2018对于托克托发电公司电除尘除尘效率的分析研究
电除尘器是火力发电厂必备的配套设备，它的功能是将燃灶或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，这是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。它的工作原理是烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。由于火电厂一般机组功率较大，如60万千瓦机组，每小时燃煤量达180T左右，其烟尘量可想而知。因此对应的电除尘器结构也较为庞大。一般火电厂使用的电除尘器主体结构横截面尺寸约为25~4010～15m，如果在加上6米的灰斗高度，以及烟质运输空间高度，整个电除尘器高度均在35米以上，对于这样的庞大的钢结构主体，不仅需要考虑自主、烟尘荷载、风荷载，地震荷载作用下的静、动力分析。同时，还须考虑结构的稳定性。摘要：由于我国绿色环保政策越来越严格，电除尘器因其自身具备的低阻力、处置量高、低能耗、强适应性以及高除尘效率的优点，在火电中获得了非常广泛的应用。本文以内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司为例，简要分析了电除尘除尘效率，力求为今后的相关工作提供可靠的参照。
关键词：电除尘 发电厂 效率
电除尘器属于一类长时间连续运行的烟气净化装置，需尽可能确保其可以稳定高效的运行。随着国家有关加大火电等重点行业环保升级改造要求及各省市纷纷出台政策，电厂面临的环保形势日益严峻。内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司采用的是浙江菲达公司生产的卧式电除尘器，基于实际运行情况，为了提升操作人员专业水平，找出完善的管理体系以提升电除尘除尘效率，保证电除尘器稳定高效运行，获得最好的除尘效率有很大的环保意义。
一、导致电除尘除尘效率下降的因素
1、烟气性质
烟气性质对电除尘除尘效率的影响非常严重，包含了烟气温度和压力、烟气湿度、粉尘比电阻以及烟尘浓度方面的影响。以下将对其进行具体的分析。
1.1烟气温度与压力产生的影响
烟气温度与压力对电晕初始电压，起晕的时候电晕极表面场强、周围空间电荷密度与分子离子有效迁移率均有影响。烟气温度与压力对电除尘除尘效率的影响能够借助烟气密度的改变进行探究。根据内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司实际来看，600MW机组锅炉烟气温度大约130摄氏度，可以达到电除尘最合理的工作温度，对提升除尘效率有利。
1.2烟气湿度产生的影响
因煤炭含有水分，煤炭的氢成分燃烧也产生水分，空气同样含水，所以，燃烧排放的烟气均有水分，有利于电除尘器正常工作。通常烟气含水分更高，除尘效率更高。若烟气含水太高，尽管对电除尘成效没有不良影响，可如果电除尘器保温不良，烟气温度则会处在露点，则导致其电极系统和外壳遭到腐蚀，若其中含有三氧化硫，问题则会更加严重，尤其是内蒙古的冬季比较严寒，电除尘保温及密封不好，也会造成电除尘器瓷轴爬电，影响电除尘器安全稳定运行。托克托发电公司1号机组新增一套DSI碱化剂系统，DSI碱化剂喷射到空预器前，利用氢氧化钙和烟气中的三氧化硫反应产生硫酸钙，避免SCR脱销系统氨逃逸生成的硫酸氢氨堵塞空预器，但其产生的额硫酸钙和亚硫酸钙，在水中会出现饱和析出，产生高粘附性的水垢，粘在电除尘器内壁，很难进行清理，对电除尘器的运行产生不良影响，降低了除尘效率。
1.3.粉尘比电阻产生的影响
