影響電除塵器效率分析(精)

1、影響電除塵器效率分析河北國華滄東發(fā)電有限責(zé)任公司（ 061110） 馬志國摘 要：電除塵器是一種高效除塵器，在中國的應(yīng)用始于20 世紀(jì) 30 年代。當(dāng)前，電除塵器在電力、 冶金、 化工、建材等行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛。 要保持電除塵器長期高效、 穩(wěn)定運(yùn)行， 電除塵器的設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行管理和維護(hù)都必須正確合理。關(guān)鍵詞：電除塵器；除塵效率；環(huán)保電除塵器是一種高效除塵器。電除塵器在中國的應(yīng)用始于 20 世紀(jì) 30 年代，隨著工 業(yè)化水平的提高和電除塵技術(shù)的發(fā)展，電除塵器從研究、設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試和性能測 試，已能完全由國內(nèi)力量完成， 這極大地推動和促進(jìn)了電除塵器在中國的應(yīng)用和發(fā)展。 當(dāng)前

2、電除塵器在電力、冶金、化工、建材等行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛。電除塵器在火力發(fā)電廠的廣泛應(yīng)用，使除塵效率得到顯著提高，煙塵排放濃度和排 放量大大降低，這對保護(hù)環(huán)境和提高電力行業(yè)形象起了不可替代的作用。但是，一切事物都是一分為二的。要保持電除塵器長期高效、穩(wěn)定運(yùn)行，電除塵器 的設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行管理和維護(hù)都必須正確合理，其中一個(gè)或多個(gè)環(huán)節(jié)欠缺， 勢必對電除塵器性能產(chǎn)生影響。 運(yùn)行中的電除塵器少數(shù)處于良好狀態(tài)， 多數(shù)存在這樣或那樣 的問題。 今天有責(zé)任也有能力發(fā)現(xiàn)和修正從電除塵器運(yùn)行中暴露出來的不足， 使之長期高效 率、低能耗運(yùn)行。1 電除塵器運(yùn)行狀況電除塵器運(yùn)行狀況差異很大。例如： 1998年

3、以前， 天津盤山發(fā)電廠電除塵器效率低于95，不能達(dá)到電除塵器設(shè)計(jì)制造時(shí)除塵效率的保證指標(biāo)。 1998 年以后，電除塵器經(jīng)大修改造和調(diào)整試驗(yàn)后，目前除 塵效率高于 99.8 ，超過電除塵器原設(shè)計(jì)指標(biāo)。大唐盤電二期新投產(chǎn)的 2 臺機(jī)組電除塵器，雖然只有四個(gè)電場；驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)除塵效 率高于 99 5的保證指標(biāo)。2 影響電除塵器除塵效率的因素 導(dǎo)致多數(shù)電除塵器除塵效率不高的因素很多，而諸多因素又相互關(guān)聯(lián)，在此只能分別敘述。2.1 電除塵器選型冒進(jìn)小型發(fā)電企業(yè)現(xiàn)有的電除塵器多在幾年前建成投產(chǎn)，受當(dāng)時(shí)各種因素的影響和條件 的限制， 電除塵器選型普遍比較冒進(jìn)。 當(dāng)時(shí)有兩種主要認(rèn)識： 一是認(rèn)為電除塵器既然是一種

4、 高效除塵器，它的除塵效率遠(yuǎn)高于其它形式的除塵器，只要有了它，煙塵污染就消除了；二 是環(huán)境保護(hù)的投資大， 經(jīng)濟(jì)效益低， 甚至只有不斷的投入而無絲毫的產(chǎn)出， 因而對環(huán)境保護(hù) 的投資是被動的。 一些小型發(fā)電企業(yè)把電除塵器視為應(yīng)付地方環(huán)境保護(hù)部門的有利工具。 在 這兩種思想指導(dǎo)下， 為盡量減少對電除塵器的投資， 電除塵器通流面積選得小， 煙氣在電場 中的流速高；電除塵器電場數(shù)少，無一不是三電場。某電廠燃煤熱值低，灰分高，煙氣含塵 33濃度高，有的超過 40g/ m，遠(yuǎn)高于其它地區(qū)普遍 15 g / m的含塵濃度。在兩種迥然不同的 前提下， 大型發(fā)電企業(yè)電除塵器分為六電場或四電場。 對于一些三電場電除

