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电除尘器高频改造后的优化运行

关注:日期:2018-04-18

摘要:电除尘器高频改造后,通过对振打系统、电场参数进行优化运行,有效地降低了烟尘排放浓度及电除尘器的电耗率,达到节能与环保双优。

某电厂安装3台650MW燃煤发电机组,除尘方式采用静电除尘器,每台炉安装一台型号为2BE486/2-5双室卧式电除尘器,采用顶部电磁振打系统。该电除尘器自投产以来,运行正常,除尘效率达到设计值99.81%,出口烟尘排放浓度为60-80mg/Nm3(设计值100mg/Nm3),在锅炉MBRC工况下,单台电除尘器日耗电量最高达到37000kWh,电除尘厂用电率0.35%。为了降低能耗,于2013年3月-2014年6月分别对三台机组电除尘器进行了改造,主要改进内容有:一、二电场由工频电源改为高频电源,三、四、五电场控制柜元器件更换及控制软件优化处理,原电磁振打系统不变。通过上述改造后,单台电除尘器日耗电量由原来的37000kWh下降到22000kWh,除尘厂用电率由0.3%下降到0.2%,能耗指标降幅30%以上;电除尘器出口烟尘浓度由60~80mg/Nm3降低到25~30mg/Nm3,降幅50%以上,达到了预期的改造效果。

1存在的问题

1.1电场内部积灰导致跳闸

该电厂的入炉煤大多为本地劣质无烟煤,灰份在40%以上(设计值38%),粉尘比电阻最高可达到9.56×1012Ω˙cm。高比电阻粉尘带来难以捕集、粉尘粘附性高、在电场内部形成反电晕等不利影响。随着运行时间增加,电场内部积灰逐渐增加,极间距减少。一、二电场由工频电源改为高频电源后,运行中捕集的高比电阻粉尘较之前更多,因而一、二电场极板、极线上的积灰增多,频繁引起电场过流保护跳闸。

1.2不符合国家新排放标准

2014年7月,随着环保排放新标准的出台,必须对电除尘器的运行进行进一步的优化,将出口烟尘浓度控制在20mg/Nm3以下,电除尘器厂用电率控制在0.18%以下。

2优化措施

2.1优化电磁振打系统运行

电除尘器的除尘效率主要取决于电场强度的大小,而电场强度又与电极之间的电晕电压和电流有关,将电晕电压和电晕电流之间的关系称为伏安特性,据之绘制的曲线图称为伏安特性曲线,是衡量电除尘器安装、检修质量及运行工况的重要依据。

在电除尘器改造完工后,对每个电场进行空载试验,绘制冷态伏安特性曲线,对比厂家提供的曲线数据,为改造工程的验收提供依据,确保了电除尘器良好的初始状态。

2013年6月底,该电厂2号机组电除尘器高频改造完成,进入168h试运。试运初期,电除尘器出口烟尘浓度由60~80mg/Nm3降至28mg/Nm3达到了改造技术协议中的相关要求。随着运行时间的增加,一、二电场(高频电源)频繁出现二次电流归零导致电场跳闸故障,电除尘器出口烟尘浓度升至30mg/Nm3以上。为了解决电场跳闸的问题,对2号机组电除尘器进行了24小时跟踪,抄录数据、绘制热态伏安特性曲线,电场跳闸前的两种伏安特性曲线如图1和图2所示。

在图1中,伏安特性曲线向右平移,即相同电压下,电晕电流较为平均地减少,这一般是由放电不良造成的,也就是说电场内部积灰较多引起电晕封闭。图2中,电场伏安特性曲线向右发生旋转,同一电压下,电晕电流大幅降低,据此分析,电场内部发生了反电晕现象。电晕封闭及反电晕的发生,根本原因为高比电阻粉尘导致阳极板或阴极线上积灰过多。要消除此问题,必须由振打系统入手。首先分析了电磁振打系统接线原理,如图3所示。振打器连接成矩阵形式(每个室的振打形成一个矩阵),任何时刻,矩阵中每次只允许一个振打器投入运行。同时,由于振打器的内部高度是固定的,因此,要加强振打,只能采取加强振打频率、调整振打运行方式的方法来实现。

 

1)减少振打器的间隔时间以加强振打频率,由原设的1s降低至0.5s。这样,在相同的时间内,每台振打器的振打次数都实现了翻番,振打强度得到了提高。

2)调整振打运行方式,在电场工作状态下,由于静电力的作用,极板、极线上的粉尘粘附性能很强,很难彻底将其振落。为了降低粉尘的吸附力,在厂家提供的控制软件中,嵌入了断电振打逻辑,即同一电场中,只要有一台振打器进入振打状态,即停止向电场供电或降低二次电压。断电振打虽然能减缓粉尘的沉积,但没有彻底改变电场积灰跳闸的故障。为止,对断电振打逻辑进行了二次加强,高频电场每隔45min停运10min(时间可调整),依次循环。电场停运后,因静电作用引起的粉尘粘附能力明显降低,振打效果大大加强,完全避免了电场内部积灰导致二次电流逐渐降低的问题,电场的出力始终保持在最佳状态。

3)采取矩阵与分组相结合的振打方式,以矩阵方式为主,每日中班调至分组方式运行30min。这样,即发挥了矩阵方式下快速振打的优势,又使得阴极框架得到充分振打,清灰效果良好。

通过对电磁振打系统的优化运行后,电场内部基本无积灰现象,对2号机组优化运行前后,阳极板上积灰情况进行了拍摄存档。


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