湿式电除尘在煤气除尘系统中的改造及应用

武世龙 王贺敏

摘要：本文通过对钢铁企业燃气蒸汽联合循环发电机组煤气系统湿式电除尘的除尘机理及现状进行分析，提出了对除尘系统内部进行优化的改造方案，解决了原除尘器积垢多、除尘效果差、运行不稳定问题，从而保障了电除尘的稳定高效运行。

关键词：节能减排;湿式电除尘;煤气系统除尘;改造应用

中图分类号：X757    文献标识码：A    文章编号：1671-2064（2019）16-0000-00

0 引言

目前国内大多数钢铁企业为实现节能减排，充分利用钢铁企业产生的高炉煤气、焦炉煤气及转炉煤气，配备了自备电厂。因高炉、焦炉、转炉生产后的煤气品质较差，一般在利用前，都配有电除尘设备，对常规发电机组而言，一次除尘后的煤气能基本满足燃料品质要求，保证燃料系统的稳定运行。较常规发电机组而言，燃气蒸汽联合循环机组对煤气品质的要求更高，除一次除尘外，通常在电站煤气系统压缩之前配有相配套的电除尘，以保证煤气品质达到燃机运行要求。

邯钢9E燃机电厂为150MW燃气蒸汽联合循环发电机组，其中燃机采用进口GE燃机及辅机成套机组，余热锅炉采用杭锅设备，汽轮机采用东汽设备，均为国内外先进设备。机组所用主燃料为高炉煤气，并配有焦炉煤气、转炉煤气以调整热值，满足燃机燃烧运行的要求。机组采用低热值煤气燃料为联合循环发电站的主燃料，在机组最大负荷时，所需混合煤气量约为33万Nm ³/h。为使机组在运行时能得到高品质的煤气燃料，焦炉煤气设置独立的电捕焦油器，去除焦煤中的焦油及雜质，经去焦油后的焦炉煤气与高炉煤气、转炉煤气混合后，进入湿式电除尘器，以去除煤气中的杂质，为电厂提供符合要求的煤气燃料。电除尘在整个电厂运行中，担负着去除大量煤气中的杂质，为煤气压缩机、燃机及辅机设备的稳定运行提供重要保障，因此电除尘设备的长周期稳定高效运行，对电厂尤为重要。

1 电除尘运行机理及技术参数要求

1.1 电除尘运行机理

湿式电除尘器的工作原理，是高压电晕放电使粉尘或水雾荷电，荷电的粒子在电场力的作用下到达集尘板，湿式电除尘器采用冲刷液冲洗电极，将收尘板上捕获的粉尘冲刷到灰斗中随之排出。湿式电除尘器主要由进出口风道、除尘器壳体、导流板、整流格栅、阳极收尘板阴极线、绝缘箱、冲洗水系统、电源及控制系统组成^[1]。

1.2 电除尘运行技术参数要求

邯钢9E燃机电厂为燃气蒸汽联合循环发电站，所用燃料为高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气，为使燃机系统得到高品质的煤气燃料，3种煤气在混合后进入系统前，配置了湿式电除尘，处理煤气能力为330000Nm ³/h，具体技术参数如表1所示。

2 电除尘改造前运行状况及分析

邯钢9E燃机电厂湿式电除尘在运行中存在高压二次电压不稳定、且变化幅度大，电场放电频繁。设备收尘极极板、放电极极线及其部件采用普通碳钢材质、板表面出现锈蚀夹层、极板变形比较严重，湿式电除尘器出口煤气含尘浓度难以达到≤1 mg/Nm3的净化效果，煤气净化效果变差，此外，电场清洗效果不好，收尘极极板表面残留粉尘结垢现象严重。针对以上问题的采集分析如下^[2]。

2.1 电极部分

电极是湿式电除尘器的核心部分。电极的配置形式、结构及材料的选用，是电除尘运行正常与否的关键。原放电极及收尘极极板均采用普通碳钢材质，运行中出现腐蚀夹层的现象比较严重，随着运行时间过长，附着在放电极及集尘极极板的铁锈及粉尘呈胶着状态，不易冲刷，久而久之，造成放电极及集电极之间间距缩小，导致放电频繁。此外，因需除尘煤气量大，原收尘极极板采用高度7m、宽度1米的普通碳钢拼接而成，放电极则采用高度为7.6m的极柱，悬挂在极板之间，在长期运行中，放电极极柱存在变形，收尘极极板拼接处也存在开裂现象，致使放电极与集电极间距缩短，频繁发电，更有甚者，因电极变形严重，导致放电极及集电极搭接，出现短路现象。

2.2 水冲洗部分

原电除尘水冲洗采用高压断电周期冲洗方式，根据电场运行情况，人为设定冲洗周期，采用瞬间大水量，冲掉放电极及极板的粉尘污垢，经过几年的运行实践，阳极板出现锈蚀夹层、极板高度高、变形比较严重，积垢现象严重，冲洗水很难将极板中灰尘冲掉，特别是极板下半部分，污垢已成胶着状态，水冲洗效果并不是十分理想。电场周期清洗时瞬时用水量非常大，也影响了煤气的净化效果。

2.3 其他部分

电除尘瓷瓶分进线瓷瓶和支撑瓷瓶。支撑瓷瓶是电源与本体阴极连接的通道，对放电极起到支撑悬挂的作用，瓷瓶本身的绝缘性能变差，将缩小阴极与阳极的放电间距，影响除尘效果，此外，支撑瓷瓶在长期运行中，应保证较好的支撑效果，保证不损坏，各支撑点受力均匀。电除尘接地刀闸在电除尘检修维护中起着重要作用，通常通过高压隔离开关进行自动控制。运行中，因高压隔离开关电磁铁失灵，每次投运高压时，需要操作人员到现场手动强制扳动隔离开关电磁铁到位（铁丝捆绑），非常不方便。经与电磁铁供应商德国舒尔茨公司联系，答复是该电磁铁不属于其标准系列产品。

3 电除尘改造