提高電除塵器效率保護(hù)環(huán)境

提高電除塵器效率保護(hù)環(huán)境

摘要：本文主要針對(duì)如何提高電除塵器除塵效率,保護(hù)環(huán)境提出幾點(diǎn)觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：電除塵器除塵效率

概述

伊敏華能煤電責(zé)任有限公司伊敏發(fā)電廠一期工程裝機(jī)容量為2×500MW機(jī)組。是由俄羅斯設(shè)計(jì)生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的大型超臨界火力發(fā)電廠。兩臺(tái)機(jī)組分別于1998年～1999年建成投產(chǎn)。一期工程每臺(tái)爐配三臺(tái)згд-108-9-6-6型雙層雙室六電場(chǎng)靜電除塵器，并在一電場(chǎng)前設(shè)有自由沉降區(qū)。陽(yáng)極板采用大C型結(jié)構(gòu)，陰極線(xiàn)采用芒刺線(xiàn)結(jié)構(gòu)。電場(chǎng)有效高度9米，每臺(tái)電除塵器內(nèi)電場(chǎng)通道數(shù)108個(gè)。電除塵器本體內(nèi)的每個(gè)電場(chǎng)均采用雙側(cè)供電，每臺(tái)電除塵器配24臺(tái)硅整流變壓器，每臺(tái)爐共72臺(tái)整流變壓器。三臺(tái)電除塵器下共設(shè)84個(gè)灰斗用于灰粉收集。

早期人們對(duì)待鍋爐燃燒后的煙氣沒(méi)有采用除塵設(shè)備前，只是注重燃燒的調(diào)整，以煙囪不冒黑煙為標(biāo)準(zhǔn)，后來(lái)出現(xiàn)了各種干式和濕式除塵設(shè)備，以濕式除塵效率最高，除塵效率可以達(dá)到80～90，到了上世紀(jì)70年代后期，廣泛使用的水膜式除塵器采用了入口煙道螺旋進(jìn)入、出口煙道軸向引出技術(shù)，還在入口煙道加裝文丘里噴嘴，此等水膜式除塵器效率也只有95左右。人們發(fā)現(xiàn)煙囪逸出的煙氣具有動(dòng)能和熱浮力，可以使煙氣不致迅速與周?chē)目諝饣旌隙^續(xù)上升，從而使其中的污染物得到更大程度的擴(kuò)散和稀釋?zhuān)虼司蛯焽柘蚋叩母叨劝l(fā)展以減少飛灰污染，到了20世紀(jì)80年代，美國(guó)的煙囪達(dá)到368米，前蘇聯(lián)則高達(dá)450米。

中國(guó)當(dāng)前的大氣污染物中，粉塵的71來(lái)自煤的燃燒。截止到2000年從排放量來(lái)看，電站鍋爐粉塵排放量約2800噸/年，其中1700萬(wàn)噸是由煤燃燒產(chǎn)生的，而25是電站排放的。由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重，為了給人類(lèi)的生存和繁衍創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的提高，電除塵器以除塵效率高開(kāi)始廣泛推廣使用。特別是300MW及以上機(jī)組普遍采用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)控制環(huán)境污染的認(rèn)識(shí)有新的提升，已經(jīng)不再只是注重鍋爐煙塵濃度的排放，而是提出了一個(gè)新的環(huán)保理念，即稱(chēng)為“環(huán)保設(shè)備”。按照新的環(huán)保理念設(shè)計(jì)安裝的電廠已不只注重電除塵器方面，環(huán)保設(shè)備包括除塵、脫硫、脫氮、脫碳、脫硝、除氯、除重金屬等。而NOX則在脫硫過(guò)程中被催化裂解變成氮?dú)夂退湃氪髿狻?/p>

按照國(guó)家規(guī)定，一般地區(qū)大氣中粉塵的濃度為：任何一次測(cè)定結(jié)果的最高允許濃度為/m3，任何一日的平均最高允許濃度為mg/m3。我廠綜合分析了本地區(qū)的風(fēng)特征，逆溫層，垂直運(yùn)動(dòng)和大氣穩(wěn)定狀況等擴(kuò)散氣象條件，確定50米以上為有利煙體擴(kuò)散的高度，故煙囪的高度應(yīng)不低于350米。根據(jù)計(jì)算，210米煙囪不能滿(mǎn)足排放要求。而240米高的煙囪能滿(mǎn)足排放要求。故確定兩臺(tái)鍋爐合建一座單管普通煙囪。240米高的煙囪。減輕二氧化硫的污染。因此為了減少飛灰污染采用靜電除塵器。電除塵器的除塵過(guò)程由三個(gè)基本階段，a）塵粒荷電；b）收塵；c）清除所捕集的塵粒。實(shí)際上除塵器中塵粒荷電，是通過(guò)電暈放電產(chǎn)生大量離子并使其附著在塵粒上來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它由放電極、集塵極、高壓直流供電裝置、振打裝置等。我廠電除塵器主要技術(shù)規(guī)范：煙氣處理量3900000m3、設(shè)計(jì)除塵效率98、入口煙氣含塵量22-37g/cm3、煙氣停留時(shí)間153S、電場(chǎng)風(fēng)速/s、陽(yáng)極沉積面積51000m2、電場(chǎng)數(shù)量6個(gè)、同級(jí)間距350mm。

