濕式電除塵在煤氣除塵系統(tǒng)中的改造及應(yīng)用

武世龍 王賀敏

摘要：本文通過對鋼鐵企業(yè)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機組煤氣系統(tǒng)濕式電除塵的除塵機理及現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出了對除塵系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行優(yōu)化的改造方案，解決了原除塵器積垢多、除塵效果差、運行不穩(wěn)定問題，從而保障了電除塵的穩(wěn)定高效運行。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排;濕式電除塵;煤氣系統(tǒng)除塵;改造應(yīng)用

中圖分類號：X757 ???文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ???文章編號：1671-2064（2019）16-0000-00

0 引言

目前國內(nèi)大多數(shù)鋼鐵企業(yè)為實現(xiàn)節(jié)能減排，充分利用鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生的高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣及轉(zhuǎn)爐煤氣，配備了自備電廠。因高爐、焦?fàn)t、轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)后的煤氣品質(zhì)較差，一般在利用前，都配有電除塵設(shè)備，對常規(guī)發(fā)電機組而言，一次除塵后的煤氣能基本滿足燃料品質(zhì)要求，保證燃料系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。較常規(guī)發(fā)電機組而言，燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機組對煤氣品質(zhì)的要求更高，除一次除塵外，通常在電站煤氣系統(tǒng)壓縮之前配有相配套的電除塵，以保證煤氣品質(zhì)達(dá)到燃機運行要求。

邯鋼9E燃機電廠為150MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機組，其中燃機采用進(jìn)口GE燃機及輔機成套機組，余熱鍋爐采用杭鍋設(shè)備，汽輪機采用東汽設(shè)備，均為國內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備。機組所用主燃料為高爐煤氣，并配有焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣以調(diào)整熱值，滿足燃機燃燒運行的要求。機組采用低熱值煤氣燃料為聯(lián)合循環(huán)發(fā)電站的主燃料，在機組最大負(fù)荷時，所需混合煤氣量約為33萬Nm ³/h。為使機組在運行時能得到高品質(zhì)的煤氣燃料，焦?fàn)t煤氣設(shè)置獨立的電捕焦油器，去除焦煤中的焦油及雜質(zhì)，經(jīng)去焦油后的焦?fàn)t煤氣與高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣混合后，進(jìn)入濕式電除塵器，以去除煤氣中的雜質(zhì)，為電廠提供符合要求的煤氣燃料。電除塵在整個電廠運行中，擔(dān)負(fù)著去除大量煤氣中的雜質(zhì)，為煤氣壓縮機、燃機及輔機設(shè)備的穩(wěn)定運行提供重要保障，因此電除塵設(shè)備的長周期穩(wěn)定高效運行，對電廠尤為重要。

1?電除塵運行機理及技術(shù)參數(shù)要求

1.1 電除塵運行機理

濕式電除塵器的工作原理，是高壓電暈放電使粉塵或水霧荷電，荷電的粒子在電場力的作用下到達(dá)集塵板，濕式電除塵器采用沖刷液沖洗電極，將收塵板上捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨之排出。濕式電除塵器主要由進(jìn)出口風(fēng)道、除塵器殼體、導(dǎo)流板、整流格柵、陽極收塵板陰極線、絕緣箱、沖洗水系統(tǒng)、電源及控制系統(tǒng)組成^[1]。

1.2 電除塵運行技術(shù)參數(shù)要求

邯鋼9E燃機電廠為燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電站，所用燃料為高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣，為使燃機系統(tǒng)得到高品質(zhì)的煤氣燃料，3種煤氣在混合后進(jìn)入系統(tǒng)前，配置了濕式電除塵，處理煤氣能力為330000Nm ³/h，具體技術(shù)參數(shù)如表1所示。

2 電除塵改造前運行狀況及分析

邯鋼9E燃機電廠濕式電除塵在運行中存在高壓二次電壓不穩(wěn)定、且變化幅度大，電場放電頻繁。設(shè)備收塵極極板、放電極極線及其部件采用普通碳鋼材質(zhì)、板表面出現(xiàn)銹蝕夾層、極板變形比較嚴(yán)重，濕式電除塵器出口煤氣含塵濃度難以達(dá)到≤1 mg/Nm3的凈化效果，煤氣凈化效果變差，此外，電場清洗效果不好，收塵極極板表面殘留粉塵結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重。針對以上問題的采集分析如下^[2]。

2.1 電極部分

電極是濕式電除塵器的核心部分。電極的配置形式、結(jié)構(gòu)及材料的選用，是電除塵運行正常與否的關(guān)鍵。原放電極及收塵極極板均采用普通碳鋼材質(zhì)，運行中出現(xiàn)腐蝕夾層的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，隨著運行時間過長，附著在放電極及集塵極極板的鐵銹及粉塵呈膠著狀態(tài)，不易沖刷，久而久之，造成放電極及集電極之間間距縮小，導(dǎo)致放電頻繁。此外，因需除塵煤氣量大，原收塵極極板采用高度7m、寬度1米的普通碳鋼拼接而成，放電極則采用高度為7.6m的極柱，懸掛在極板之間，在長期運行中，放電極極柱存在變形，收塵極極板拼接處也存在開裂現(xiàn)象，致使放電極與集電極間距縮短，頻繁發(fā)電，更有甚者，因電極變形嚴(yán)重，導(dǎo)致放電極及集電極搭接，出現(xiàn)短路現(xiàn)象。

2.2 水沖洗部分

原電除塵水沖洗采用高壓斷電周期沖洗方式，根據(jù)電場運行情況，人為設(shè)定沖洗周期，采用瞬間大水量，沖掉放電極及極板的粉塵污垢，經(jīng)過幾年的運行實踐，陽極板出現(xiàn)銹蝕夾層、極板高度高、變形比較嚴(yán)重，積垢現(xiàn)象嚴(yán)重，沖洗水很難將極板中灰塵沖掉，特別是極板下半部分，污垢已成膠著狀態(tài)，水沖洗效果并不是十分理想。電場周期清洗時瞬時用水量非常大，也影響了煤氣的凈化效果。

2.3 其他部分

電除塵瓷瓶分進(jìn)線瓷瓶和支撐瓷瓶。支撐瓷瓶是電源與本體陰極連接的通道，對放電極起到支撐懸掛的作用，瓷瓶本身的絕緣性能變差，將縮小陰極與陽極的放電間距，影響除塵效果，此外，支撐瓷瓶在長期運行中，應(yīng)保證較好的支撐效果，保證不損壞，各支撐點受力均勻。電除塵接地刀閘在電除塵檢修維護(hù)中起著重要作用，通常通過高壓隔離開關(guān)進(jìn)行自動控制。運行中，因高壓隔離開關(guān)電磁鐵失靈，每次投運高壓時，需要操作人員到現(xiàn)場手動強制扳動隔離開關(guān)電磁鐵到位（鐵絲捆綁），非常不方便。經(jīng)與電磁鐵供應(yīng)商德國舒爾茨公司聯(lián)系，答復(fù)是該電磁鐵不屬于其標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品。

3 電除塵改造