5、塵器， 一旦某電 場發(fā)生故障，對除塵效率的影響很大。2.2 電除塵器本體安裝調(diào)試欠佳及驗(yàn)收不嚴(yán)電除塵器安裝調(diào)試是十分重要的環(huán)節(jié)，要由具備相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)的隊(duì)伍承擔(dān)，才能使極線 平面和極板平面平整， 極板與極板框架的連接可靠、 振打力傳遞良好， 同極距和異極距滿足 要求。某發(fā)電廠320 MW機(jī)組電除塵器由某電力建設(shè)安裝公司安裝，在安裝過程中大量陰極 線和陽極板變形乃至損壞而又未予以更換，致使電除塵器投運(yùn)時(shí)除塵效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)指 標(biāo)。后經(jīng)國華盤電檢修工程公司工作人員進(jìn)行調(diào)整、 修復(fù)、更換后， 除塵效率高于設(shè)計(jì)指標(biāo)。電除塵器的安裝、 試運(yùn)驗(yàn)收目前是薄弱環(huán)節(jié)。 土建及機(jī)械安裝部分由現(xiàn)場監(jiān)理負(fù)責(zé)， 但往往對此部

6、分驗(yàn)收較差。 一些電廠對電除塵器投產(chǎn)前， 電除塵器均未進(jìn)行氣流分布驗(yàn)收試 驗(yàn)，只進(jìn)行了振打驗(yàn)收試驗(yàn)和冷態(tài)伏安特性試驗(yàn)。2.3 運(yùn)行參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值運(yùn)行參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值的原因是多方面的，如設(shè)計(jì)時(shí)資料提供不準(zhǔn)，鍋爐負(fù)荷變化， 鍋爐健康狀況，燃煤變化等。2.3.1 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料不準(zhǔn) 電除塵器制造廠在接受訂單后，都會根據(jù)現(xiàn)場場地情況、鍋爐煙氣流量、煙氣溫度和壓力、煙氣含塵濃度、 煙塵比電阻、 煙氣溫度、燃煤含硫量等參數(shù)設(shè)計(jì)制作模型電除塵器， 對氣流分布進(jìn)行模擬和調(diào)整， 并在模擬電除塵器上， 用與實(shí)機(jī)相同的極配形式， 向電場供電 進(jìn)行收塵試驗(yàn)。 對不能進(jìn)行模擬的振打系統(tǒng)， 則用實(shí)機(jī)的極線框架、陽極板排及框架

7、， 與實(shí) 機(jī)相同的振打方式進(jìn)行振打試驗(yàn)并確定振打錘大小。 電除塵器制造廠根據(jù)現(xiàn)場提供的參數(shù)所 設(shè)計(jì)制造的電除塵器一般不存在大的缺陷， 因而發(fā)電廠向電除塵器制造廠提供基本參數(shù)的準(zhǔn) 確度就尤顯重要。某發(fā)電廠除塵器改造時(shí)提供給電除塵器制造廠的最大實(shí)際煙氣量為420000m5/h,而其實(shí)際煙氣量應(yīng)在 500000m5/h左右。這一偏差，就使電除塵器在其它一切 狀況均正常時(shí)，除塵效率由設(shè)計(jì)值98下降到 963，煙塵排放量增加約一倍。2.3.2 鍋爐負(fù)荷變化 健康狀態(tài)良好的鍋爐在正常負(fù)荷下,煙氣流量、排煙溫度、煙氣含塵濃度等參數(shù)值與電除塵器設(shè)計(jì)的參數(shù)值相差不大, 電除塵器能很好地正常運(yùn)行。 當(dāng)鍋爐向小機(jī)組