2、電除塵器存在問(wèn)題

兩臺(tái)爐電除塵器分別自1998年、1999年投產(chǎn)以來(lái)，每臺(tái)鍋爐的電除塵器一直運(yùn)行比較正常，除塵效果很好。自從2004年7月份以來(lái)，除塵效率不穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)有時(shí)煙囪逸出的煙氣濃度偏高，2005年#1、#2機(jī)組大修，利用大修停爐檢查發(fā)現(xiàn)電除塵內(nèi)振打系統(tǒng)損壞嚴(yán)重，絕緣子室內(nèi)振打瓦塊基本大部份磨損嚴(yán)重?fù)p壞，陰極振打提升鏈條有斷裂拉伸延長(zhǎng)現(xiàn)象。極板、極線(xiàn)上積灰嚴(yán)重。

3、造成電除塵器效率降低的原因分析：

粉塵的比電阻；

粉塵比電阻和除塵效率的關(guān)系：粉塵的比電阻是決定電除塵器除塵效率高低的一個(gè)主要因素。一般要求煙塵的比電阻在104～1012歐姆-厘米為最佳，我廠燃用煤種的比電阻低，只要保證電除塵器入口溫度在140℃～153℃之間，就能降低比電阻值。ρ104歐姆-厘米，引起二次飛揚(yáng)，除塵效率下降，ρ=104～1010歐姆-厘米，除塵效率最高，ρ≤1012歐姆-厘米，收塵效率下降，ρ1012歐姆-厘米，除塵效率趨于惡化。

溫度影響：電除塵器入口溫度降低，粉塵表面吸附水蒸汽和其它化學(xué)導(dǎo)電物質(zhì)，形成一層導(dǎo)電薄膜，比電阻值降低。電除塵器入口溫度升高，導(dǎo)電能力增加，比電阻值下降。運(yùn)行中電除塵器入口煙氣溫度變化；鍋爐設(shè)計(jì)排煙溫度153℃，由于鍋爐負(fù)荷、煤質(zhì)、燃燒等工況變化使得排煙溫度降低；隨著環(huán)境溫度的變化排煙溫度也有不同的變化，加上后部煙道漏風(fēng)，特別是冬季鍋爐的排煙溫度就更低于設(shè)計(jì)溫度153℃，特別是鍋爐的吹灰和空氣預(yù)熱器的吹灰影響排煙溫度，由于排煙溫度的降低使得煙氣含塵量水分增加，灰塵容易粘結(jié)在陰極線(xiàn)和陽(yáng)極板上，不容易振打下來(lái)。如果電除塵器內(nèi)溫度長(zhǎng)期低于102℃的煙氣露點(diǎn)溫度，不但造成除塵效率下降更會(huì)對(duì)電除塵器造成嚴(yán)重腐蝕。

濕度影響：當(dāng)電除塵器入口溫度在90℃～150℃范圍時(shí)，水份對(duì)各種礦物粉塵的比電阻值影響很大，比電阻值隨濕度的增加而減少。電除塵器入口煙氣中水蒸汽含量按照％左右設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)空氣壓縮機(jī)壓縮后的壓縮空氣中水分子以過(guò)熱蒸汽的形式存在，水分子的含量約(10～40)g/m3，隨著壓力的降低水分子變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)，一般壓縮空氣的露點(diǎn)低于環(huán)境溫度5℃～20℃，大量的壓縮空氣進(jìn)入電除塵器將增加電除塵器入口煙氣中水蒸汽含量。我廠電除塵器干排灰系統(tǒng)，全部采用大倉(cāng)泵式壓縮空氣干灰輸送系統(tǒng)，多少都會(huì)加重電除塵器的漏風(fēng)。每臺(tái)電除塵器下設(shè)有倉(cāng)泵16臺(tái)，倉(cāng)泵在互相切換時(shí)，倉(cāng)泵內(nèi)及管道的余壓均排入電除塵器，由于我廠使用的輸送氣源含水量比較高(冷干機(jī)、干燥塔效果不明顯)，排入電除塵造成灰塵二次飛揚(yáng)，由于含水的原因造成灰在極板、極線(xiàn)上粘結(jié)，從而大大的降低了電除塵器的除塵效率。

