引言

隨著我國工業(yè)及經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展,大氣污染日趨嚴(yán)重,霧霾頻繁爆發(fā),大眾對環(huán)境的關(guān)注,特別是對大氣污染的治理呼聲日益高漲,同時(shí)國家對環(huán)保要求不斷提高,大氣污染治理變得刻不容緩。近年,國家對粉塵污染物排放限值進(jìn)行了重新修訂,對排放標(biāo)準(zhǔn)提出了更高更嚴(yán)的要求,然而舊的電除塵器已很難達(dá)到當(dāng)前的國家環(huán)保要求,大量火電廠必須有針對性地進(jìn)行提效改造從而滿足新的環(huán)保要求。因此,如何進(jìn)一步提高電除塵器的效率,進(jìn)行新一輪的提效升級改造,滿足最新的排放標(biāo)準(zhǔn)成為當(dāng)下研究的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的除塵器提效改造技術(shù)主要為高頻電源技術(shù)、喇叭口氣流均布技術(shù)、對除塵器電場加高加寬改造、低溫省煤器電除塵器技術(shù)等,但受制于資金投入、場地空間、改造工期等諸多因素,部分電廠遲遲未能進(jìn)行有效改造。為此,本文介紹了一種性價(jià)比較高的技術(shù)路線,即利用電場內(nèi)部空間,主要采用導(dǎo)電濾槽技術(shù),對電除塵器進(jìn)行提效改造。

1導(dǎo)電濾槽技術(shù)原理

電除塵器的原理為,建立電場,產(chǎn)生電暈,使塵粒荷電,同時(shí)在電場力作用下,荷電塵粒向收塵極運(yùn)動,最后通過振打清灰和排灰。然而當(dāng)煙氣進(jìn)入電除塵器的電場時(shí),盡管大部分粉塵能荷電向收塵極運(yùn)動并收塵,但由于獲電粉塵的相互排斥及有的粉塵獲電不足,部分粉塵不能被收塵板捕集,并隨氣流逃逸出電場。另外,對陰極框架及陽極板排振打清灰時(shí),產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵也會隨氣流逃逸出電場。而安裝在電場末端的導(dǎo)電濾槽,具有靜電捕集及攔截過濾粉塵的功能,并且能夠增加各電場收塵面積,能夠有效捕集游離在電場空間和從陽極板表面逃逸出電場的粉塵,使電除塵器效率大幅提高。

2導(dǎo)電濾槽特點(diǎn)及技術(shù)規(guī)范

(1）選用通透性強(qiáng)、導(dǎo)電性強(qiáng)、耐腐蝕的不銹鋼濾網(wǎng)收塵裝置:

(2）由于導(dǎo)電濾槽不存在形成反電暈的電場,高比電阻粉塵被捕集后,不會產(chǎn)生反電暈,對各種比電阻性質(zhì)的粉塵能夠很好地適應(yīng),通過導(dǎo)電濾槽靜電吸附和攔截過濾,能有效捕集游離粉塵,不易被氣流帶走:

(3）陰、陽極振打清灰的二次揚(yáng)塵,會隨氣流運(yùn)動,能被導(dǎo)電濾槽吸附和攔截過濾:

(4）導(dǎo)電濾槽能夠提高各電場的氣流均勻性,非常有利于收塵效率的提高:

(5）由于未改變和拆除原電場陰、陽極等結(jié)構(gòu),不會降低原電場的收塵效果:

(6）導(dǎo)電濾槽具有安裝簡便、施工工期短、投資金額少等優(yōu)點(diǎn)。

3工程應(yīng)用

3.1項(xiàng)目概況

曲靖電廠#1爐、#2爐原裝機(jī)容量4×300MW,1號機(jī)組于1998年2月投產(chǎn),2號機(jī)組于1998年12月投產(chǎn)。1號、2號機(jī)組現(xiàn)役干式電除塵器為2009年由福建龍凈環(huán)保股份有限公司改造的雙室五電場電除塵器,其型號為2BES292/2-5/23+3×21+23/410+3×450+410/15.5/4×2×5+2×4-GZ,第一電場采用1.0A/72kV的高頻電源,第二、三、四電場采用1.0A/72kV的工頻電源,末電場采用1.0A/66kV的工頻電源,并且末電場采用雙區(qū)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)入口煙塵濃度83g/Nm³,除塵效率99.84%,出口含塵濃度≤130mg/Nm³。2018年及2019年曲靖電廠分別對#1、#2爐電除塵器進(jìn)行再次改造,改造主要內(nèi)容為對#1、#2機(jī)組靜電除塵器的第二、三、四、五電場末端增加靜電濾槽收塵裝置,將第二電場的工頻電源改造為高頻電源,靜電除塵器檢修,上位機(jī)IPC系統(tǒng)升級及其他相應(yīng)附屬設(shè)備接口與改造等。

3.2改造后技術(shù)參數(shù)要求及本次改造煤質(zhì)參數(shù)