8、供汽或母 管制機(jī)組鍋爐多向母管供汽而超額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí), 煙氣流量增大, 排煙溫度升高, 煙氣實(shí)際 流量進(jìn)一步增加, 同時(shí)鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行用風(fēng)量增加往往低于給粉量增加,煙氣含塵濃度也增加。這些都使得電除塵器運(yùn)行工況惡化甚至使電除塵器超載運(yùn)行,除塵效率降低。鍋爐負(fù)荷在低到某程度時(shí),為使燃燒穩(wěn)定,部分發(fā)電廠投加燃油。這使煙氣溫度增 加,煙氣中出現(xiàn)大量粘稠物（重油助燃時(shí)）,電除塵器極線和極板清灰困難,久而久之,陰 極線肥大,陽極板積灰,導(dǎo)致在額定二次電壓下二次電流明顯下降,除塵效率顯著降低。2.3.3 發(fā)電燃煤變化隨計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)過渡,發(fā)電廠燃煤采購更具自主性,因此節(jié)約了燃煤采購成 本,但也帶來負(fù)面

9、影響。雖然以相同的成本所購買燃煤總發(fā)熱量有所增加,但燃煤熱值低、灰分高，對輸煤、制粉、除塵、輸灰、貯灰等都不利。低熱值燃煤使鍋爐實(shí)際燃煤量增加， 而燃煤熱值與灰分呈反比例關(guān)系，這意味著燃煤量增加10，灰量增加 20。如果燃煤量增加 50，灰量將增加 125。這不但使電除塵器處理煙氣含塵濃度超過設(shè)計(jì)值，甚至使原設(shè)計(jì)極配形式不適用。煙氣含塵濃度增加，還加速均風(fēng)設(shè)施磨損。 煤質(zhì)的變化，若使煤灰比 電阻升高，塵粒趨極速度降低，對除塵更加不利。2.3.4 鍋爐運(yùn)行狀態(tài)不良 鍋爐空氣預(yù)熱器堵灰，排煙溫度升高，實(shí)際煙氣流量增加；空氣預(yù)熱器泄漏，煙氣 過?？諝庀禂?shù)增大， 煙氣量增加。 二者都使電除塵器內(nèi)煙氣流

10、速上升， 后者還使煙氣溫度場 不均勻，局部煙氣溫度過低，使其通過的電場局部積灰，甚至導(dǎo)致極板腐蝕。爐內(nèi)水、汽泄漏，將增加煙氣濕度，雖然在極短時(shí)間內(nèi)因煙氣被調(diào)質(zhì)而降低了煤灰 比電阻，除塵效率會升高，但時(shí)間稍長，電除塵器將嚴(yán)重積灰，尤其泄漏量大時(shí)，極板甚至 結(jié)垢。2.4 供電控制不佳 電除塵器直流高壓由 380 V 交流經(jīng)可控硅整流變壓器供給。控制特性目前幾乎采用 臨界火花或恒定火花頻率， 控制參數(shù)是二次電壓極大值或二次電壓極大值出現(xiàn)的頻次，對電壓的控制則通過控制可控硅在交流每半波的導(dǎo)通角或可控硅在一定時(shí)間內(nèi)的開關(guān)比實(shí)現(xiàn)。 為 使電場獲得最大的電暈功率， 就二次電壓而言， 應(yīng)使其平均值最高。 顯然

11、這需要提高非極大 值時(shí)的電壓， 因而， 對電壓大范圍的調(diào)整應(yīng)通過變壓器抽頭實(shí)現(xiàn)，而小范圍調(diào)整由可控硅完成。也就是說，要獲得最高平均電壓，可控硅的導(dǎo)通角或開關(guān)比應(yīng)盡可能大。這一點(diǎn)，個(gè)別 發(fā)電廠因?qū)刂铺匦院涂刂品绞健⒖煽毓枵{(diào)壓原理的理解尚存在偏頗而被忽視。2.5 振打系統(tǒng)運(yùn)行方式不合理 發(fā)電企業(yè)使用的電除塵器，無一不是采用振打方式清灰。在振打力度和均勻性都滿 足要求時(shí)， 振打制度是否合理， 對電除塵器除塵效率影響極大。振打過頻， 收集在陽極板上 的粉塵不能成塊狀落入灰斗， 二次飛揚(yáng)嚴(yán)重， 尤其末級電場的二次飛揚(yáng)， 將大大降低除塵效 率。反之，振打間隔時(shí)間過長，陽極板上積灰太厚，使空間電場電壓下降

