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濕電咨詢服務(wù)： 陶經(jīng)理18332815001 張經(jīng)理18633235200
為了提高中油電能熱電一公司電除塵器效率，使凈化后的煙氣含塵量達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求，針對(duì)電除塵器部件塵中軸承、陰極線、振打砧、供電設(shè)備及除塵器內(nèi)部電場(chǎng)存在問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行了技術(shù)改造，使除塵效率超過(guò)99.9%，確保了煙氣排放含塵量低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，并為同類油田企業(yè)對(duì)電除塵器的改造提供一定的借鑒。
關(guān)鍵詞：電除塵器; 部件; 電場(chǎng); 技術(shù)改造; 提高除塵效率; 安全環(huán)保;
隨著我國(guó)工業(yè)發(fā)展水平的日益提高，國(guó)家對(duì)環(huán)保的控制力度也越來(lái)越大，對(duì)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。大慶油田熱電廠在用的兩種型號(hào)的電除塵器，分別為2GF158M型和RWD/340型。2GF158M型電除塵器是我國(guó)20世紀(jì)90年代初期產(chǎn)品，由于受到當(dāng)時(shí)技術(shù)水平限制，加上使用年限較長(zhǎng)、設(shè)備老化，其性能逐年下降。RWD/340型電除塵器為21世紀(jì)投產(chǎn)的設(shè)備，雖然各方面性能較好，但經(jīng)過(guò)4年的運(yùn)行，其出口煙氣含塵濃度難已達(dá)到原設(shè)計(jì)指標(biāo)。為了滿足國(guó)家對(duì)火力發(fā)電廠煙氣排放的新要求，必須對(duì)電除塵器部件及電場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)改造，采用新的技術(shù)，通過(guò)結(jié)構(gòu)性的改良，進(jìn)一步提高現(xiàn)有電除塵器的除塵效率。
1 電除塵器概況
中油電能熱電一公司共有4臺(tái)電除塵器 (1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)) ，分別與3臺(tái)200 MW、1臺(tái)300 MW發(fā)電機(jī)組相配套，1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)電除塵器相繼于1991、1992、1993年投入運(yùn)行，至今已有20余年，設(shè)計(jì)除塵效率為98%，陽(yáng)極板1088塊，陰極線4224根。每臺(tái)除塵器分別有8套陰極和4套陽(yáng)極振打傳動(dòng)裝置。陰、陽(yáng)極振打裝置振打軸是靠鑄鐵滑動(dòng)塵中軸承支撐，陽(yáng)極板采用480C型，陰極線采用RS型管狀芒刺線，振打砧采用單孔結(jié)構(gòu)。單臺(tái)除塵器處理煙氣量為240m3/s，200MW機(jī)組除塵器比集塵面積為52.41m2。4號(hào)電除塵器于2013年投產(chǎn)運(yùn)行，設(shè)計(jì)除塵效率為99.65%，出口煙氣含塵濃度小于30mg/m3 (0℃，101.325kPa) ，除塵器處理煙氣量為583m3/s，供電裝置采用工頻電源。
2 電除塵器存在的主要問(wèn)題
2.1 塵中軸承