氣流的均勻性；

除塵器效率直接與煙氣流速有關(guān)，一般設(shè)計(jì)流速在(1～)m/s范圍內(nèi)，煙氣流速過(guò)高，煙塵在電場(chǎng)內(nèi)停留時(shí)間縮短，同時(shí)還會(huì)直接沖刷塵層或恰值振打時(shí)將灰塵吹起引起二次飛揚(yáng)。由于實(shí)際運(yùn)行中電除塵器內(nèi)部各部位的煙氣流速各不相同，通過(guò)等速線(xiàn)可以看出，流速增大除塵效率下降，而且流速偏差越大，除塵效率下降也越大。已經(jīng)通過(guò)實(shí)例證明：僅僅改善氣流的分布，就可以將效率由60～70提高到95以上，反之氣流的突變同樣會(huì)引起電除塵器效率惡化。一般提高氣流均勻性的措施之一就是在電除塵器入口加裝均流板。由于氣流對(duì)電除塵器入口均流板的沖擊、磨損，以及長(zhǎng)期震動(dòng)和失修出現(xiàn)均流板、導(dǎo)流板等損毀。我廠電除塵均流板設(shè)在前置電場(chǎng)與一電場(chǎng)之間，投產(chǎn)后我廠前置電場(chǎng)的倉(cāng)泵系統(tǒng)一直運(yùn)行不穩(wěn)定，造成前置電場(chǎng)灰斗內(nèi)滿(mǎn)灰堆積，堵塞擠壓均流板，也就是減少了電除塵器入口的通流面積，排煙量一定，排煙截面積減少，相對(duì)增加了入口煙氣的流速，增加了均流板的磨損、降低了煙氣在電除塵內(nèi)的停留時(shí)間，也就是降低了電除塵器的撲捉能力，很大程度影響了電除塵的效率。

除塵器進(jìn)口的含塵濃度：電除塵器內(nèi)的電暈電流是由氣體離子和煙塵離子二部分組成。如果煙塵濃度增加，則電場(chǎng)內(nèi)的煙塵離子就會(huì)增加，從而抑制了電暈電流的產(chǎn)生，使某一些煙塵得不到足夠的電荷，使除塵效率下降。如果含塵濃度很高，由電暈區(qū)產(chǎn)生的離子都沉積到灰塵上，離子的活動(dòng)達(dá)到極小值，這是電流幾乎減少到零，也就是通常說(shuō)的“電暈閉塞”。當(dāng)煤質(zhì)變差和氣流不均勻時(shí)均會(huì)對(duì)含塵量有所影響，但是除塵器進(jìn)口的含塵量只要不大于50g/m3即可，我廠燃用的褐煤煤質(zhì)不穩(wěn)定，也是造成除塵效率下降的一個(gè)原因。

電除塵器入口含塵量設(shè)計(jì)在22-37g/cm3。按照我廠入爐煤灰份升高20～25，可使鍋爐的飛灰濃度升高20左右。由于煤的發(fā)熱量降低就使得鍋爐的燃料量增加，由于一、二次風(fēng)增加，造成鍋爐煙氣量增加，而煙氣量的增加又提高了煙氣流速，又加重了尾部受熱面的磨損。由于電除塵入口含塵量增高，不但造成電除塵器煙氣處理量超負(fù)荷運(yùn)行其磨損也加重。從理論計(jì)算得出，飛灰濃度升高1倍，則磨損速度升高2～3倍，磨損速度會(huì)升高5～6倍。對(duì)于電除塵器內(nèi)部的磨損不但是陰極線(xiàn)、陽(yáng)極板、框架和支撐，主要是飛灰對(duì)電除塵器入口均流板和導(dǎo)流板的磨損影響最大。含塵量的增加也是影響除塵效率的一個(gè)主要因素。通過(guò)我廠每天排灰量的統(tǒng)計(jì)，每天的灰量相差很大，極其不穩(wěn)定，煤質(zhì)對(duì)我廠的除塵效率影響很大。

為了減少電除塵器的入口的含塵量，保證省煤器和空氣預(yù)熱器灰斗排灰系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行很重要，我廠省煤器及空氣預(yù)熱器灰斗排灰系統(tǒng)在2005年改造以前運(yùn)行很不穩(wěn)定，加大了電除塵器收塵的負(fù)擔(dān)，很大程度的影響了電除塵器的除塵效率。

