電除塵器隔離振打技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用

文 _ 溫志強 福建龍凈環(huán)保股份有限公司

我國現(xiàn)階段仍以燃煤發(fā)電為主，燃煤電廠及其它工業(yè)鍋爐排放的污染物是我國粉塵污染的主要來源之一。針對環(huán)境日趨惡化的問題，我國相關(guān)部門制定、頒布了一系列相關(guān)的標準、法規(guī)和政策文件，出臺多項相應(yīng)的舉措，大力整治大氣污染，提高空氣質(zhì)量，改善人居環(huán)境。

隨著各項政策的出臺，降低和穩(wěn)定電除塵器的出口濃度成為燃煤電廠提效改造的重點。研究顯示，電除塵器排放濃度中至少有20%是由振打清灰時二次揚塵造成的。目前電除塵器提效升級改造路線方式多樣化，選擇經(jīng)濟型改造路線成為了燃煤電廠大氣治理的首要任務(wù)。

1 電除塵器隔離振打技術(shù)的工藝簡介

1.1 隔離振打技術(shù)的原理

隔離振打系統(tǒng)，用類似于入口氣流分布裝置的孔板減少振打清灰產(chǎn)生二次揚塵。在電除塵器末電場的尾部安裝一對孔板，一個為固定孔板，固定在電除塵器殼體的某個部位；另外一個則為可移動的孔板（圖1）。在靜止狀態(tài)下，可移動孔板上的孔與固定孔板的孔一一對應(yīng)，此時為打開狀態(tài)（圖2左側(cè)三排）。當可移動孔板通過提升裝置向上或向下移動一個孔的直徑距離后，兩塊孔板將相應(yīng)的氣流通道關(guān)閉，此時為關(guān)閉狀態(tài)（圖2右側(cè)三排）。

圖1 隔離振打系統(tǒng)示意圖

圖2 隔離振打系統(tǒng)打開狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)示意圖

當電除塵器正常運行時，末電場陰陽極系統(tǒng)振打按一定的振打規(guī)律實施振打。引入隔離振打系統(tǒng)后，隔離振打的周期也隨著末電場陽極振打周期一起變動，其具體運行步驟如下：①振打啟動前，所有孔板均處于打開狀態(tài)；②振打啟動，第1塊孔板移至關(guān)閉狀態(tài)；③第1塊陽極極板振打；④第2塊孔板關(guān)閉前的延遲時間；⑤第2塊孔板移至關(guān)閉狀態(tài)；⑥第2塊陽極極板振打；⑦第1塊孔板回復(fù)至打開狀態(tài)前的延遲時間；⑧第3塊孔板移至關(guān)閉狀態(tài)；⑨孔板關(guān)閉和電除塵器每個室的收塵極板從一側(cè)到另一側(cè)振打的過程中，在振打和孔板的打開之間有一定的停止時間，以便粉塵落入灰斗或重新被陽極極板捕集。

1.2 隔離振打技術(shù)的技術(shù)特點

隔離振打技術(shù)有以下特點：①系統(tǒng)部件少，尤其是運動部件少，安裝簡單便捷；②安裝在常規(guī)電除塵器尾部，設(shè)備增加的阻力較小，引風(fēng)機開度基本不變；③沒有新增高壓電源，運行能耗；④控制系統(tǒng)簡潔，運行維護簡便；⑤減少振打產(chǎn)生的二次揚塵，降低除塵器出口排放濃度。

隔離振打技術(shù)、移動電極技術(shù)、電袋復(fù)合技術(shù)和關(guān)斷振打技術(shù)等技術(shù)路線其目的都是為了除塵器提效。從它們各自的適用范圍和和技術(shù)特點對比分析見表1。

表1 各種技術(shù)比較

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

安徽某600MW機組工程鍋爐采用超臨界參數(shù)變壓直流爐，配套兩臺福建龍凈生產(chǎn)BEL側(cè)部振打靜電除塵器，雙室五電場結(jié)構(gòu)，設(shè)計除塵效率99.81%，機組于2008年8月運行。由于原除塵器設(shè)計裕量偏小，加上機組實際燃燒煤種參數(shù)嚴重偏離原設(shè)計煤種，煙氣量和煙氣溫度都比原設(shè)計值高出較多，尤其是末電場二次揚塵現(xiàn)象較為嚴重，導(dǎo)致電除塵器面臨巨大的壓力。

為響應(yīng)國家減排號召，該廠決定在大修期間，對原電除塵器做一次較為全面徹底的升級提效改造，并實現(xiàn)減少二次揚塵的目標。

進行改造前，該廠對進兩年的實燒煤種進行匯總分析（圖3），灰分、熱值、收到基硫分均存在波動。綜合煤質(zhì)分析結(jié)果，并考慮未來煤質(zhì)的變化，本項目環(huán)保改造采用新的設(shè)計煤種和校核煤種。環(huán)保改造煤質(zhì)的分析報告詳見表2。