塵中軸承即振打傳動(dòng)軸承，屬滑動(dòng)軸承，其材質(zhì)為鑄鐵，與振打軸之間接觸屬于干磨擦，這種結(jié)構(gòu)易積存粉塵，又有較大的摩擦力，容易發(fā)生卡軸現(xiàn)象;所以，振打軸及軸承極易磨損，致使陰極振打軸下沉，并造成電瓷轉(zhuǎn)軸碎裂等故障，從而導(dǎo)致陰極振打失靈，極板大量積灰，相應(yīng)電場(chǎng)被迫停止運(yùn)行，嚴(yán)重影響除塵效率。同時(shí)，該部件使用壽命短，更換頻繁，維護(hù)工作量大，影響電場(chǎng)安全運(yùn)行。
2.2 陰極線
陰極線采用RS型管形芒刺線，由于運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，該陰極線芒刺已經(jīng)變鈍，放電性能達(dá)不到使用要求，整根芒刺線腐蝕也比較嚴(yán)重，極易造成斷線及脫落等故障，使電場(chǎng)內(nèi)部發(fā)生短路或嚴(yán)重閃絡(luò)，進(jìn)而被迫停止該電場(chǎng)運(yùn)行，導(dǎo)致除塵效率下降。同時(shí)，該類型陰極線在放電過(guò)程中存在電流死區(qū)現(xiàn)象，這也限制了其性能的有效發(fā)揮。
2.3 振打砧
振打砧的主要作用是為陽(yáng)極板傳遞振打力，采用的是單孔結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)為鑄鐵。振打砧與兩塊下夾板之間通過(guò)螺栓連接固定，旋轉(zhuǎn)中的振打錘不斷擊打在振打砧上，振打力通過(guò)下夾板傳遞給陽(yáng)極板，進(jìn)而清除陽(yáng)極板上的積灰。實(shí)際運(yùn)行中振打砧常常發(fā)生與連接螺栓開焊現(xiàn)象，并發(fā)生脫落，從而使振打力異常衰減，影響除塵效率。
2.4 供電設(shè)備
供電設(shè)備采用的是單相工頻電源，此種裝置波形脈動(dòng)大，輸出平均電壓低，電暈功率低;功率因數(shù)小于或等于0.7，電能轉(zhuǎn)換效率小于或等于70%;不平衡供電。
2.5 電場(chǎng)
200MW機(jī)組電除塵器比集塵面積只有52.41m2，內(nèi)部空間狹窄，共有4個(gè)電場(chǎng)，每個(gè)電場(chǎng)除塵方式全部采用電除塵，除塵效果較差。這是影響除塵效率低的主要原因之一。
3 電除塵器技術(shù)改造方案
為了確保改造后電除塵器的除塵效率大于或等于99.9%，采集了電除塵器的飛灰樣本進(jìn)行了理化分析，并結(jié)合目前電除塵器的運(yùn)行參數(shù)以及電除塵器檢修狀況，提出如下方案:
3.1 陰極線改造 (200MW機(jī)組)
3.1.1 將1電場(chǎng)改為RSB芒刺線
RS管形芒刺線是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用*廣泛的極線，但該極線的線電流密度在極線中不算大，由于其圓管區(qū)域沒(méi)有放電尖端，不產(chǎn)生電暈放電，易形成電流死區(qū);而RSB管形芒刺線正好解決了電流死區(qū)問(wèn)題。在電場(chǎng)內(nèi)，當(dāng)芒刺線通上高壓直流電，在刺尖上能產(chǎn)生強(qiáng)烈的電暈放電，強(qiáng)烈的離子流能破壞負(fù)空間電場(chǎng)效應(yīng)，避免出現(xiàn)電暈閉塞;同時(shí)，強(qiáng)烈的離子流還能產(chǎn)生速度很快的電風(fēng)，電風(fēng)能促使帶電粉塵向陽(yáng)極板移動(dòng)，顯著加快粉塵的驅(qū)進(jìn)速度。
該極線的線電流密度比原極線大，從而提高了陽(yáng)極板的電流密度均勻性，在不改變?cè)瓨O間距情況下，配置該極線就能提高除塵效率。
3.1.2 電場(chǎng)陰極線加裝保護(hù)槽
原陰極線與陰極小框架連接只是靠螺栓連接，點(diǎn)焊后的螺栓一旦開焊，極易造成陰極線脫落。陰極線加裝的保護(hù)裝置即保護(hù)槽，如圖2所示。把保護(hù)槽焊接在陰極小框架上，把陰極線先插入槽內(nèi)，再與螺栓連接，即使螺栓脫落了，陰極線仍卡在槽內(nèi)，不會(huì)造成極線移位而造成短路。保護(hù)槽雖然簡(jiǎn)單，但發(fā)揮的作用非常明顯。
