燃煤电厂电除尘器优化提效应用分析

卢权，张翼

(国华三河电厂，河北三河065201)

燃煤电厂电除尘器优化提效应用分析

卢权，张翼

(国华三河电厂，河北三河065201)

以300MW锅炉电除尘器为例，通过电除尘试验分析，调整导流板和气流分布板，优化除尘器各室流量偏差及气流分布，使气流分布相对均方根差值小于0.025，提高除尘器效率0.06%;通过电除尘器内部优化、高频电源技术的应用，进一步将烟尘排放浓度由43mg/m3降至20 mg/m3以下，同时提出强化电厂除尘效果的技术措施。

电站;电除尘器;气流均布;高频电源;除尘效率

0 引言

新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223－2011)，要求燃煤电厂严格控制大气污染物排放，重点地区执行大气污染特别排放限值，烟尘排放限值降至20mg/m3以下。为达到严格的排放标准，需要采用更高效的除尘技术与设备，但对已经投产多年的电厂，原有的除尘设备已经在达标限值附近排放，如何在原有的基础上，进一步降低烟尘排放浓度，提高除尘效率则更为经济合理。本文以300MW机组电除尘器为例，通过除尘器气流分布试验调整，以及内部结构优化、高频电源等技术的应用，提高了除尘器性能，极大的降低了烟尘排放浓度，为同类型电除尘器的设计与优化及电厂粉尘控制提供参考。

1 设备概况

卧式、板式电除尘器配置在300MW机组DG1025/18.2－Ⅱ6型亚临界参数机组中，锅炉为四角切圆燃烧方式、自然循环、固态排渣，单炉膛π型布置，燃用烟煤，每台炉配2台五电场除尘器，设计除尘效率≥99.6%，气流均布系数＜0.2。在优化调整前，除尘器出口烟尘排放浓度为43mg/m3，除尘效率在99.58%～99.67%之间;脱硫系统出口烟尘排放浓度为27～29mg/m3，除尘效率为28%～38.3%。电除尘器的除尘效率低于设计效率。

2 电除尘器气流均布试验及调整

2.1 气流流量试验及调整［1］

流量试验测试断面布置在距进口喇叭小口法兰约3m位置，每个烟道的测试断面截面几何尺寸均为2.3m×3.5m。在烟道顶部开5个测孔，每个测孔布置7个测点，每个截面共布置35个测点。冷态气流分布测试时电场气体流速为0.487m/s，雷诺数为345077，热态设计电场烟气流速为0.811m/s，冷态测试时工况雷诺数占热态设计的99.80%，冷态测试时的雷诺数与热态工况雷诺数基本相等，证明冷态与热态气流运动，动力相似。

电除尘器进口烟道流量分配试验结果见表1。从表1可知，A列进口烟道1、2两室的风量分别为239178、215990m3/h，相对流量偏差为±5.09%;B列进口烟道1、2两室的风量分别为220061、228683m3/h，相对流量偏差±1.92。A列两室的流量分配未能满足≤±5%的要求。为调整A列中两室的流量分配，在进口烟道三通管前的斜管内加装导流板，该管段内上游原有导流板保留。

根据各测试断面的速度场分布呈上大下小、靠直角弯头内侧小外侧大的趋势，调整各测试断面的速度场，一是取消进口烟道联通烟箱内原导流板，加装10块新的导流板;二是取消测试断面前的直角弯头内的原导流板，加装5块新的导流板。

2.2 气流均布试验及调整

电场气流均布测试断面选择在第一电场入口断面，在每个测试断面沿电场宽度方向每隔1个气流通道布置1列测点，沿电场高度方向第1行测点距极板顶端467mm，以下每隔933mm布置一行测点，每个测试断面共布置了180个测点。

表2给出电除尘器A列1室第一电场气流分布试验结果，其他室类似。

表1 电除尘器进口烟道流量分配试验结果

表2 A列1室第一电场入口气流分布测试结果

通过对除尘器四个室的电场试验结果进行分析，可知A列1、2室第一电场入口断面平均风速分别为0.513、0.461m/s，分布均匀性分别为0.287、0.301;B列1、2两室第一电场入口断面平均风速分别为0.495、0.513m/s，分布均匀性分别为0.351、0.333。各室支进口烟道测试断面的速度场相对均方根差值均大于0.25，未达合格标准［2］。

分析认为:电场内气流分布不均匀，容易造成气流速度不同的区域所捕集的粉尘量不同，风速低处捕尘量增大，但不能弥补风速高处少捕集的粉尘;并且，局部气流速度太高，出现冲刷极板或灰斗内的粉尘，产生二次扬尘现象;三是气流紊乱，振打时易带走粉尘;四是流速低处，电晕线上积灰多，会抑制电晕，使放电不均匀;五是气流旁路，使粉尘和气流不经过收尘区。根据一些经验公式和以往测试结果可推算出，如果将气流分布的相对均方根差值0.318调整到0.250合格水平，流量分配满足要求，除尘效果可提高26%以上，有效地降低除尘器出口排放。