圖3 該廠近1年燃煤灰份及低位熱值情況

表2 改造設(shè)計煤和校核煤特性

本工程配套2臺459m2雙室五電場靜電除塵器，每個電場兩個灰斗。根據(jù)該機組530M～570MW負荷范圍內(nèi)的試驗測試報告表明，電除塵器的出口平均飛灰濃度在35mg/Nm3，推算出在BMCR滿負荷工況下，出口飛灰濃度實際應(yīng)該在45mg/Nm3以上，已經(jīng)不能適應(yīng)國家環(huán)保標準要求。

燃燒煤種與設(shè)計煤種的差異是引起電除塵器出口排放值偏高的主要原因。煙氣量隨著排煙溫度的升高而增多，粉塵比電阻值升高，電場的擊穿電壓隨之減小，所以導(dǎo)致電除塵器性能得不到充分發(fā)揮，同時煙氣溫度升高，造成電除塵器處理的煙氣量加大，煙氣流速也相應(yīng)增大，從而增加了二次揚塵的幾率，最終影響了除塵器的出口排放。

2.2 改造方案介紹

根據(jù)現(xiàn)有鍋爐的燃煤情況和除塵器的運行情況，經(jīng)過多次研究和討論，綜合考慮各種因素，最終確認末電場采用機電復(fù)合式雙區(qū)、末電場采用隔離振打系統(tǒng)以及前電場應(yīng)用高頻電源的改造技術(shù)方案。

首電場高頻電源采用純直流方式，不僅提高了該電場工作的電壓，還使得電暈電流翻倍，從而提高收塵效率?？紤]到本項目煤種的飛灰比電阻相對較高，第二電場至第四電場也可采用高頻電源，同時采用間歇脈沖供電模式，減少反電暈現(xiàn)象，起到減低粉塵排放和節(jié)約能耗的效果。

第5電場機電多復(fù)式雙區(qū)結(jié)構(gòu)，將末電場分割成前后2個獨立的供電小分區(qū)，即將粉塵的荷電區(qū)和收塵區(qū)分開，并連續(xù)采用多個小雙區(qū)進行復(fù)式布置。

第5電場采用隔離振打系統(tǒng)，在關(guān)閉相應(yīng)通道時，相應(yīng)的封閉區(qū)域兩個陽極振打錘連續(xù)振打5次，每次振打錘提升1s，下落時間1s，此時由于該區(qū)域內(nèi)通道關(guān)閉，可以防止二次揚塵逃逸。

現(xiàn)場改造情況見圖4。

圖4 孔板吊裝圖

由于增設(shè)隔離振打等裝置系統(tǒng)，原IPC系統(tǒng)已無法滿足要求。在原電除塵的IPC集成控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合雙區(qū)技術(shù)、隔離振打系統(tǒng)的控制要求，開發(fā)出配置一套隔離振打與電除塵自適應(yīng)的控制系統(tǒng)。該套系統(tǒng)可以通過對不同煤種條件、不同負荷條件下的各種運行數(shù)據(jù)的分析、歸納和總結(jié)，對電場動態(tài)伏安曲線族與工況特性變化的關(guān)系規(guī)律進行對比和分析，建立不同的工況特性分析診斷的數(shù)學(xué)模型，基于該模型可以可靠地計算出電除塵器的反電暈指數(shù)和常電暈指數(shù)，正確地反映整臺電除塵器的工況狀態(tài)和變化趨勢，實現(xiàn)綜合節(jié)能，使電除塵器始終運行在功耗最小，效率最高狀態(tài)。

2.3 改造效果

該電除塵器改造項目，經(jīng)過雙方的共同努力，現(xiàn)場調(diào)試技術(shù)員的精心調(diào)試下，電除塵器各部件運行正常，特別是隔離振打系統(tǒng)在進過調(diào)試員反復(fù)認真調(diào)試和對參數(shù)進行調(diào)整，該套系統(tǒng)完全滿足設(shè)計的要求，達到了預(yù)期的效果。隔離振打裝置經(jīng)過168h性能測試后，均未出現(xiàn)提升困難，孔板卡死或者停留時間不足等現(xiàn)象。電除塵器的電壓的二次電壓值較改造前明顯提升，到達電源的最佳運行值。經(jīng)過第三方性能測試，在滿負荷情況下電除塵器出口粉塵濃度平均值為27.1mg/Nm3，完全滿足改造要求。

3 結(jié)語

電除塵器隔離振打技術(shù)的成功應(yīng)用，說明它已成為實現(xiàn)電除塵器超低排放的一個新的技術(shù)。在電除塵器改造項目上，其具有成本低和效果好的優(yōu)勢，具有良好的市場應(yīng)用前景。