百萬超超臨界機(jī)組電除塵系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化

文_夏玉芳 尹柱良 蔡健

1 廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司 2 廣東電力發(fā)展股份有限公司

上汽某百萬超超臨界燃煤機(jī)組在完成超低排放改造之后，電除塵耗電率偏高，本文以該百萬燃煤機(jī)組為例，在確保環(huán)保指標(biāo)達(dá)標(biāo)的情況下，通過優(yōu)化電除塵整流變出力、電除塵節(jié)能模式等節(jié)能措施，降低電除塵耗電率，保證其安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)運行。

1 電除塵系統(tǒng)概況

案例機(jī)組采用龍凈環(huán)保公司生產(chǎn)的電除塵設(shè)備，保證效率≥99.65%，除塵器出口煙氣含塵量＜35mg/Nm3。單臺機(jī)組配兩臺BE型三室四電場靜電除塵器。一、二、三電場陰極線采用針刺線結(jié)構(gòu)，四電場陰極線采用螺紋線結(jié)構(gòu)，陽極板采用BE型結(jié)構(gòu)。電除塵本體內(nèi)每個電場均采用小分區(qū)供電，兩臺爐共48臺整流變壓器，其中1號爐一電場6臺硅整流變壓器已升級為福建龍凈的變頻整流變。電除塵節(jié)能系統(tǒng)主要是以機(jī)組負(fù)荷信號及電場的伏安特性曲線情況，自動選擇電除塵高壓整流設(shè)備的運行方式，將二、三、四電場由全波供電調(diào)整為間歇供電方式，在保證電除塵器出口排放達(dá)到性能保證的前提下，實現(xiàn)電除塵節(jié)能運行。

2 電除塵系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化措施

通過對靜電除塵器整流變電流極限、電壓上限的調(diào)整，以及對節(jié)能模式的優(yōu)化調(diào)整，探索降低整流變出力等優(yōu)化節(jié)能控制，在滿足凈煙氣煙塵超低排放的前提下，降低靜電除塵器整流變的電耗。

2.1 電除塵系統(tǒng)試驗條件

試驗期間靜電除塵器整流變投入節(jié)能模式正常運行，達(dá)到設(shè)計除塵效率，脫硫入口原煙氣煙塵濃度＜35mg/Nm3、煙囪出口凈煙氣煙塵濃度＜6mg/Nm3。脫硫吸收塔系統(tǒng)運行正常。靜電除塵器振打裝置投入“分組振打”“斷電振打”模式運行正常。調(diào)整運行方式前，確認(rèn)各整流變運行參數(shù)穩(wěn)定，檢查整流變火花率小于10次/min；確認(rèn)脫硫入口原煙氣煙塵濃度、煙囪出口凈煙氣煙塵濃度穩(wěn)定，CEMS分析系統(tǒng)運行正常。每次試驗前必須分析評估機(jī)組升降負(fù)荷、機(jī)組吹灰、機(jī)組滿負(fù)荷、燃煤熱值及灰分、脫硫入口原煙氣煙塵濃度、凈煙氣煙塵濃度、整流變二次電流電壓等工況。

2.2 整流變電流極限優(yōu)化調(diào)整

在滿足試驗條件的前提下，依次對電除塵A、B列一、二、三、四電場整流變電流極限優(yōu)化調(diào)整，并記錄試驗參數(shù)，調(diào)整后見表1。試驗?zāi)繕?biāo)：一、二電場電流極限由75%逐漸調(diào)整至50%，三、四電場電流極限由75%逐漸調(diào)整至60%，每次降低5%，每降低5%進(jìn)行分析評估，滿足要求再進(jìn)行下一步驟，否則終止試驗。

2.3 整流變電壓上限優(yōu)化調(diào)整

在整流變電流極限優(yōu)化調(diào)整試驗后，如仍有節(jié)能空間，在滿足試驗條件的前提下，依次對電除塵A、B列一、二電場整流變電壓上限調(diào)整，并記錄試驗參數(shù)，調(diào)整后見表1。試驗?zāi)繕?biāo)：一電場電壓上限由120%逐漸調(diào)整至100%，二電場電壓上限由120%逐漸調(diào)整至110%，每次降低10%，每降低10%進(jìn)行分析評估，滿足要求再進(jìn)行下一步驟，否則終止試驗。

