某發(fā)電廠設(shè)有3臺(tái)650MW燃煤發(fā)電機(jī)組，除塵方式采用靜電吸塵器，每臺(tái)爐設(shè)有2BE486/2-5雙室臥式吸塵器，采用頂部電磁振動(dòng)系統(tǒng)。該電動(dòng)吸塵器自投產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行正常，除塵效率達(dá)到設(shè)計(jì)值99.81%，出口煙塵排放濃度為60-80mg/nm3(設(shè)計(jì)值100mg/nm3)。

在鍋爐MBRC的情況下，單臺(tái)電動(dòng)吸塵器的日耗電量最高達(dá)到37000kWh，電動(dòng)吸塵器的用電率為0.35%。為了降低能源消耗，從2013年3月到2014年6月分別改造了3臺(tái)單元電吸塵器，主要改進(jìn)內(nèi)容是一、二電場(chǎng)從工頻電源改為高頻電源，三、四、五電場(chǎng)控制柜部件的更換和控制軟件的優(yōu)化處理，原電磁振動(dòng)系統(tǒng)不變。

通過(guò)上述改造，單臺(tái)吸塵器的日用電量從原來(lái)的37000kWh下降到22000kWh，吸塵器廠的用電量從0.3%下降到0.2%，能源消耗指標(biāo)下降到30%以上的吸塵器出口煙塵濃度從60~80mg/nm3下降到25~30mg/nm3，下降到50%以上，達(dá)到了預(yù)期的改造效果。

1存在的問(wèn)題

1.1電場(chǎng)內(nèi)部積灰導(dǎo)致跳閘

該電廠的入爐煤大多為本地劣質(zhì)無(wú)煙煤，灰份在40%以上(設(shè)計(jì)值38%)，粉塵比電阻最高可達(dá)到9.56×1012Ω˙cm。高比電阻粉塵難以捕集，粉塵附著性高，在電場(chǎng)內(nèi)部形成反電暈等不良影響。隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，電場(chǎng)內(nèi)部積灰逐漸增加，極度間隔減少。一、二電場(chǎng)從工頻電源變?yōu)楦哳l電源后，運(yùn)行中捕集的高比電阻粉塵多，因此一、二電場(chǎng)極板、極線積灰增多，頻繁引起電場(chǎng)過(guò)流保護(hù)跳閘。

1.2不符合國(guó)家新排放標(biāo)準(zhǔn)

2014年7月，隨著環(huán)境保護(hù)排放新標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，必須進(jìn)一步優(yōu)化電動(dòng)吸塵器的運(yùn)行，將出口煙塵濃度控制在20mg/nm3以下，電動(dòng)吸塵器力控制在0.18%以下。

2優(yōu)化措施

2.1優(yōu)化電磁振動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行

電吸塵器的除塵效率主要取決于電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，電場(chǎng)強(qiáng)度與電極之間的電暈電壓和電流有關(guān)，電暈電壓和電暈電流之間的關(guān)系稱為伏安特性

電動(dòng)吸塵器改造完成后，對(duì)各電場(chǎng)進(jìn)行空載試驗(yàn)，繪制冷態(tài)伏安特性曲線，比較廠家提供的曲線數(shù)據(jù)，為改造工程的檢查提供依據(jù)，確保電動(dòng)吸塵器的良好初期狀態(tài)。

在圖1中，伏安特性曲線向右移動(dòng)，即在同一電壓下，電暈電流比較平均減少，一般是由于放電不良引起的，也就是說(shuō)，電場(chǎng)內(nèi)部積灰較多，電暈關(guān)閉。圖2中，電場(chǎng)伏安特性曲線向右旋轉(zhuǎn)，在同一電壓下，電暈電流大幅下降，據(jù)此分析，電場(chǎng)內(nèi)部發(fā)生了反電暈現(xiàn)象。電暈關(guān)閉和反電暈的發(fā)生，根本原因是高于電阻粉塵，陽(yáng)極板和陰極線灰塵過(guò)多。為了消除這個(gè)問(wèn)題，必須從振動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始。