12、，二次電流降低， 電暈功率減小， 除塵效率下降； 陽極板嚴(yán)重積灰甚至形成反電暈， 使已經(jīng)被收集在陽極板上 的粉塵再次進(jìn)入氣流。大多數(shù)發(fā)電廠沿用電除塵器制造廠所推薦的振打制度，個(gè)別電除塵器作了小調(diào)整。 而事實(shí)上建立正確的振打制度，要遵從必需的程序，采用恰當(dāng)?shù)脑囼?yàn)方法才能完成。2.6 運(yùn)行監(jiān)督問題 對運(yùn)行中的電除塵器普遍監(jiān)督不力。有效的監(jiān)督，必需有效的監(jiān)督制度和完善的監(jiān) 督儀表。 電廠都有各自的電除塵器運(yùn)行監(jiān)督制度， 但監(jiān)督儀表配備不完善， 只有最基本的配 置，如各電場一次、二次電壓及電流表，可控硅導(dǎo)通角指示表，灰斗溫度，灰斗灰位計(jì)等， 國華盤山電廠在 1998 年電除塵器改造時(shí)才配備了 煙氣濁度

13、儀 。一些儀表同時(shí)用于運(yùn)行控制， 因而對其適用性及可靠性的要求則更高。 而事實(shí)上，現(xiàn)有儀表多數(shù)為早期產(chǎn)品，受技術(shù)、元 器件質(zhì)量、 工藝水平等限制，恰恰在適用性及可靠性上存在差距。 儀表的不足，固然需要改 進(jìn)、完善、更換，但現(xiàn)實(shí)前提下，只有充分發(fā)揮人的作用予以彌補(bǔ)。某發(fā)電廠某臺電除塵器， 運(yùn)行中渾然不覺陽極振打錘完全脫落， 到檢修時(shí)方被發(fā)現(xiàn)。 事實(shí)上工作人員可以通過觀察各電場二次電壓、 二次電流變化， 各灰斗排灰量比例變化， 煙 囪出口煙色變化分析發(fā)現(xiàn)問題。某發(fā)電廠發(fā)生電除塵器電場內(nèi)積灰搭橋短路，高壓供電保護(hù)動作，電場退出運(yùn)行的 故障頻次高?；叶窚囟鹊?、灰位計(jì)故障、卸灰機(jī)故障、爐內(nèi)水汽泄漏都是因

14、素。故障時(shí)，運(yùn) 行人員可以通過二次電壓非正常下降、 一次電流和二次電流不正常加大發(fā)現(xiàn)問題， 在高壓供 電保護(hù)尚為動作前采取措施， 不但不致使電場長時(shí)退出運(yùn)行， 還會在短路保護(hù)失靈時(shí)避免或減小供電設(shè)施的損失。2.7 故障診斷不準(zhǔn)確 電除塵器運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障難免。避免故障的發(fā)生固然重要，但故障發(fā)生后準(zhǔn)確 判斷故障類型和故障部位并正確處理同樣重要。果；走。2.8某發(fā)電廠電除塵器健康狀況良好，運(yùn)行參數(shù)及振打制度等正常，從電暈功率看，除 塵效果應(yīng)很好， 但僅觀察煙囪出口煙色便可判斷其除塵效率低， 地方環(huán)境監(jiān)測站的測試報(bào)告 也證明除塵效果差 。出現(xiàn)這一不易理解的情況，在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)是有關(guān)人員忽視了電除塵器末 級電場與槽型板之間塵中走廊積灰。此處積灰埋沒了陽極板排振打砧。一方面，清灰振打 時(shí)，振打錘下降到低位必然觸及積灰，使積灰揚(yáng)起，因槽型板收塵能力有限，揚(yáng)灰大部分 被氣流帶出電除塵器，同時(shí)由于振打錘與振打砧之間存在積灰緩沖層，削弱了振打清灰效 另一方面，氣流中的積灰只能達(dá)到一定高度，此時(shí)振打落向塵中走廊的粉塵被煙氣帶管理和重視不夠 盡管電除塵器已是燃煤發(fā)電機(jī)組四大主設(shè)備之一，但出于電除塵器性能、健康水平 與并不直接威脅機(jī)組發(fā)電， 加之目前地方環(huán)保部門對發(fā)電廠環(huán)保