操作技術(shù)

陰極線(xiàn)積灰：在陰極線(xiàn)產(chǎn)生電暈后，極線(xiàn)周?chē)捎陔婋x的產(chǎn)生，有許多帶正電荷的離子就吸附在陰極線(xiàn)上。雖然煙氣中只有約1～的塵粒吸附在陰極線(xiàn)上，其所帶電荷的總量與吸附在陽(yáng)極板表面塵粒所帶電荷的總量基本相等。而電荷的全部中和又需要一定的時(shí)間，這個(gè)過(guò)程比陽(yáng)極板表面電荷的中和時(shí)間相對(duì)來(lái)說(shuō)要長(zhǎng)的多。這使塵粒更為牢固地吸附在陰極線(xiàn)上。這一現(xiàn)象當(dāng)煙塵中含塵量增加時(shí)，出現(xiàn)更快，也更嚴(yán)重。如果不及時(shí)清除或清除不掉，則陰極線(xiàn)上的積灰將迅速增厚出現(xiàn)通常說(shuō)的“陰極肥大”現(xiàn)象。塵粒厚厚地包圍在陰極線(xiàn)上，使電暈現(xiàn)象大大減弱直到消失，出現(xiàn)電暈閉塞。進(jìn)入電除塵器的壓縮空氣中含的油分子水分子同樣會(huì)加重這一現(xiàn)象，當(dāng)然都與煙氣的含塵濃度有關(guān)。

粉塵聚集在陰極線(xiàn)和陽(yáng)極板上，必須定期予以清除，才能使除塵器運(yùn)行正常。清灰的好壞是保證電除塵器正常工作的重要條件之一，也是影響最終除塵效率的重要因素。在振打強(qiáng)度已定的條件下，則振打頻率應(yīng)根據(jù)鍋爐負(fù)荷的變化而設(shè)定。

陰極線(xiàn)的振打：陰極線(xiàn)積的粉塵一般都比較少，但是對(duì)放電的影響很大，如果粉塵不能及時(shí)清除掉，就會(huì)在陰極線(xiàn)上產(chǎn)生灰球封閉和灰柱，使除塵效率降低。當(dāng)灰球封閉和灰柱達(dá)到一定程度時(shí)，甚至?xí)钩龎m器完全停止工作。因此對(duì)陰極線(xiàn)通常采用連續(xù)振打方式，使粉塵到達(dá)陰極線(xiàn)后能很快被振打下來(lái)。陽(yáng)極板的振打；陽(yáng)極板上的集塵最后是否落入灰斗對(duì)電除塵器的除塵效率影響很大。所以對(duì)于陽(yáng)極板的振打均采取間歇振打。振打強(qiáng)度的大小應(yīng)考慮到陽(yáng)極板上的塵層在振打后能剝落入灰斗，又要使剝落的片狀灰團(tuán)盡量不再破碎造成二次飛揚(yáng)的增大，從而影響除塵效率。

振打時(shí)間的間隔，應(yīng)由陽(yáng)極板上集塵的厚度來(lái)決定。厚度一般(5～10)mm左右。由于沿氣流方向各電場(chǎng)集塵程度不同，故各電場(chǎng)的振打時(shí)間間隔也不同。一般第一電場(chǎng)粉塵的沉降量約為出口電場(chǎng)的10倍，所以最后一個(gè)電場(chǎng)的振打頻率比入口電場(chǎng)低的多。要恰到好處地根據(jù)各電場(chǎng)捕集的粉塵量來(lái)分別確定各電場(chǎng)的最佳振打間隔時(shí)間比較困難。同時(shí)要考慮振打加速度。投產(chǎn)初期設(shè)定的振打周期是按鍋爐高負(fù)荷設(shè)定的，現(xiàn)在鍋爐的負(fù)荷變化頻繁，峰谷差大，所以必須根據(jù)運(yùn)行規(guī)律重新科學(xué)的設(shè)定振打時(shí)間的間隔。

鍋爐投油助燃或煤、油混燒：一般點(diǎn)火初期要在鍋爐熱負(fù)荷達(dá)到50～60以上停用油槍以后，方可投入電除塵器運(yùn)行。由于機(jī)組正常運(yùn)行中低負(fù)荷運(yùn)行或燃燒不穩(wěn)定時(shí)投油助燃，加上近年來(lái)由于煤質(zhì)變差，夜間電負(fù)荷過(guò)低造成投油穩(wěn)燃。由于煤、油混燒容易產(chǎn)生燃燒不完全，特別是油槍的霧化程度不好時(shí)尤其明顯，會(huì)加重電極表面積灰。特別是尾部?jī)蓚€(gè)電場(chǎng)由于灰細(xì)，粘性好，振打時(shí)不易脫落，造成陰極線(xiàn)電暈放電受到抑制。