首先分析了電磁振動(dòng)系統(tǒng)的接線原理，如圖3所示。振動(dòng)器連接成矩陣形式(各室振動(dòng)器形成矩陣)，隨時(shí)只允許矩陣中一個(gè)振動(dòng)器運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，振動(dòng)器的內(nèi)部高度是固定的，為了加強(qiáng)振動(dòng)，只能通過(guò)加強(qiáng)振動(dòng)頻率、調(diào)整振動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2013年6月底，該發(fā)電廠2號(hào)機(jī)組電動(dòng)吸塵器高頻改造完成，進(jìn)入168小時(shí)試運(yùn)行。試運(yùn)行初期，電動(dòng)吸塵器出口煙霧濃度從60~80mg/nm3下降到28mg/nm3，達(dá)到了改造技術(shù)協(xié)議的要求。隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，一、二電場(chǎng)(高頻電源)頻繁發(fā)生二次電流歸零，電場(chǎng)跳閘故障，吸塵器出口煙塵濃度上升到30mg/nm3以上。為了解決電場(chǎng)跳閘的問(wèn)題，對(duì)2號(hào)機(jī)組的電動(dòng)吸塵器進(jìn)行24小時(shí)跟蹤，復(fù)印數(shù)據(jù)，繪制熱狀態(tài)伏安特性曲線，電場(chǎng)跳閘前的2種伏安特性曲線如圖1和圖2所示。

圖2伏安特性曲線向右旋轉(zhuǎn)

在圖1中，伏安特性曲線向右移動(dòng)，即在同一電壓下，電暈電流平均減少，這一般是由于放電不良引起的，也就是說(shuō)，電場(chǎng)內(nèi)部積灰多，電暈關(guān)閉。圖2中，電場(chǎng)伏安特性曲線向右旋轉(zhuǎn)，在同一電壓下，電暈電流大幅下降，據(jù)此分析，電場(chǎng)內(nèi)部發(fā)生了反電暈現(xiàn)象。電暈關(guān)閉和反電暈的發(fā)生，根本原因是高于電阻粉塵，陽(yáng)極板和陰極線灰塵過(guò)多。為了消除這個(gè)問(wèn)題，必須從振動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始。

首先分析了電磁振動(dòng)系統(tǒng)的接線原理，如圖3所示。振動(dòng)器連接成矩陣形式(各室振動(dòng)器形成矩陣)，隨時(shí)只允許矩陣中一個(gè)振動(dòng)器運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，由于振打器的內(nèi)部高度是固定的，因此，要加強(qiáng)振打，只能采取加強(qiáng)振打頻率、調(diào)整振打運(yùn)行方式的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖3電磁振打系統(tǒng)接線原理

1)減少振打器的間隔時(shí)間以加強(qiáng)振打頻率，由原設(shè)的1s降低至0.5s。這樣，在同一時(shí)間內(nèi)，各振動(dòng)器的振動(dòng)次數(shù)翻了一番，振動(dòng)強(qiáng)度提高了。

2)調(diào)整振動(dòng)運(yùn)行方式，在電場(chǎng)工作狀態(tài)下，由于靜電的作用，極板、極線上的粉塵附著性能強(qiáng)，難以完全振動(dòng)。為了降低粉塵的吸附力，在制造商提供的控制軟件中，嵌入了斷電振動(dòng)邏輯，即在同一個(gè)電場(chǎng)中，如果振動(dòng)器進(jìn)入振動(dòng)狀態(tài)，則停止向電場(chǎng)供電或降低二次電壓。斷電振打可以緩解粉塵的沉積，但沒(méi)有徹底改變電場(chǎng)灰塵的跳閘故障。

為此，對(duì)斷電振動(dòng)邏輯進(jìn)行了二次加強(qiáng)，高頻電場(chǎng)每隔45分鐘停運(yùn)10分鐘(時(shí)間可調(diào)整)依次循環(huán)。電場(chǎng)停運(yùn)后，靜電作用引起的粉塵粘附能力明顯降低，振動(dòng)效果大大加強(qiáng)，完全避免了電場(chǎng)內(nèi)部積灰引起的二次電流逐漸降低的問(wèn)題，電場(chǎng)的力量始終保持在最佳狀態(tài)。