#1、#2機(jī)組干式靜電除塵器改造后技術(shù)要求如表1所示。

超低排放改造參考設(shè)計(jì)煤質(zhì)參數(shù)如表2所示。

3.3具體改造方案

3.3.2增加導(dǎo)電濾槽改造

曲靖電廠#1、#2機(jī)組靜電除塵器第二、三、四、五電場末端分別增加導(dǎo)電濾槽收塵裝置及相應(yīng)的配套設(shè)施(振打系統(tǒng)等）。靜電濾槽收塵裝置核心部件采用304不銹鋼材質(zhì),確保使用壽命長久。垂直氣流收塵裝置的整體高度應(yīng)與收塵板高度相等,厚度為1.5mm,同時(shí)導(dǎo)電濾槽上下層用螺栓連接,安裝后可反復(fù)拆卸和安裝,便于后期檢修及恢復(fù)。另外,靜電濾槽收塵裝置安裝時(shí)不得與陰極線過近,確保其之間不至于放電。對導(dǎo)電濾槽收塵裝置振打系統(tǒng)的改造,采用結(jié)構(gòu)新穎合理、運(yùn)行安全可靠的具有龍凈環(huán)保特色的頂部振打裝置結(jié)構(gòu)。另外,要求導(dǎo)電濾槽安裝在第二、三、四、五電場末端位置,具體為第二、三、四電場末端導(dǎo)電濾槽的支撐吊打裝置安裝在殼體頂部大梁上,第五電場末端導(dǎo)電濾槽吊打裝置安裝在出口喇叭處?？紤]到導(dǎo)電濾槽安裝于除塵器內(nèi)部,其位置有可能對原先的結(jié)構(gòu),如中部支撐、陽極系統(tǒng)的防擺裝置等造成干涉,需充分考慮各電場之間能利用的空間,在保障導(dǎo)電濾槽良好運(yùn)行、安裝方便的基礎(chǔ)上,留出人行通道,便于后期維護(hù)。在實(shí)際放樣圖紙下,第二、三、四電場末端電場之間的間距本身相對比較大,不存在導(dǎo)電濾槽與中部支撐、陽極系統(tǒng)防擺裝置的干涉現(xiàn)象,對導(dǎo)電濾槽設(shè)計(jì)及安裝位置非常有利。因本項(xiàng)目多次改造,原除塵器電場本身設(shè)置間距比較大,有些項(xiàng)目本身電場空間比較小,再在內(nèi)部增加導(dǎo)電濾槽,有時(shí)會與陽極防擺裝置干涉,或可能導(dǎo)致放電,或者安裝間距非常小,會影響原除塵器結(jié)構(gòu),需對原除塵器進(jìn)行改造。同時(shí),增加導(dǎo)電濾槽頂部振打器以后,發(fā)現(xiàn)除塵器頂部變壓器現(xiàn)有位置會與其干涉,必須對干涉處的變壓器位置進(jìn)行調(diào)整改造,使其方便新增振打器布置。另外,安裝在第五電場末端的導(dǎo)電濾槽,其吊桿及頂部振打裝置需露出喇叭頂板,為方便對頂部振打器及導(dǎo)電濾槽吊桿、吊梁進(jìn)行檢修,在其出口喇叭上方設(shè)置檢修平臺。

導(dǎo)電濾槽結(jié)構(gòu)布置示意圖如圖1所示。

3.3.2高頻電源改造

原設(shè)計(jì)第二電場為工頻電源,考慮到第二電場粉塵濃度較大,如能增大電流密度和電壓,能更好地提高除塵效率。高頻電源輸出的直流電壓比工頻電源平均電壓高約20%,電流提高近一倍,能夠增加粉塵的荷電量。經(jīng)公司選型部門核算,第二電場的電源由工頻1.0A/72kV更換為高頻1.0A/72kV的電源,第一、三、四、五電場繼續(xù)利舊原電源,不做改動。

3.3.3靜電除塵器檢查檢修

由于除塵器已運(yùn)行多年,對除塵器的檢查檢修非常重要,要確保其內(nèi)部不積灰,極板極線保證設(shè)計(jì)距離,更換已損壞部件,確保除塵器本身設(shè)備不出現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的電暈封閉、反電暈、短路、開路等癥狀,保持除塵器結(jié)構(gòu)處于優(yōu)良狀態(tài)。

具體主要包括:清除所有灰斗、極板極線等積灰,檢查、處理陰極線根部磨損,更換已斷和空缺的陰極線,檢測調(diào)校與定位極間距,對電磁振打裝置進(jìn)行密封檢查及處理,并對振打器中心進(jìn)行調(diào)校,頂部保溫箱密封、清潔,絕緣子及絕緣軸檢查、清潔,損壞的進(jìn)行更換,檢查處理進(jìn)口均流板、出口槽形板、支撐管的磨損及間隙,磨損嚴(yán)重的進(jìn)行更換,高低壓電氣供電裝置控制柜、整流變、絕緣子、高壓引線等檢查檢修。

4測試及運(yùn)行效果

上述對#1、#2爐電除塵器的改造完成并經(jīng)西安熱工研究院有限公司測試,形成了技術(shù)報(bào)告數(shù)據(jù)。

#1機(jī)組電除塵器性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。

#2機(jī)組電除塵器性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。

從西安熱工院測試報(bào)告中可以看出,#1、#2機(jī)組除塵器改造后出口排放濃度及阻力、效率等各種指標(biāo)都能很好地達(dá)到合同協(xié)議要求,運(yùn)行效果良好。

5結(jié)語

導(dǎo)電濾槽改造電除塵器技術(shù)（輔助電源改造）在曲靖電廠的實(shí)際應(yīng)用證明,增加導(dǎo)電濾槽的電除塵器能在保留原除塵器效率基礎(chǔ)上,通過電場末端的導(dǎo)電濾槽捕集和攔截過濾粉塵,采用獨(dú)立的導(dǎo)電濾槽振打系統(tǒng)清灰,大幅降低除塵器出口排放濃度,并使除塵器高效穩(wěn)定運(yùn)行。由于不增加電場長度和高度,僅利用除塵器內(nèi)部空間,該技術(shù)具有投資小,工期短,安裝方便,同時(shí)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),能大幅提高除塵效率等特點(diǎn),為后續(xù)新建、改造電除塵器項(xiàng)目提供了新的技術(shù)方向。