亚临界600MW 机组电除尘节能运行方式分析
摘要:立足原有设备系统，通过优化电除尘供电方式，合理调整振打程序，实现降低厂用电率，提高电除尘效率、实现节能减排。
关键词:电除尘,节能减排,供电方式,优化
1 引言
本文相关设备系统基本情况:电除尘器为浙江菲达公司制造2FAA4 × 40M － 2 × 155. 8 － 150 型号，控制系统采用大连电子研究所GGAJ02 － WF 型微机控制高压整流设备。电除尘器主要由两大部分组成，一部分是产生高压直流电的除尘硅整流变及相应控制装置，另一部分是除尘器本体。( 对应主设备系统:600MW 亚临界锅炉)
除尘变布置在除尘器顶部，每个电场有单独的除尘变，除尘器将烟气平行分为4 个烟气通道，每个烟气通道由前到后共4 级电场，共有16 个除尘变。除尘变将6KV 交流电升压整流到72KV 直流电供阴极线，每个除尘变亦有单独的控制系统。
GGA02 －WF 型控制系统具有细微火花检测及能级控制功能、反电晕检测及峰值跟踪控制功能、间歇供电控制及工频脉冲供电控制功能。间歇及脉冲供电占空比可在1∶ 2 到1 ∶ 126 范围内任意设置。
除尘器本体主要由阴极线、阳极板、振打装置、气力输灰系统等组成，阴极线采用芒刺线，每个电场阴极线框架由吊杆悬于绝缘瓷套管上，阳极板采用钢板轧制与阴极线相间排列共同组成电场;阴极振打采用顶部传动扰臂回转振打机构，阳极振打采用侧面扰臂回转振打机构，阳极板上收集的粉尘通过振打聚积到灰斗，通过气力输灰系统排出。
当烟气在除尘器电场中通过时，由于阴极线产生电晕放电，气体被电离，带负电的气体离子在电场力的作用下向阳极板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰撞，使粉尘颗粒荷以负电，荷电后的粉尘颗粒在电场力的作用下，亦向阳极板运动，到达阳极板后，放出所带电子，粉尘颗料沉积于阳极板上，净化后的烟气排出除尘器。
因此可以通过对不同工况进行对比试验和数据分析，探讨电除尘优化运行方式，找到合理除尘器振打方式，以达到降低电除尘电耗率，实现公司节能减排的目的。
2 电除尘优化运行方式分析
除尘器高压供电控制方式有以下5 种:①火花率整定供电方式;②综合间歇供电方式;③间歇供电方式;④综合级级管理供电方式;⑤停供电区综合间歇供电方式。
火花整定供电方式适用于高粉尘浓度及产生电晕闭塞的场合，尤其是工况条件恶劣，除尘效率低的场合下，提高火花率的整定值，会加强烟尘的荷电率，提高了除尘效率。
间歇供电方式适用于运行工况较好，烟尘浓度较低的场合，此供电方式可在保证除尘效率的前提下，降低电能消耗。但由于电场等效电容放电时间延长，使充电电流相应增加，供电半波的电流峰值会增加。在导通角不变情况下，二次电流平均值会降低，不会造成保险过热;但如果导通角增加，二次电流增加，会造成一次保险过热熔断。
综合间歇供电方式即火花整定供电方式与间歇供电方式组合使用，具体组合方式需通过试验方法来确定。由于我公司煤源来自贵州盘县平煤，煤质较稳定，通过对电除尘实际运行情况及对各级电场灰斗输灰量论证分析，确定一电场除尘率较高，粉尘中绝大部分颗粒物在一电场中即被除去，二、三、四电场烟尘中颗粒物含量相对较少，粉尘比电阻值较适合采用间歇供电方式，因此决定将一电场投入火花率整定供电方式，二、三、四电场投入间歇供电方式，并通过试验方法进一步进行优化调整。
3 通过调整试验研究电除尘运行方式
3. 1 调整试验目的
根据盘南电厂电除尘运行及排放现状，在满足国家GB13223 － 1996 < 火电厂大气污染物排放标准> 及贵州省大气污染物排放管理规定“粉尘排放浓度低于50 mg /Nm3”要求的前提下，通过不同工况对比试验、数据分析、最终确定电除尘优化运行方式，并合理组织除尘器振打方式，以达到降低电除尘电耗率，实现公司节能减排的目的。
3. 2 电除尘运行方式优化调整试验条件
试验期间保证锅炉燃烧煤质稳定、不投油、锅炉停止吹灰及排污。
3. 3 电除尘运行方式优化调整试验
在300 MW、450 MW、600 MW稳定工况下，分别用火花率整定供电方式、间歇供电方式及综合间歇供电方式( 即一电场用火花率整定供电方式、二、三、四电场用间歇供电方式) 进行测试，间歇供电占空比取1∶ 2 和1∶ 4 两种方式。每个工况保持2 h，测量数据包括除尘器进、出口烟气压力、温度、流量、氧量、烟尘浓度并计算出除尘效率、漏风率、电除尘电耗率等。