表1 電除塵整流變運行參數(shù)調(diào)整表（機(jī)組負(fù)荷1000MW）

2.4 電除塵節(jié)能模式優(yōu)化調(diào)整

在整流變電流極限、電壓上限優(yōu)化調(diào)整試驗后，如仍有節(jié)能空間，在滿足試驗條件的前提下，繼續(xù)深度開展節(jié)能模式優(yōu)化調(diào)整。負(fù)荷區(qū)間優(yōu)化：＜400MW，調(diào)整為500MW；400～600MW，調(diào)整為500～700MW；600～800MW，調(diào)整為700～850MW；800～1000MW，調(diào)整為850～1000MW。電場運行方式調(diào)整（放電方式）：調(diào)整后的500～700MW，一、二、三、四電場運行方式分別為0、1:2、1:2、1:2。

3 風(fēng)險分析及控制

脫硫入口原煙氣煙塵濃度異常波動或小時均值＞35mg/Nm3、煙囪出口凈煙氣煙塵濃度異常波動或小時均值＞6mg/Nm3，終止試驗，立即恢復(fù)整流變原運行方式。整流變二次電流、電壓異常波動大，火化率大于50次/min，立即恢復(fù)整流變原運行方式。脫硫入口原煙氣煙塵濃度、凈煙氣煙塵濃度等主要儀表故障異常，終止試驗，立即恢復(fù)整流變原運行方式。出現(xiàn)整流變故障跳閘，暫停節(jié)能調(diào)整試驗，適當(dāng)提高整流變出力，確保凈煙氣煙塵濃度滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)。一旦出現(xiàn)煙塵排放超標(biāo)，無法滿足煙塵超低排放要求時，則立即終止試驗，恢復(fù)整流變原來運行方式，退出節(jié)能模式，并適當(dāng)提高整流變出力，退出斷電振打、降低四電場振打高度導(dǎo)通角小于20。嚴(yán)禁出現(xiàn)凈煙氣煙塵濃度小時均值超過10mg/Nm3。由于粉塵濃度受機(jī)組變負(fù)荷、吹灰、電場斷電振打、煤種變化等影響較大，故電除塵優(yōu)化控制應(yīng)充分考慮到以上因素，在調(diào)整時留足裕量，做到既節(jié)能又環(huán)保。

4 試驗結(jié)果分析

4.1 耗電率分析

試驗得到調(diào)整前后電除塵系統(tǒng)運行電流變化，結(jié)果如表2所示。從電除塵運行電流數(shù)據(jù)表知，兩臺機(jī)組電除塵調(diào)整后除塵變電流平均下降37.28%和16.23%，2A側(cè)電除塵無功補償裝置故障，未投運，造成2A側(cè)除塵變運行電流較2B側(cè)高。另外,1號機(jī)組電除塵一電場整流變?yōu)樽冾l電源，節(jié)能效果較好，整體電流相較于2號機(jī)組電除塵要低。從電除塵耗電率數(shù)據(jù)表知，兩臺機(jī)組電除塵運行方式調(diào)整后廠用電率下降率為29.17%和18.52%。預(yù)計2022年電除塵廠用電率相對2021年下降0.05%，按照年發(fā)電量110億kWh，預(yù)計每年可節(jié)約廠用電550萬kWh。

表2 電除塵變運行電流

4.2 凈煙氣煙塵濃度分析

電除塵深度節(jié)能調(diào)整前后平均凈煙氣煙塵濃度數(shù)據(jù)對比。通過數(shù)據(jù)可知，節(jié)能調(diào)整后1、2號機(jī)組的凈煙氣煙塵濃度月度均值分別上升52.32%、45.69%，為4.09mg/Nm3、4.18mg/Nm3，小時均值均小于10mg/Nm3的超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 吸收塔漿液品質(zhì)分析

由于電除塵整流變的節(jié)能運行，吸收塔原煙氣及凈煙氣煙塵濃度有所提高，導(dǎo)致吸收塔截留的粉塵量增多。此種情況嚴(yán)重的話會導(dǎo)致吸收塔漿液中鹽酸不溶物等雜質(zhì)含量增多。表3為電除塵深度節(jié)能調(diào)整前后吸收塔漿液部分指標(biāo)數(shù)據(jù)對比,通過數(shù)據(jù)可知，節(jié)能調(diào)整后1、2號吸收塔漿液氟離子濃度及鹽酸不溶物濃度無明顯上升。

表3 吸收塔漿液部分指標(biāo)

5 結(jié)語

案例機(jī)組電除塵系統(tǒng)經(jīng)過節(jié)能優(yōu)化后，凈煙氣煙塵濃度滿足超低排放指標(biāo)要求，吸收塔漿液品質(zhì)穩(wěn)定,電除塵系統(tǒng)耗電率下降0.05%，電除塵低功率運行可降低整流變等設(shè)備的損耗，優(yōu)化了除塵設(shè)備的使用工況，可供同類機(jī)組節(jié)能優(yōu)化時參考。