根据试验结果调整进口喇叭气流均布装置，考虑调整的难易程度、合理性和经济性，结合原除尘器的多孔分布板设计开孔率，以局部区域调整的方式，对分布板开孔率进行调整。

2.3 调整前后性能比较

通过调整入口导流板减少进口烟气流量偏差，以及调整分布板开孔率，优化气流分布。

A列、B两室进口烟道的流量均能满足≤±5%标准要求，A列1室、A列2室、B列1室、B列2室四个室的相对均方根差值均能达到≤0.25合格水平。调整前后电除尘器的试验结果见表3。

表3 调整前后电除尘器的数据对比

由多依奇公式可知趋进速度越高其除尘效率越高，可定性分析调整前后的效率，对比电除尘器优化前后性能的优异，此次调优化调整前后的趋进速度分别是6.27cm/s、6.43cm/s，调整后电除尘器的趋进速度大于调整前2.6%。可见在相同的烟气流量、比集尘面积条件下，调整后电除尘器除尘效率由原99.71%提高至99.77%。

3 内部优化和高频电源改造

电除尘器气流分布试验及气流优化，一定程度上提升电除尘器的性能，但影响电除尘器的因素除了气流分布外，还有内部结构、振打清灰、振打周期及其振打产生二次扬尘、粉尘比电阻、电晕放电形式和供电方式等因素，又通过以下提效技术应用，进一步提高电除尘器除尘效果:一是调整极距，使极距满足≤±5mm的要求;二是原除尘器第一电场电晕线为RS芒刺线，其他电场均采用螺旋线，为保证前两电场的除尘效率，将第二电场也更换为芒刺线;所有电场进行高频电源改造，提高除尘效率。

相对而言，高频电源设备运行稳定可靠，电能转换效率可达93%左右，输出频率高可达到20kHz，避免了工频电源受到峰值电压的影响，电流降低造成除尘效率下降。

通过气流分布调整和以上各项优化提效措施的应用，电除尘器除尘效率提高至99.89%，除尘器出口烟尘排放浓度平均值由50mg/m3降为19mg/m3左右。

4 进一步提高除尘器性能的措施

此外，通过分析认为，还可通过以下措施进一步降低电站烟尘排放:一是根据粉尘前级电场粗、后级电场细的特性，拟通过调整，改变后级电场电晕线的放电特性，使每个电场放电得到充分发挥;二是在电除尘器入口增设烟气余热利用节能循环装置。在有效节能的同时，又可以降低烟温，降低了飞灰工况比电阻，增加粉尘的荷电量，提高了电场强度，相应的提高了电场工作电压，从而有效地提高除尘效率;三是湿法脱硫采用浆液洗涤的气液接触方式，具有良好而稳定的脱硫效果的同时还具有明显的降尘作用［4］。进一步分析研究脱硫系统除尘性能，以提高其辅助除尘效果;四是根据机组负荷及煤质情况，细化电除尘器的运行调整。

5 结语

通过试验数据及分析，调整优化气流分布，提高了电除尘器效率，同时通过除尘器内部结构优化，更换电场电晕线结构形式，应用高效节能高频电源等，使电除尘器除尘效率提高至99.89%，将出口烟尘排放浓度平均值控制19mg/m3左右，并结合实际提出进一步优化除尘效果的技术措施。这对大部分已经投产多年的粉尘排放已经在达标限值附近排放的燃煤电厂，如何在原有的基础上提高除尘效率，进一步降低排放浓度，给出了经济合理的技术参考。

［1］赵勤虎，贾玉堂，刘立鹏，等.电除尘器气流分布均匀性试验研究［J］.陕西电力，2008，36(8):41－44.

［2］赵勇凯，蒋蓬勃.电除尘器气流分布均匀性试验评判标准探讨［J］.电站系统工程，2008，24(3):68.

［3］赵俊起，刘同欣，张津.电除尘器气流均布装置最佳开孔率和孔形的实验研究［J］.电力情报，2001(1):39－41.

［4］郝强，陈健.石灰石/石膏湿法烟气脱硫装置的除尘性能［J］.电力环境保护，2005，21(2):33－34.

Application analysis of optimization and extraction efficency on the electrostatic precipitator in power plant

Taking 300MW power boiler electrostatic precipitator for example，the airflow distribution test was conducted，the guide plates and uniformity allocation plates were adjusted，the deviation of rate of flow and the uniformity of different room were optimized.The relative mean variance was reduced below 0.025，and the efficiency was raised 0.06%.And the other optimization technologies like internal optimized and high frequency power technology were applied，which reduced the dust concentration from 43mg/m3below 20mg/m3.The measure of enhance dedusting effect was also introduced.

power plant;ESP;airflow distribution uniformity;high frequency power;dedusting efficiency

X701.2

B

1674－8069(2015)05－048－03

2015-03-16;

:2015-05-22

卢权(1982-)，男，广西柳州我，硕士，工程师，主要从事发电厂锅炉专业生产技术管理方面的工作。E－mail:luquans@ 163.com