燃煤鍋爐靜電除塵器效率下滑分析

張增利，劉天福

（新疆天業（集團）有限公司，新疆 石河子832000）

為建設生態文明型社會，中國對環境治理的要求日益嚴格，生產企業在污染物排放符合法定要求的基礎上，還需要進一步減少污染物排放以實現可持續發展[1]。

某廠2×300 MW 機組采用的是上海鍋爐廠生產的鍋爐，該鍋爐型式為：亞臨界參數汽包自然循環，具有一次中間再熱、單爐膛、四角切圓燃燒方式、燃燒器擺動調溫、平衡通風、固態排渣、全鋼懸吊結構、緊身封閉布置。 除塵方式采用的是雙室五電場靜電除塵器。 靜電除塵工藝是目前最成熟、運行穩定、成本低廉的煙氣除塵技術，原理是利用高含塵煙氣經過高壓靜電場時被電離荷電，荷電后的煙塵顆粒被電除塵器收塵極板捕集，達到煙氣除塵凈化的效果[2]。

1 電除塵運行遇到的問題

2016 年，該廠2×300 MW 機組粉塵排放超標累計102 h，其中由于靜電除塵器高壓跳閘、二次電壓、二次電流偏低導致的排放超標累計55 h，占總排放超標時長的53.9%。 粉塵排放超標的主要原因是高壓跳閘、二次電壓電流偏低等。 現針對以上情況的變化關系進行分析。

1.1 靜電除塵器高壓跳閘

電除塵器每年停機檢修后，其各電場都需進行空載升壓試驗以及動態升壓試驗，各電場配套高壓硅整流設備全部試驗合格。 機組投運幾天后，電除塵器前電場個別高壓硅整流設備出現間隙性的低電壓或短路故障跳閘。 先對高壓硅整流設備進行各種開路、短路等電氣試驗，檢查結果均為正常，排除了高壓電源自身電氣故障原因。 最后各專業進行設備本體進行綜合排查、分析，最終確定是由于本體機械故障原因導致的高壓跳閘。

1.2 電場二次電壓、二次電流偏低，影響除塵效果

電除塵器內部檢修時，針對陽極板、陰極線進行了全面清灰、沖洗，且對極板、極線等異極距進行逐一檢查， 并對松動變形的部位進行固定和校正， 電除塵器檢修完成后所進行的升壓試驗均合格。 機組投運半年后，出現電場二次電壓、二次電流偏低、火花閃絡頻繁現象。 經檢查電除塵器內部極線存在裹灰現象， 粉塵排放存在短時超標的環境風險。

2 靜電除塵器高壓跳閘及二次電壓、二次電流偏低原因分析

針對靜電除塵器投運后頻繁出現高壓設備跳閘、二次電壓、二次電流偏低問題，通過查閱相關技術資料[3-5]，對上述問題形成的原因進行詳細分析。

2.1 電除塵高壓側絕緣防潮不合格

該廠靜電除塵器高壓引出線采用外套絕緣瓷瓶，絕緣瓷瓶采用電伴熱形式，鍋爐冷態啟動時，靜電除塵器提前投入運行，電加熱器溫度升高至80 ℃，在新疆高寒地區冬季該溫度無法有效地將空氣中的水氣完全蒸發，而易在絕緣瓷套壁內形成冷凝水霧。 雖然剛投運時電除塵器各項參數正常，但當電除塵器通入煙氣后，高壓引線進入電除塵本體無法保證完全密封的情況下，絕緣套內壁被粉塵粘附污染是不可避免的，隨著運行時間不斷增加，最終瓷套絕緣性能無法有效保證。 若絕緣值偏低，由于低電壓放電將拉低二次電壓，當電壓低至高壓硅整流設備控制器低電壓設定值并維持一定時間，高壓硅整流設備將出現低電壓故障跳閘； 若絕緣值過低，則出現高壓硅整流設備短路故障跳閘。

2.2 電除塵器密封不良

針對二次電壓、二次電流偏低問題，首先由專業人員對電氣設備進行檢查，發現各高壓硅整流設備均正常，排除了高壓硅整流設備的問題；然后檢查脫硝系統運行情況，排除了上游脫硝系統氨逃逸導致電除塵極板、極線裹灰現象。 經各專業人員全面檢查，發現二次電壓、二次電流偏低問題主因在于電除塵器密封不良。

該廠電除塵采用頂部電磁振打方式， 在電除塵頂部布置數量較多的陰、 陽極振打器實現極板極線清灰。 由于安裝或維護不當， 以及密封海波輪自身老化等原因， 存在振打器底座漏風可能。另外，電除塵本體側面人孔門、電除塵頂部高壓室至本體內部人孔門、 電除塵頂部人孔門等也有可能出現漏風。

電除塵器密封效果的好壞，不僅關系到電除塵器的漏風率、引風機電耗，而且直接影響電除塵器運行的穩定性及除塵效率。 密封效果差、漏風率增大時，相當于煙氣量增大，易出現電暈封閉或者煙氣量波動導致低電壓放電， 即表現為運行二次電壓、二次電流偏低，二次電壓低收塵場強就小，二次電流低粉塵荷電效果就差，因此除塵效果差。 另一方面，在電除塵集塵面積不變情況下意味著比集塵減小，粉塵趨近速度亦減小，粉塵來不及收集即被煙氣帶走，導致除塵效果差。

3 解決方案

（1）針對電除塵高壓側絕緣防潮不合格問題，為了在電除塵器投運初期保證高壓絕緣瓷套不受污染，將電除塵器高壓室增加120 ℃熱風吹掃裝置，該裝置可根據電除塵器密封情況和環境溫度選擇投運或退出。 尤其在新疆冬季寒冷地區，鍋爐冷態啟動時， 靜電除塵器高壓絕緣室的加熱裝置尤為重要，在電除塵器通入煙氣前至少進行24 h 的熱風吹掃預熱。

（2）針對電除塵密封不良問題，首先針對振打器底座漏風做以下處理：

a.更換損壞的密封橡膠圈，用填料函加緊；

b.再用玻璃膠密封，確保不漏風漏水；

c.更換損壞的海波輪，夾緊鋼帶夾組；

d.電磁振打裝置與電除塵頂部本體用連續滿焊固定密封。

檢查更換各人孔門破損或老化的密封材料，鎖緊各人孔門螺栓，保證密封性能。 靜電除塵器本體側面人孔門、 電除塵頂部高壓室至本體內部人孔門、 電除塵頂部人孔門結構形式改變傳統的依靠單、雙螺栓鎖緊的形式，改為環形、方形法蘭整體鎖緊密封結構。

4 結語

面對越來越嚴峻的環保形勢，電除塵器運行穩定，粉塵達標排放已勢在必行。 以上提出的兩種改進措施均已在該廠靜電除塵器進行了實施。 實施后電除塵器運行平穩，未再出現高壓硅整流跳閘故障及二次電壓、二次電流偏低的現象，確保了粉塵排放符合要求。