超低排放改造后電除塵本體故障原因分析與治理

田林峰(華潤(rùn)電力南京化學(xué)工業(yè)園熱電有限公司，江蘇 南京 210000)

1 概述

南京化學(xué)工業(yè)園熱電有限公司位于南京市長(zhǎng)江北岸、六合國(guó)家級(jí)化工園區(qū)的中心，主要承擔(dān)園區(qū)八十余家化工企業(yè)生產(chǎn)用熱，其中一期工程建設(shè)2×35MW背壓發(fā)電機(jī)組+3×220t/h鍋爐，每臺(tái)爐配一臺(tái)蘭州電力修造廠生產(chǎn)的雙室四電場(chǎng)電除塵器，2015年將四電場(chǎng)改為旋轉(zhuǎn)極板電場(chǎng)，2017年實(shí)施超低排放改造，將電除塵內(nèi)部陰極線材質(zhì)由普通碳鋼更換為316L不銹鋼，灰斗內(nèi)襯316L不銹鋼板，陽(yáng)極板利舊。其中電除塵內(nèi)部陰極線有鋸齒線和芒刺線兩種，鋸齒線分布在1～3電場(chǎng)，芒刺線安裝在4電場(chǎng)。超低排放改造后，電除塵運(yùn)行期間發(fā)生電場(chǎng)嚴(yán)重閃絡(luò)，部分電場(chǎng)短路跳閘，旋轉(zhuǎn)極板坍塌現(xiàn)象。停爐發(fā)現(xiàn)陰極線陽(yáng)極板異常積灰，陰極線飛灰包裹。超低排放改造后電除塵運(yùn)行參數(shù)經(jīng)常達(dá)到環(huán)?？己讼孪蓿€發(fā)生一次被迫停爐事件，已嚴(yán)重影響到發(fā)電機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行。

2 超低排放改造后電除塵本體故障原因分析

2.1 陰極線陽(yáng)極板搭橋原因

根據(jù)跳閘電場(chǎng)搭橋極線照片可以看出極線兩端螺桿磨損嚴(yán)重(最薄處減薄2mm(原始6mm))，說(shuō)明陰極線在運(yùn)行時(shí)存在不同程度的晃動(dòng)，使止退螺母點(diǎn)焊點(diǎn)脫焊，止退螺母松動(dòng)和鎖緊螺母松動(dòng)使極線從上部框架滑出，陰陽(yáng)極搭橋短路跳閘，而極線積灰結(jié)垢加劇晃動(dòng)、磨損。技改期間割除舊極線傷及陰極框架，極線與框架安裝時(shí)松緊不一致，部分極線受力大，在極線安裝工作全部完成后，使小框架內(nèi)極線受力均勻性調(diào)整失效，最終使整列框架受力不均，運(yùn)行中容易發(fā)生極線彎曲變形、脫焊脫扣等現(xiàn)象，導(dǎo)致陰陽(yáng)極搭橋短路而跳閘(圖1)。

圖1 磨損極線螺栓磨損情況、極線彎曲變形、脫焊脫扣搭橋

2.2 極線極板積灰分析

每臺(tái)電除塵檢修期間，均發(fā)現(xiàn)內(nèi)部各個(gè)電場(chǎng)大量積灰，陰極線被飛灰嚴(yán)重包裹。2018年8月對(duì)電除塵內(nèi)包裹的陰極線積灰進(jìn)行取樣分析，分析表明電除塵積灰氨含量偏高，2019年3月對(duì)空預(yù)器出口氧含量及NO含量進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)NO數(shù)據(jù)有為0情況。兩者表明該類型鍋爐氨逃逸偏大，導(dǎo)致電除塵極線、極板上附著的積灰內(nèi)含有振打難以清除的鼻涕狀硫酸氫銨。

