亞臨界600MW機組電除塵節能運行方式分析

李 筍

(貴州金元發電運營有限公司盤南分公司，貴州 盤縣 553505)

1 引言

本文相關設備系統基本情況:電除塵器為浙江菲達公司制造2FAA4×40M-2×155.8-150型號，控制系統采用大連電子研究所GGAJ02-WF型微機控制高壓整流設備。電除塵器主要由兩大部分組成，一部分是產生高壓直流電的除塵硅整流變及相應控制裝置，另一部分是除塵器本體。(對應主設備系統:600MW亞臨界鍋爐)

除塵變布置在除塵器頂部，每個電場有單獨的除塵變，除塵器將煙氣平行分為4個煙氣通道，每個煙氣通道由前到后共4級電場，共有16個除塵變。除塵變將6KV交流電升壓整流到72KV直流電供陰極線，每個除塵變亦有單獨的控制系統。

GGA02-WF型控制系統具有細微火花檢測及能級控制功能、反電暈檢測及峰值跟蹤控制功能、間歇供電控制及工頻脈沖供電控制功能。間歇及脈沖供電占空比可在1∶2到1∶126范圍內任意設置。

除塵器本體主要由陰極線、陽極板、振打裝置、氣力輸灰系統等組成，陰極線采用芒刺線，每個電場陰極線框架由吊桿懸于絕緣瓷套管上，陽極板采用鋼板軋制與陰極線相間排列共同組成電場;陰極振打采用頂部傳動擾臂回轉振打機構，陽極振打采用側面擾臂回轉振打機構，陽極板上收集的粉塵通過振打聚積到灰斗，通過氣力輸灰系統排出。

當煙氣在除塵器電場中通過時，由于陰極線產生電暈放電，氣體被電離，帶負電的氣體離子在電場力的作用下向陽極板運動，在運動中與粉塵顆粒相碰撞，使粉塵顆粒荷以負電，荷電后的粉塵顆粒在電場力的作用下，亦向陽極板運動，到達陽極板后，放出所帶電子，粉塵顆料沉積于陽極板上，凈化后的煙氣排出除塵器。

因此可以通過對不同工況進行對比試驗和數據分析，探討電除塵優化運行方式，找到合理除塵器振打方式，以達到降低電除塵電耗率，實現公司節能減排的目的。

2 電除塵優化運行方式分析

除塵器高壓供電控制方式有以下5種:①火花率整定供電方式;②綜合間歇供電方式;③間歇供電方式;④綜合級級管理供電方式;⑤停供電區綜合間歇供電方式。

火花整定供電方式適用于高粉塵濃度及產生電暈閉塞的場合，尤其是工況條件惡劣，除塵效率低的場合下，提高火花率的整定值，會加強煙塵的荷電率，提高了除塵效率。

間歇供電方式適用于運行工況較好，煙塵濃度較低的場合，此供電方式可在保證除塵效率的前提下，降低電能消耗。但由于電場等效電容放電時間延長，使充電電流相應增加，供電半波的電流峰值會增加。在導通角不變情況下，二次電流平均值會降低，不會造成保險過熱;但如果導通角增加，二次電流增加，會造成一次保險過熱熔斷。

綜合間歇供電方式即火花整定供電方式與間歇供電方式組合使用，具體組合方式需通過試驗方法來確定。由于我公司煤源來自貴州盤縣平煤，煤質較穩定，通過對電除塵實際運行情況及對各級電場灰斗輸灰量論證分析，確定一電場除塵率較高，粉塵中絕大部分顆粒物在一電場中即被除去，二、三、四電場煙塵中顆粒物含量相對較少，粉塵比電阻值較適合采用間歇供電方式，因此決定將一電場投入火花率整定供電方式，二、三、四電場投入間歇供電方式，并通過試驗方法進一步進行優化調整。

3 通過調整試驗研究電除塵運行方式

3.1 調整試驗目的

根據盤南電廠電除塵運行及排放現狀，在滿足國家GB13223-1996＜火電廠大氣污染物排放標準＞及貴州省大氣污染物排放管理規定“粉塵排放濃度低于50 mg/Nm3”要求的前提下，通過不同工況對比試驗、數據分析、最終確定電除塵優化運行方式，并合理組織除塵器振打方式，以達到降低電除塵電耗率，實現公司節能減排的目的。