3.2 塵中軸承改造 (200MW機(jī)組)
把滑動(dòng)軸承改造為托滾式塵中軸承，這種結(jié)構(gòu)不易積存粉塵，又有較小的摩擦力，不易產(chǎn)生卡軸現(xiàn)象，使用壽命長(zhǎng)且運(yùn)行安全可靠。其壽命是普通鑄鐵滑動(dòng)軸承的5~6倍，這種結(jié)構(gòu)雖然較鑄鐵滑動(dòng)軸承復(fù)雜、價(jià)格稍高，但使用效果較好，是較理想的軸承。
3.3 振打砧改造 (200MW機(jī)組)
把原振打砧單孔改為雙孔，材質(zhì)更換為ZG35，這樣使振打砧既得到了加固，又增強(qiáng)了耐磨性，確保了陽(yáng)極板的振打傳遞效果，有利于提高除塵效率。
3.4 供電設(shè)備改造 (300MW機(jī)組)
對(duì)原型號(hào)為ZZDJ-1700MA/72KV-HW的供電設(shè)備進(jìn)行改造，1、2電場(chǎng)改為使用SIR4高頻電源，3、4電場(chǎng)改為使用EHC-11-M脈沖電源。
高頻電源適用于粉塵顆粒較大的電場(chǎng)，即前級(jí)電場(chǎng);脈沖電源適用于粉塵顆粒較小的電場(chǎng)，即末級(jí)電場(chǎng)。
3.5 電場(chǎng)改造 (200MW機(jī)組)
因受占地空間及電除塵器內(nèi)部狹窄限制，在電除塵器不能加高、加寬及加長(zhǎng)的情況下，把原電除塵器改為電袋式除塵器。原1電場(chǎng)保留不變，仍采用電除塵，2、3、4電場(chǎng)改為布袋除塵。每臺(tái)機(jī)組電場(chǎng)內(nèi)部配有布袋7488個(gè)。
4 應(yīng)用效果
1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)電除塵器改造工程于2003年至2017年分批次地實(shí)施完畢。全部改造工程經(jīng)過(guò)實(shí)際檢測(cè)和驗(yàn)證，取得了較好的效果。
4.1 塵中軸承及陰極線故障測(cè)試
根據(jù)塵中軸承及陰極線歷年來(lái)發(fā)生的故障次數(shù)繪制出統(tǒng)計(jì)圖。改造前后的塵中軸承及陰極線故障率如圖1、圖2所示。
圖1 塵中軸承故障率
由圖1可知，塵中軸承大修后運(yùn)行1年左右故障率就會(huì)逐漸升高，而改造后3臺(tái)電除塵器塵中軸承一直無(wú)故障發(fā)生，完全可穩(wěn)定運(yùn)行至少一個(gè)大修期。
圖2 陰極線故障率
由圖2可知，改造前陰極線發(fā)生故障的次數(shù)在逐年升高，改造后只有1號(hào)電除塵器在2005年發(fā)生過(guò)一次陰極線故障，在一個(gè)大修期內(nèi)大大降低了因陰極線脫落故障而導(dǎo)致短路的現(xiàn)象發(fā)生。
4.2 除塵效率及煙氣含塵濃度測(cè)試
在4臺(tái)電除塵器改造前，由諸暨電除塵器研究所對(duì)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)電除塵器進(jìn)行了除塵效率及煙氣含塵量測(cè)試。1號(hào)電除塵器效率為98.11%，出口含塵濃度為285.39mg/m3，2號(hào)電除塵器效率為99.10%，出口含塵濃度為107.99mg/m3，3號(hào)電除塵器效率為99.26%，出口含塵濃度為108.11mg/m3，4號(hào)電除塵器效率為99.55%，出口含塵濃度為50.10mg/m3。
2017年9月14—15日，由黑龍江省電力科學(xué)研究院分別對(duì)改造后的3臺(tái)電除塵器 (200 MW機(jī)組) 進(jìn)行了除塵效率及煙氣含塵量測(cè)試。1號(hào)電除塵器效率為99.92%，出口含塵濃度為26.21mg/m3，2號(hào)電除塵器效率為99.91%，出口含塵濃度為27.92mg/m3，3號(hào)電除塵器效率為99.90%，出口含塵濃度為28.15mg/m3;經(jīng)過(guò)脫硫塔后，*終排放的煙氣含塵量約為11mg/m3。