2.3 脫硝參數(shù)控制對(duì)電除塵電場(chǎng)運(yùn)行的影響

通過(guò)查閱某臺(tái)爐2019年7月20日至2019年10月1日參數(shù)情況。發(fā)現(xiàn)2019年8月15日前后，該爐NOx排放有顯著降低，均值由24mg/Nm3降低至17mg/Nm3。8月15日后一二電場(chǎng)二次電壓由56～62kV升至64～69kV，脫硝排放值與電除塵二次電壓的相關(guān)性明顯。經(jīng)電除塵檢查以及清理后的參數(shù)變化，證明電場(chǎng)二次電壓的升高與電除塵硫酸氫銨凝結(jié)有關(guān)。而排口NOx長(zhǎng)期控制在15mg/Nm3也能為氨逃逸偏大提供數(shù)據(jù)支撐(圖2)。

2.4 旋轉(zhuǎn)極板坍塌

旋轉(zhuǎn)極板電除塵工作原理[1]：旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極板在頂部驅(qū)動(dòng)輪的帶動(dòng)下緩慢地上下移動(dòng)，粉塵在收塵區(qū)域被收集，附著在極板上的粉塵隨極板轉(zhuǎn)移到非收塵區(qū)域，被正反兩把旋轉(zhuǎn)清灰刷刷除，粉塵直接刷落于灰斗中，最大限度地減少二次揚(yáng)塵。

2.4.1 煙氣倒流對(duì)旋轉(zhuǎn)極板的影響

由于公司一期設(shè)計(jì)三爐兩塔，其中#2爐煙氣既可以至#1脫硫塔也可至#2脫硫塔，加上引風(fēng)機(jī)和增加風(fēng)機(jī)進(jìn)行“引增合一”改造，會(huì)發(fā)生煙氣漏入停運(yùn)鍋爐現(xiàn)象，煙氣腐蝕性很強(qiáng)，作為電除塵最后一級(jí)旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)首當(dāng)其沖，而旋轉(zhuǎn)極板的轉(zhuǎn)動(dòng)部件中的鏈條極易因生銹腐蝕而導(dǎo)致卡澀，造成電機(jī)過(guò)載，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將極板拉裂脫落，使旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)陰陽(yáng)極搭橋短路跳閘。

2.4.2 旋轉(zhuǎn)電機(jī)倒轉(zhuǎn)對(duì)極板的影響

電除塵在進(jìn)行超低排放改造期間，電氣專業(yè)同步將電除塵低壓電機(jī)進(jìn)行大修，由于旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)的上下部位均有限位槽鋼組，保證掃帚毛刷向下旋轉(zhuǎn)，中間極板向上運(yùn)動(dòng)，所以一般情況不容許電機(jī)反轉(zhuǎn)，否則會(huì)造成限位槽鋼卡住極板，導(dǎo)致極板倒塌壓彎陰極線，使旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)短路跳閘。

南京化學(xué)工業(yè)園熱電有限公司電除塵故障原因?yàn)槌团欧鸥脑旌?，排口運(yùn)行參數(shù)控制偏低，噴氨量較大，使鍋爐氨逃逸增加，逃逸的氨在低溫省煤器后與接近露點(diǎn)的酸性氣體發(fā)生反應(yīng)生成粘性很強(qiáng)的硫酸氫銨，與飛灰一起附著在陰極線上，陰極線質(zhì)量陡增，加劇極線晃動(dòng)，使極線止退螺母和鎖緊螺母松動(dòng)脫落，陰陽(yáng)極搭橋，電場(chǎng)跳閘。同時(shí)大量的含有硫酸氫銨的積灰附著力強(qiáng)，致使陰極線包裹嚴(yán)重，造成電暈封閉；陽(yáng)極板積灰造成電場(chǎng)反電暈，電場(chǎng)閃絡(luò)頻發(fā)。同時(shí)積灰包裹在極線上，使二次電流下降，二次電壓升至額定值運(yùn)行，直至電流達(dá)到環(huán)?？己讼戮€。而母管制煙道擋板門不嚴(yán)，臨爐煙氣倒流使旋轉(zhuǎn)極板鏈條被酸性氣體腐蝕，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)極板鏈條生銹卡澀，使其連接的的陽(yáng)極板變形坍塌。