3)采用矩陣與組組相結(jié)合的振動(dòng)方式，以矩陣方式為主，每天將中班調(diào)到組組方式運(yùn)行30min。這樣，在矩陣下發(fā)揮快速振動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，充分振動(dòng)陰極框架，清灰效果好。

電磁振動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行后，電場(chǎng)內(nèi)部幾乎沒(méi)有積灰現(xiàn)象，在2號(hào)單元的優(yōu)化運(yùn)行前后，拍攝了陽(yáng)極板上積灰的情況并存檔。

2.2調(diào)整電場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)

電動(dòng)吸塵器改造完成后，在試運(yùn)行中，為了保證煙塵排放符合標(biāo)準(zhǔn)，采用電場(chǎng)高參數(shù)運(yùn)行，電場(chǎng)電流極限在80%以上運(yùn)行，但從脫硫入口CEMS表返回的數(shù)據(jù)來(lái)看，高電場(chǎng)參數(shù)沒(méi)有帶來(lái)最低排放效果。

同時(shí)，由于電場(chǎng)運(yùn)行電流大，能耗也逐漸提高。為了找到除塵效率和節(jié)能的最佳結(jié)合點(diǎn)，進(jìn)行大量試驗(yàn)。首先，在鍋爐爐各負(fù)荷點(diǎn)下，不同電流極限時(shí)脫硫入口原煙塵、脫硫出口凈煙塵及煙囪凈煙塵數(shù)據(jù)，以鍋爐負(fù)荷600MW時(shí)的電場(chǎng)參數(shù)和排煙數(shù)據(jù)為例，見(jiàn)表1。

表1鍋爐最大負(fù)荷情況下煙塵排放、消耗對(duì)比

表1顯示，電場(chǎng)運(yùn)行二次電壓30~40kV二次電流260~400mA時(shí)，吸塵器出口煙塵排放最低，能源消耗最小。為了驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們將電場(chǎng)運(yùn)行二次壓力統(tǒng)一調(diào)整為35kV，二次電流為300mA，順利通過(guò)湖南省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站對(duì)該電廠吸塵器改造項(xiàng)目的檢查測(cè)試，三臺(tái)電吸塵器出口煙塵濃度的實(shí)測(cè)值均在12mg/Nm3以下，優(yōu)化運(yùn)行前降低16.5mg/Nm3，根據(jù)煙霧量180000000Nm3/h計(jì)算，每天可減少煙塵排放712kg，詳細(xì)測(cè)試數(shù)據(jù)表2。

表2電動(dòng)吸塵器的煙塵排放與除塵效率的比較

電場(chǎng)參數(shù)比以前明顯下降，因此消耗電力大幅下降，表3是電動(dòng)吸塵器改造前、后電力數(shù)據(jù)的比較。表3顯示，電動(dòng)吸塵器進(jìn)行高頻改造，優(yōu)化運(yùn)行后，平均日消耗電力減少10487kWh，電動(dòng)吸塵器廠的電力減少了45%。

表3優(yōu)化運(yùn)行前，后電吸塵器的消耗電力比較

3利益分析

該發(fā)電站1號(hào)單元電吸塵器自2014年6月改造完成，至當(dāng)年10月，共優(yōu)化運(yùn)行952h，節(jié)電415700kwh，減少煙塵排放總量28242kg

2號(hào)單元電吸塵器自2013年7月改造完成，2014年1月至10月，優(yōu)化運(yùn)行2157小時(shí)，節(jié)電792700kwh，減少煙塵排放總量6391kg

3號(hào)單元電吸塵器自2013月改造完成，50005月至5月

按單元年平均利用小時(shí)5000小時(shí)計(jì)算，單元年減少除塵廠用電量2180000kWh減少粉塵排放148t，大幅減輕環(huán)境污染，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。