火电厂静电除尘器防板结及解决对策探讨

2023-05-17内蒙古大板发电有限责任公司杨占海尚志强孙海波王术力

电力设备管理 2023年3期

内蒙古大板发电有限责任公司杨占海尚志强孙海波王术力

1 设备介绍

内蒙古大板发电厂2×600MW 燃煤空冷发电机组锅炉为北京B&W 公司按美国B&W的RBC系列锅炉技术标准，结合本工程燃用的煤质特性和自然条件，进行性能、结构优化设计的亚临界参数RBC锅炉。

每台炉配两台由福建龙净提供的双室四电场静电除尘器。目前为达到超低排放改造要求，同时脱硝所采用的催化剂，随着使用寿命的衰减，氨逃逸不断增大，硫酸氢氨的凝结温度区间为147～200℃，当环境温度在这个范围内时硫酸氢氨很容易凝结，沾染灰分，导致温度较低的后部烟气处理设备电除尘器阳极板、阴极线结垢，从而降低电除尘器除尘效率，最终影响烟囱粉尘排放的指标[1]。

2 改造技术

2.1 电除尘器防板结技术

针对性的解决极板板结与极线封闭两个难题，采用镜面不锈钢，使含有硫酸氢氨的灰附着在极板表面的附着力降低。极线采用短时加热气化，辅助振打的方案解决极线封闭的问题，此项技术在国内属于首例。通过提高极线表面温度蒸发气化阴极附着的硫酸氢氨，从而提高振打的效果。

此项技术的主要难点在于高压与低压在同一装置的自动切换。并且达到电流均衡加热的效果。收尘极板改制为光洁度较高的镜面不锈钢，首次应用火电行业。为达到整个阴极框架中阴极线的加热均匀性，在实验室进行了阴极系统加热试验，以保证阴极框架的稳定性[2]。

2.2 阴极线加热试验

本次试验测试内容为试验一测量螺旋线加热丝和铁镍铝加热丝加热至150℃时加热丝两端的电压、电流。试验硬件配置见表1。

表1 试验硬件配置

电焊机通电后分别将电焊机的输出线接到加热丝的两端，加热丝的长度大约3m，然后使用手持测温成像仪进行测温，如果温度未能升至150℃时可以适当调整电焊机的输出电流，当加热丝的温度加热至150℃时测量加热丝两端的电压，并记录测量值[3]。

加热丝加热至150℃时电流电压参数见表2。

表2 加热150℃时电流电压参数

根据测试5m长的铁镍铝加热丝的阻值为1.4Ω，5m 长的螺旋线加热丝的阻值为0.6Ω，相同长度的加热丝铁镍铝加热丝的阻值要比螺旋线加热丝的阻值大。当这两种加热丝都加热至150℃时测得铁镍铝加热丝的电压为DC 31V，电流为电焊机显示电流18A，螺旋线加热丝的电压为DC 24.2V，电流为电焊机显示电流20A。经过计算得出3m 铁镍铝加热丝功率为558W，3m 长螺旋线加热丝功率为480W。单排小框架加热电气参数是电阻为0.7Ω，功率为34317W，电流为221.4A。

2.3 加热电源选型理论计算依据

螺旋加热丝连接如图1所示，计算加热丝的总电阻、计算加热丝加热至150℃时总电流以及总功率，U+，U-的电压假设为120V，每一排的电压平均分为DC 24V，经测量一根3m的螺旋线加热丝电阻为0.6Ω，R1—R50每根的长度为3m。

关于螺旋线加热丝总电阻计算，R1—R10 的等效电阻为：

1/R=1/R1+1/R2+…1/R9+1/R10

R=0.06Ω

同理得出R11—R20、R21—R30、R31—R40和R41—R50的等效电阻都为0.06Ω，所以其串联起来总电阻为0.3Ω。

关于螺旋线加热丝总电流计算，每一根螺旋线加热丝的电阻为0.6Ω，R1—R10 的等效电阻为0.06，R1—R50 的总电阻为0.3Ω。U+，U-的电压设为DC 120V，则螺旋线加热丝如图1 排列时U+，U-的总电流为：

I=U/R=120/0.3=400A

关于螺旋线加热丝总功率计算，一共50 根3m的螺旋线加热丝同时加热则总功率为：

P=UI=120×400=48000W

铁镍铝加热丝如图1 连接时，计算加热丝的总电阻、计算加热丝加热至150℃时总电流以及总功率，U+，U-的电压假设为DC 155V，每一排的电压平均分为31V，经测量一根3m 的螺旋线加热丝电阻为1.4Ω，R1-R50每根的长度为3m。