3.2 電除塵運行方式優化調整試驗條件

試驗期間保證鍋爐燃燒煤質穩定、不投油、鍋爐停止吹灰及排污。

3.3 電除塵運行方式優化調整試驗

在300 MW、450 MW、600 MW穩定工況下，分別用火花率整定供電方式、間歇供電方式及綜合間歇供電方式(即一電場用火花率整定供電方式、二、三、四電場用間歇供電方式)進行測試，間歇供電占空比取1∶2和1∶4兩種方式。

每個工況保持2 h，測量數據包括除塵器進、出口煙氣壓力、溫度、流量、氧量、煙塵濃度并計算出除塵效率、漏風率、電除塵電耗率等。

3.4 電除塵運行方式優化調整試驗結論

1)在450 MW以下的低負荷時，煙氣中含粉塵量相對較少，電除塵一、二、三、四電場均投入間歇供電方式，可保證煙囪出口煙塵顆粒物含量少于國標50 mg/Nm3。

2)負荷在450 MW以上時，由于煙氣流量增加，一電場煙氣含塵量明顯增加，4個電場全部采用間歇供電方式時，煙囪出口煙氣顆粒物含量已大于國家規定排放標準，而采取綜合間歇供電方式，即在粉塵顆粒物濃度較大的一電場采用火花率整定供電方式，在粉塵顆粒物濃度相對偏少的二、三、四電場采用間歇供電方式，間歇供電占空比為1∶2，煙囪出口煙塵顆粒物含量均小于國家標準50 mg/Nm3，電除塵電耗率比單純采取火花率整定供電方式節電30%～40%。

3)合理的振打周期、振打加速度、振打頻率及位移對除塵效率影響也很大。振打過頻，積聚在陽極板上的粉塵不能成片狀落入灰斗，形成二次飛揚，尤其末級電場的二次飛揚，將大大降低除塵效率;反之，振打間隔時間過長，陽極板上積灰太厚，使空間電場電壓下降，二次電流降低，電暈功率減小，除塵效率下降，陽極板嚴重積灰甚至形成反電暈，使已經被收集在陽極板上的粉塵再次進入氣流。通過試驗，將電除塵振打程序按以下方式控制，振打清灰效果較為明顯:

一、二電場振打3 min停3 min;三、四電場振打5 min停5 min;同時要求陰極線與陽極板不要同時振打;左、右兩側不要同時振打;相鄰電場不要同時振打;每天前夜班機組降負荷后依次將各電場陰極振打改連續振打30 min。

3.5 電除塵運行方式優化調整試驗過程發現問題及改進措施

在試驗期間#2A3電場除塵變一次側熔絲因溫度高(最高達到110℃)而熔斷，#1A3、#1A4、#2A2、#2A3、#2A4 電場除塵變一次側熔絲也均有保險溫度升高現象(較火花率整定供電方式溫度升高20℃左右)，經過反復論證，決定將1A3、1A4、2A2、2A3、2A4 電場整流變一次抽頭由 X1(72KV)擋調整到X2(64KV)，將1A3、1A4電場間歇供電占空比時間由1∶2調整到1∶4，調整后再次進行試驗，除塵變一次側熔絲基本在60℃ ～70℃，符合廠家規定溫度，可保證除塵變的正常運行，電場占空比由1∶2調整到1∶4也符合廠家要求，同時間歇時間的延長，對于電除塵節能效果更加顯著，可節電約40%以上。

4 結論

通過電除塵節能減排試驗，貴州盤南電廠電除塵優化運行方式確定如下:

1)當機組負荷在450 MW以下時，電除塵采用間歇供電方式。

2)當機組負荷在450 MW以上時，電除塵采用綜合間歇供電方式，即一電場采用火花率整定供電方式，二、三、四電場采用間歇供電方式。

3)受鍋爐煙氣分布特性影響，將 1A3、1A4、2A2、2A3、2A4電場整流變一次抽頭由X1(72KV)擋調整到 X2(64KV)，將1A3、1A4電場間歇供電占空比由1∶2調整到1∶4。

4)配合電除塵運行方式優化調整，振打方式相應調整為:一、二電場振打頻率為振打3 min，停3 min;三、四電場由于煙塵顆粒物濃度相對偏少，振打頻率調整為振打5 min，停5 min;為防止陰極線腫大，陽極板粉塵堆積，每天在低負荷階段，將電除塵陰極線及陽極板徹底振打一次，時間為30 min。

經過一段時間觀察，電除塵采取此種運行方式，即保證電除塵耗電率降低40%～50%左右，又能保證煙囪出口煙塵顆粒物含量小于國家規定標準50 mg/Nm3。

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