE型三室四电场静电除尘器。一、二、三电场阴极线采用针刺线结构，四电场阴极线采用螺纹线结构，阳极板采用BE型结构。电除尘本体内每个电场均采用小分区供电，两台炉共48台整流变压器，其中1号炉一电场6台硅整流变压器已升级为福建龙净的变频整流变。电除尘节能系统主要是以机组负荷信号及电场的伏安特性曲线情况，自动选择电除尘高压整流设备的运行方式，将二、三、四电场由全波供电调整为间歇供电方式，在保证电除尘器出口排放达到性能保证的前提下，实现电除尘节能运行。

2 电除尘系统节能优化措施

通过对静电除尘器整流变电流极限、电压上限的调整，以及对节能模式的优化调整，探索降低整流变出力等优化节能控制，在满足净烟气烟尘超低排放的前提下，降低静电除尘器整流变的电耗。

2.1 电除尘系统试验条件

试验期间静电除尘器整流变投入节能模式正常运行，达到设计除尘效率，脱硫入口原烟气烟尘浓度＜35mg/Nm3、烟囱出口净烟气烟尘浓度＜6mg/Nm3。脱硫吸收塔系统运行正常。静电除尘器振打装置投入“分组振打”“断电振打”模式运行正常。调整运行方式前，确认各整流变运行参数稳定，检查整流变火花率小于10次/min；确认脱硫入口原烟气烟尘浓度、烟囱出口净烟气烟尘浓度稳定，CEMS分析系统运行正常。每次试验前必须分析评估机组升降负荷、机组吹灰、机组满负荷、燃煤热值及灰分、脱硫入口原烟气烟尘浓度、净烟气烟尘浓度、整流变二次电流电压等工况。

2.2 整流变电流极限优化调整

在满足试验条件的前提下，依次对电除尘A、B列一、二、三、四电场整流变电流极限优化调整，并记录试验参数，调整后见表1。试验目标：一、二电场电流极限由75%逐渐调整至50%，三、四电场电流极限由75%逐渐调整至60%，每次降低5%，每降低5%进行分析评估，满足要求再进行下一步骤，否则终止试验。

2.3 整流变电压上限优化调整

在整流变电流极限优化调整试验后，如仍有节能空间，在满足试验条件的前提下，依次对电除尘A、B列一、二电场整流变电压上限调整，并记录试验参数，调整后见表1。试验目标：一电场电压上限由120%逐渐调整至100%，二电场电压上限由120%逐渐调整至110%，每次降低10%，每降低10%进行分析评估，满足要求再进行下一步骤，否则终止试验。

表1 电除尘整流变运行参数调整表（机组负荷1000MW）

2.4 电除尘节能模式优化调整

在整流变电流极限、电压上限优化调整试验后，如仍有节能空间，在满足试验条件的前提下，继续深度开展节能模式优化调整。负荷区间优化：＜400MW，调整为500MW；400～600MW，调整为500～700MW；600～800MW，调整为700～850MW；800～1000MW，调整为850～1000MW。电场运行方式调整（放电方式）：调整后的500～700MW，一、二、三、四电场运行方式分别为0、1:2、1:2、1:2。

3 风险分析及控制

脱硫入口原烟气烟尘浓度异常波动或小时均值＞35mg/Nm3、烟囱出口净烟气烟尘浓度异常波动或小时均值＞6mg/Nm3，终止试验，立即恢复整流变原运行方式。整流变二次电流、电压异常波动大，火化率大于50次/min，立即恢复整流变原运行方式。脱硫入口原烟气烟尘浓度、净烟气烟尘浓度等主要仪表故障异常，终止试验，立即恢复整流变原运行方式。出现整流变故障跳闸，暂停节能调整试验，适当提高整流变出力，确保净烟气烟尘浓度满足超低排放标准。一旦出现烟尘排放超标，无法满足烟尘超低排放要求时，则立即终止试验，恢复整流变原来运行方式，退出节能模式，并适当提高整流变出力，退出断电振打、降低四电场振打高度导通角小于20。严禁出现净烟气烟尘浓度小时均值超过10mg/Nm3。由于粉尘浓度受机组变负荷、吹灰、电场断电振打、煤种变化等影响较大，故电除尘优化控制应充分考虑到以上因素，在调整时留足裕量，做到既节能又环保。

4 试验结果分析

4.1 耗电率分析

试验得到调整前后电除尘系统运行电流变化，结果如表2所示。从电除尘运行电流数据表知，两台机组电除尘调整后除尘变电流平均下降37.28%和16.23%，2A侧电除尘无功补偿装置故障，未投运，造成2A侧除尘变运行电流较2B侧高。另外,1号机组电除尘一电场整流变为变频电源，节能效果较好，整体电流相较于2号机组电除尘要低。从电除尘耗电率数据表知，两台机组电除尘运行方式调整后厂用电率下降率为29.17%和18.52%。预计2022年电除尘厂用电率相对2021年下降0.05%，按照年发电量110亿kWh，预计每年可节约厂用电550万kWh。

表2 电除尘变运行电流

4.2 净烟气烟尘浓度分析

电除尘深度节能调整前后平均净烟气烟尘浓度数据对比。通过数据可知，节能调整后1、2号机组的净烟气烟尘浓度月度均值分别上升52.32%、45.69%，为4.09mg/Nm3、4.18mg/Nm3，小时均值均小于10mg/Nm3的超低排放标准。

4.3 吸收塔浆液品质分析

由于电除尘整流变的节能运行，吸收塔原烟气及净烟气烟尘浓度有所提高，导致吸收塔截留的粉尘量增多。此种情况严重的话会导致吸收塔浆液中盐酸不溶物等杂质含量增多。表3为电除尘深度节能调整前后吸收塔浆液部分指标数据对比,通过数据可知，节能调整后1、2号吸收塔浆液氟离子浓度及盐酸不溶物浓度无明显上升。

表3 吸收塔浆液部分指标

5 结语

案例机组电除尘系统经过节能优化后，净烟气烟尘浓度满足超低排放指标要求，吸收塔浆液品质稳定,电除尘系统耗电率下降0.05%，电除尘低功率运行可降低整流变等设备的损耗，优化了除尘设备的使用工况，可供同类机组节能优化时参考。