关于螺旋线加热丝总电阻计算，R1—R10 的等效电阻为：

1/R=1/R1+1/R2+…1/R9+1/R10

R=0.14Ω

同理得出R11—R20、R21—R30、R31—R40和R41—R50的等效电阻都为0.14Ω，所以其串联起来总电阻为：

R总=0.14×5=0.7Ω

关于螺旋线加热丝总电流计算，每一根铁镍铝加热丝的电阻为1.4Ω，R1—R10 的等效电阻为0.14），R1—R50的总电阻为0.7Ω，U+，U-的电压设为DC 155V，则铁镍铝加热丝如图1 排列时U+，U-的总电流为：

I=U/R=155/0.7≈221.4A

关于螺旋线加热丝总功率计算，一共50 根3m的铁镍铝加热丝同时加热，总功率为：

P=UI=155×221.4=34317W

采用螺旋线加热丝加热电源需选型为输出电流至少为400A，功率为4.8kW 以上，采用铁镍铝加热丝加热电源需选型为输出电流至少为221.4A，功率为3.4317kW以上。

3 改造方案

3.1 施工范围

本次改造部位确定为右一电场靠近电除尘壳体边缘，1号机组静电电除尘器（一室第一电场的八分之一电场，即4个通道，4排阳极、3排阴极小框架）的防板结改造研究技术包括电除尘器部分极线，极板的升级更换，电器设备的安装及电缆敷设，改造完成后对改造部分电场整体调试及试运。

3.2 施工方案

一是振打装置拆除，阳极系统振打三排极板设一个振打点，阴极系统振打8 个小框架设一个振打点，按照改造需求，需要保护性拆除B12 室右侧2个阳极振打装置，后续恢复利用。

二是顶盖板拆除，顶盖板拆除前人员做好高空防坠落措施，作业人员安全带悬挂牢靠，切割前将灭火器放置动火区域，将顶盖板分块拆除，利用吊车逐一拆除放置在地面。

三是阴、阳极板拆除，根据图纸及施工范围，改造部位阳极拆除一个小框架（包含3排极板），用吊车悬挂并受力，脱离大梁，拆除定位耙，从除尘器壳体内部吊放在地面。阴极框架吊装前将吊钩悬挂牢固，阴极小框架悬吊梁断开位置为距离悬吊杆中心100mm 处，阴极小框架切割前将吊车悬挂并受力，待切割后吊至地面。阳极、阴极小框架拆除如图2所示。

图2 阳极、阴极小框架拆除

四是阴极线安装，本次更换6 排阴极小框架，制作新型框架及极线。重新设置阴极吊点，原吊点位置不动。安装阴极线前将阴极吊梁安装完成并保证同极距偏差不大于5mm。阴极框架，检查无误后进行安装。阴极线安装固定于阴极吊梁，等阴极框架调整平整后，悬挂阴极线，阴极线悬挂保证所有阴极线的紧张紧力在设计范围，具体张紧力的大下以阴极线线体绷直稍加吃紧为合格，注意不宜过紧。

五是高压进线装置安装，高压进线装置的安装须结合高压电气设备的安装、调试，参照高压静电除尘用整流设备使用说明书和电除尘设备调试指南。安装应按技术要求进行，开关箱安装应牢固可靠、操作灵活，行程满足要求。安装时注意变压器就位时底座必须与保温箱加强槽钢对应。开关箱分配准确到位，触点接触点良好。安装完毕后须再次检查各连接点是否可靠，并清除所有异物。

高频电源安装完成后将底座与顶板焊接固定，高频电源与隔离开关柜接触法兰密封严密。顶板封闭前检查高压引线与阴极吊杆连接牢固，并保证高压引线与壳体的安全距离大于等于300mm，高频电源摆放位置等顶盖板恢复后就近于穿墙瓷瓶位置。

高电流加热电源不同于高频电源，其采用定制规格铜排作为引线，穿过保温层及顶盖板均采用穿墙瓷轴，保温层外侧设置保温箱，以便保证人员安全及瓷轴加热，铜排与阴极吊梁采用螺栓连接。

六是电控设备安装，本次试验项目所有设备控制均在除尘器就地控制柜集中控制，控制箱预留Modbus 485 通讯接口。可实现DCS 远程监控。就地控制柜控制器采用PLC 控制，主要控制设备有低压1 台加热电源、1台高频电源、3 电动高压隔离开关柜（自研发）、2只电磁振打器、2只加热圈。

本次电除尘器防板结试验就地控制柜总电源引自1 号炉0.4kv 除尘PC 配电室1BFC04B01 备用间隔框架开关柜，需对其柜内二次综保装置进行定值调整，需更换CT 互感器。1BFC04B01 断路器控制方式采用就地分合闸，仅作为供电，所有设备启停监测均在就地控制柜完成，同时在DCS监测。就地控制柜配置就地LCD显示屏，可在就地实时控制。