圖2 電除塵電場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)與NOx數(shù)值

3 采取的措施

(1)對(duì)電除塵極線極板進(jìn)行水沖洗，保持極線極板清潔，調(diào)整安裝工藝，將鋸齒線安裝先調(diào)整好陰極小框架，再根據(jù)順序調(diào)整好整列16個(gè)陰極框架[2]。小框架調(diào)整需采用在室外安裝好下鎖緊螺母，待極線固定在陰極框架上后安裝上鎖緊螺母，保證整個(gè)框架受力均勻。

(2)規(guī)范電除塵內(nèi)部鎖緊螺母和止退螺母焊接點(diǎn)，禁止焊接在陰極框架上。同時(shí)在陰極線小框架上部70%～80%處增加一層對(duì)夾式扁鐵，減少故障陰極線與陽(yáng)極板搭橋幾率。

(3)停爐期間保持一臺(tái)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，同時(shí)在引風(fēng)機(jī)出口增加插板門，隔絕煙氣，阻止煙氣倒流至電除塵腐蝕極板鏈條等轉(zhuǎn)動(dòng)部件，避免因煙氣腐蝕而造成轉(zhuǎn)動(dòng)部件腐蝕生銹、卡澀而導(dǎo)致短路現(xiàn)象發(fā)生。

(4)加固旋轉(zhuǎn)極板限位組件，活動(dòng)并更換鏈條連接銷，清除傳動(dòng)鏈條上遺留工具、雜物，防止其松動(dòng)造成極板跑偏卡澀。且電機(jī)檢修后保證旋轉(zhuǎn)方向正確，禁止反轉(zhuǎn)運(yùn)行。

(5)加強(qiáng)鍋爐氨逃逸治理，定期進(jìn)行噴氨均勻性調(diào)整實(shí)驗(yàn)，控制噴氨量；根據(jù)環(huán)保要求適當(dāng)提高排口控制參數(shù)；運(yùn)行期間進(jìn)行退投低溫省煤器、調(diào)整鍋爐燃燒等方式進(jìn)行在線清灰。

4 治理效果

采用以上措施對(duì)電除塵故障進(jìn)行治理，電除塵運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定(圖3)。參數(shù)顯示電除塵二次電壓在45kV就能滿足二次電流200mA的運(yùn)行需要。通過(guò)對(duì)電除塵的治理，不僅滿足安全、環(huán)保需要，還通過(guò)降低二次電壓和二次電流達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

圖3 治理后電除塵運(yùn)行參數(shù)

5 結(jié)語(yǔ)

超低排放改造后，固定極板(鋸齒線)加芒刺線(旋轉(zhuǎn)極板)方式的電除塵電場(chǎng)發(fā)生閃絡(luò)和陰陽(yáng)極搭橋跳閘現(xiàn)象是一個(gè)普遍存在的難題，通過(guò)對(duì)電除塵故障原因進(jìn)行查找分析及治理，對(duì)超低排放改造遺留的不足問(wèn)題進(jìn)行不斷優(yōu)化，基本上可以解決閃絡(luò)和跳閘問(wèn)題，使機(jī)組運(yùn)行安全性大為提高，避免環(huán)?？己恕：罄m(xù)南京化學(xué)工業(yè)園熱電有限公司將考慮增加運(yùn)行電場(chǎng)數(shù)量，進(jìn)行電除塵分區(qū)改造；將電除塵陰極線由鋸齒線改為芒刺線，減少陰極線數(shù)量，改變陰極線安裝方式等方面進(jìn)行改造，進(jìn)一步保證電除塵安全運(yùn)行。