2018年5月29日，由現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，4號(hào)電除塵器出口含塵濃度為28.12mg/m3，經(jīng)過(guò)脫硫塔后，*終排放的煙氣含塵量為3.9 mg/m3。
1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)電除塵器均達(dá)到了改造要求指標(biāo)及國(guó)家目前要求煙氣出口含塵濃度低于30mg/m3以下的標(biāo)準(zhǔn)，并且源自4號(hào)電除塵器的煙氣經(jīng)過(guò)脫硫塔后，已經(jīng)達(dá)到了國(guó)家超低排放的標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)4臺(tái)電除塵器部件實(shí)施技術(shù)改造后，從測(cè)試及運(yùn)行情況看，陰、陽(yáng)極振打裝置未發(fā)生過(guò)卡軸現(xiàn)象;托滾式軸承磨損量小，運(yùn)行良好;陰極線放電性能高，很少發(fā)生脫落造成電場(chǎng)短路現(xiàn)象;設(shè)備運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性明顯提高，除塵效率大幅提升，節(jié)能效果顯著，達(dá)到了凈化煙氣的目的。
5 改造后的效益
1) 經(jīng)濟(jì)效益。每年可節(jié)省陰陽(yáng)極振打軸、絕緣瓷軸、鍋爐風(fēng)機(jī)葉輪等材料費(fèi)用約30.6萬(wàn)元，年可節(jié)約電費(fèi)152.64萬(wàn)元，共計(jì)183.24萬(wàn)元。
2) 環(huán)保效益。改造后的電除塵器不僅大大降低了設(shè)備的故障率，而且能夠?qū)崿F(xiàn)其優(yōu)化運(yùn)行，致使電除塵器電場(chǎng)投入率達(dá)100%，除塵效率超過(guò)99.9%，確保了煙氣排放含塵量低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，改善了油田環(huán)境，降低了排放物對(duì)大氣的污染。
6 結(jié)束語(yǔ)
對(duì)熱電一公司4臺(tái)機(jī)組電除塵器電場(chǎng)部件進(jìn)行技術(shù)改造是成功的，這既保證了設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性，又顯著提高了電除塵器的凈化性能，使電除塵器出口煙氣含塵濃度達(dá)到國(guó)家《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，其中4號(hào)電除塵器煙氣排放含塵量已經(jīng)達(dá)到了國(guó)家《大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》。
1) 此項(xiàng)技術(shù)改造工程具有推廣應(yīng)用價(jià)值，為其他電廠同類型電除塵器的電場(chǎng)部件改造提供了參考的樣本。
2) 經(jīng)濟(jì)效益明顯，為大慶油田熱電廠爭(zhēng)創(chuàng)東北地區(qū)一流企業(yè)創(chuàng)造了有利條件。
3) 有效地改善了油田自然環(huán)境，限制了污染物的排放，環(huán)保效益顯著。
本文發(fā)表于《石油石化節(jié)能 》作者簡(jiǎn)介： 李志才，從事電力系統(tǒng)電除塵器、脫硫運(yùn)維、泵類、閥門等其他設(shè)備檢修與研究工作。
河北威美環(huán)保設(shè)備科技有限公司
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