3. 4 电除尘运行方式优化调整试验结论
1)在450 MW以下的低负荷时，烟气中含粉尘量相对较少，电除尘一、二、三、四电场均投入间歇供电方式，可保证烟囱出口烟尘颗粒物含量少于国标50 mg /Nm3。
2)负荷在450 MW以上时，由于烟气流量增加，一电场烟气含尘量明显增加，4 个电场全部采用间歇供电方式时，烟囱出口烟气颗粒物含量已大于国家规定排放标准，而采取综合间歇供电方式，即在粉尘颗粒物浓度较大的一电场采用火花率整定供电方式，在粉尘颗粒物浓度相对偏少的二、三、四电场采用间歇供电方式，间歇供电占空比为1∶ 2，烟囱出口烟尘颗粒物含量均小于国家标准50 mg /Nm3 ，电除尘电耗率比单纯采取火花率整定供电方式节电30% ～ 40%。
3)合理的振打周期、振打加速度、振打频率及位移对除尘效率影响也很大。振打过频，积聚在阳极板上的粉尘不能成片状落入灰斗，形成二次飞扬，尤其末级电场的二次飞扬，将大大降低除尘效率;反之，振打间隔时间过长，阳极板上积灰太厚，使空间电场电压下降，二次电流降低，电晕功率减小，除尘效率下降，阳极板严重积灰甚至形成反电晕，使已经被收集在阳极板上的粉尘再次进入气流。通过试验，将电除尘振打程序按以下方式控制，振打清灰效果较为明显: 一、二电场振打3 min 停3 min; 三、四电场振打5 min 停 5 min;同时要求阴极线与阳极板不要同时振打;左、右两侧不要同时振打;相邻电场不要同时振打;每天前夜班机组降负荷后依次将各电场阴极振打改连续振打30 min。
3. 5 电除尘运行方式优化调整试验过程发现问题及改进措施
在试验期间#2A3 电场除尘变一次侧熔丝因温度高( 最高达到110℃)而熔断，#1A3、#1A4、#2A2、#2A3、#2A4 电场除尘变一次侧熔丝也均有保险温度升高现象(较火花率整定供电方式温度升高20℃ 左右)，经过反复论证，决定将1A3、 1A4、2A2、2A3、2A4 电场整流变一次抽头由X1(72KV) 挡调整到X2(64KV)，将1A3、1A4 电场间歇供电占空比时间由 1∶ 2调整到1∶ 4，调整后再次进行试验，除尘变一次侧熔丝基本在60℃ ～ 70℃，符合厂家规定温度，可保证除尘变的正常运行，电场占空比由1∶ 2 调整到1∶ 4 也符合厂家要求，同时间歇时间的延长，对于电除尘节能效果更加显著，可节电约 40%以上。
4 结论
通过电除尘节能减排试验，贵州盘南电厂电除尘优化运行方式确定如下:
1) 当机组负荷在450 MW以下时，电除尘采用间歇供电方式。
2) 当机组负荷在450 MW以上时，电除尘采用综合间歇供电方式，即一电场采用火花率整定供电方式，二、三、四电场采用间歇供电方式。
3) 受锅炉烟气分布特性影响，将1A3、1A4、2A2、2A3、 2A4 电场整流变一次抽头由X1 ( 72KV) 挡调整到X2 (64KV)，将1A3、1A4 电场间歇供电占空比由1 ∶ 2 调整到 1∶ 4。
4)配合电除尘运行方式优化调整，振打方式相应调整为:一、二电场振打频率为振打3 min，停3 min;三、四电场由于烟尘颗粒物浓度相对偏少，振打频率调整为振打5 min，停 5 min;为防止阴极线肿大，阳极板粉尘堆积，每天在低负荷阶段，将电除尘阴极线及阳极板彻底振打一次，时间为30 min。
经过一段时间观察，电除尘采取此种运行方式，即保证电除尘耗电率降低40% ～ 50%左右，又能保证烟囱出口烟尘颗粒物含量小于国家规定标准50 mg /Nm3。
参考文献:
［1］ 中国电力企业联合会标准化中心. 火力发电厂技术标准汇编［G］. 北京:中国电力出版社，2003.
［2］ 朱少平，陈建国，毛曙光，黎在时，林澄波. 电除尘器性能测试方法［M］. 北京:中国机械工业出版社，2003.
［3］ 祁君田，张滨渭. 燃煤电厂电除尘器运行维护导则［M］. 北京: 中国电力出版社，2005.
［4］ 电力行业常用环境保护标准法规编编委会. 电力行业常用环境保护标准法规汇编［G］. 北京:中国标准出版社，2005.
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