運(yùn)行中陰極振打錘、振打砧發(fā)生脫落現(xiàn)象。陰極振打耐磨套、軸瓦，陰極傳動(dòng)托輥、托軸出現(xiàn)不同程度的磨損。陰極振打系統(tǒng)螺栓退出磨損造成振打軸軸瓦、軸徑處被磨細(xì)，造成新軸瓦安裝困難。陰極振打軸因?yàn)檩S和軸瓦磨損不均勻造成軸系扭轉(zhuǎn)，附加力矩增大，振打電機(jī)燒壞，造成振打失效影響了收塵效果。下部排灰系統(tǒng)灰斗排灰不暢，灰斗料位高造成電場(chǎng)短路或?qū)е码姵龎m器后級(jí)電場(chǎng)陰極線(xiàn)、陽(yáng)極板積灰。部分陰極框架下沉，造成旋轉(zhuǎn)軸與陰極振打減速機(jī)輸出軸脫開(kāi)。

漏風(fēng)

由于漏風(fēng)加大煙氣流速，縮短了煙氣在電場(chǎng)的停留時(shí)間，降低煙氣溫度，結(jié)露，造成二次飛揚(yáng)。電除塵器煙風(fēng)量增大，工況改變，使煙氣流速增加，溫度下降，從而塵粒荷電性能變?nèi)酢ｋ姵龎m器內(nèi)設(shè)計(jì)工作負(fù)壓-4kPa左右，最大負(fù)壓-6kPa。因?yàn)殡姵龎m器體積龐大負(fù)壓高，所以嚴(yán)格控制漏風(fēng)率≤(3～5)，以保證除塵效率。定期對(duì)電除塵進(jìn)行漏風(fēng)率的測(cè)定，治理漏風(fēng)也是提高我廠電除塵效率的有效措施。

我廠電除塵下部刮板機(jī)數(shù)量龐大52臺(tái)，刮板機(jī)的漏風(fēng)對(duì)電除塵的影響非常大，我廠每臺(tái)爐下灰斗84個(gè)，當(dāng)灰斗內(nèi)灰排空時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)氣流上竄至灰斗內(nèi)，出現(xiàn)灰、氣共騰，其對(duì)電除塵的危害程度也相當(dāng)大。

火花率

單位時(shí)間內(nèi)火花的發(fā)生率稱(chēng)為火花率。運(yùn)行中，使放電電壓=擊穿電壓，一旦擊穿，馬上降低放電電壓，然后再次靠近，再擊穿，再靠近。電場(chǎng)擊穿時(shí)，電極之間將出現(xiàn)火花。塵粒的驅(qū)進(jìn)速度與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。運(yùn)行中保持電場(chǎng)內(nèi)強(qiáng)度盡量達(dá)到最大值，此時(shí)外加電壓應(yīng)有最大的電壓，也就是“最大放電電壓”。該電壓應(yīng)愈接近擊穿電壓愈好，一般將其調(diào)節(jié)到倍的擊穿電壓，而擊穿電壓隨著電極形狀、煙塵性質(zhì)、溫度、塵粒直徑、導(dǎo)電度和濃度等因素的變化而變化。

整流變壓器電場(chǎng)電壓升不上來(lái)，程控電壓值和實(shí)際就地電壓值不符。電場(chǎng)振打編程時(shí)間不準(zhǔn)確導(dǎo)致了極線(xiàn)、極板上的灰不能及時(shí)清除下來(lái)，有的電場(chǎng)陰陽(yáng)極同時(shí)振打，造成了收灰過(guò)程中的二次飛揚(yáng)收塵量下降。電氣部分設(shè)備不能正常運(yùn)行等問(wèn)題都影響電除塵器的除塵效率。

4、防止措施

為了改善電除塵器的工作環(huán)境，應(yīng)該將絕緣子室內(nèi)電加熱器和灰斗內(nèi)的加熱器恢復(fù)正常，提高煙溫改善電除塵的工作環(huán)境。

維護(hù)好振打減速機(jī)系統(tǒng)，要保證電除塵器易磨損的傳動(dòng)部件長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，必須解決轉(zhuǎn)動(dòng)部件的磨損性能，使其使用壽命能夠保證一個(gè)大修周期以上。振打軸