其对电除尘除尘效率的影响通常表现在如下两点：第一，板式电除尘器方面，其电晕电流需经过极板粉尘层传输到收尘极板。如果粉尘比电阻值高于临界值，那么电晕电流经过粉尘层则会遭到影响，就会对粉尘粒子荷电量、粒子荷电率以及场强产生影响，如果没能应用合理有效的应对方案，就会造成电除尘除尘效率降低;第二，因粉尘高比电阻对粉尘粘附力存在很大影响，极易导致粉尘粘附力提升，所以，清理电极端粉尘需提升振打力，导致二次飞扬情况更严重，同时因为极板和极线上附着大量粉尘，在一定程度上会造成电晕线放电不良，进一步降低了电除尘除尘效率。第三，因粉尘的比电阻高，大量的与极板带电电性相反粉尘聚集在极板上，会产生一个反向电压，抵消极线产生的电晕电压，使电除尘器实际出力降低。
托克托发电公司1号机组投运碱化剂喷射系统后，因钙离子的加入，粉尘比电阻变大，据相关论文论证，锅炉喷钙系统能使电除尘比电阻由1010-1012增大到1014-1016，而事实证明，当此碱化剂喷射系统投运后，1号机组电除尘出口粉尘浓度由20-30mg/m3上涨至40-50mg/m3，停运此系统后，粉尘指标恢复正常。可见粉尘比电阻对电除尘效率影响巨大。
1.4烟尘浓度产生的影响
托克托发电公司使用的燃煤灰分在27%-31%，根据锅炉总烟气量计算，电除尘器入口粉尘浓度在设计值范围内，电除尘的设计效率值是99.76-99.90%，电除尘出口烟尘浓度基本能控制在30mg/m3以下。但如果烟气含尘量超出设备本身的设计处理量，必然会造成电除尘效率下降。
2、烟气流速产生的影响
电除尘器正常工作阶段，电场的风速不可太高，以免产生不良影响。由于粉尘在电场荷电之后沉淀到收尘板上需不少时间，若电场存在太高的风速，一方面增大了电除尘器对核电粉尘的捕捉难度，另一方面也容易使沉积到极板上的粉尘再次被气流带走，形成粉尘二次飞扬，尤其电极振打过程中更易造成此类问题，严重降低了电除尘除尘效率。根据托克托发电公司运行生产中的实际发现，电除尘器前的气流分布板作用很明显，托克托发电公司7号机组电除尘器在2013年出现电除尘出口粉尘浓度偏高、除尘效率下降问题，随后在机组小修时发现电除尘入口的气流均布板有脱落现象，造成进入电除尘器内的烟气局部气流过快，气流分布不均，使除尘效率下降。针对此现象，我们要求在机组停备或检修期间，必须将电除尘器内部检查工作和进口烟道检修工作同步进行。通过近两年的工作，托电公司再也未发生过因气流均布板问题造成的除尘效率下降问题。
3、电除尘器技术方面产生的影响
电除尘技术方面的影响包含了极间距、漏风率、振打力和振打模式几种。
3.1极间距产生的影响
相关研究和实践表明，一定范围之中，同一体积的电除尘器应用高于300毫米的极间距能够取得和300毫米极间距一样甚至更高的除尘成效，其就表示一定范围之中，粉尘离子的驱进速率和极间距成正比例关系。其是由于极间距的提高，放电极形成电晕电流于极板的散布也会变得更加均衡，就是说极板周围场强散布也会更加均衡，有效发挥了总体极板表面的集尘能力，且提升了有效驱进速率。
3.2漏风率产生的影响
装置进行加装或者进行检修的过程中，若外壳气密性较差，装置的漏风率则会提升，其一方面提升的烟气量，另一方面进入壳内的低温空气会导致漏风部位结露，对装置形成腐蚀。若极板与极线周围发生漏风，受热胀冷缩影响会造成极板和极线形变，对极间距产生影响，进而导致电除尘除尘效率降低，我厂在检修期间将电除尘本体各密封圈、密封环作为必须的检修项目，并且风压实验合格方可验收。
3.3振打力和振打模式产生的影响
振打锤和摇臂规格决定了加装效果，因加装阶段在冷态条件下开展，但工作阶段，烟气温度通常保持在大约140摄氏度。因此，进行加装和检修的时候，需充分考量热膨胀补偿，进而确保在工作阶段，振打锤击打到砧子中央位置，这就需要我们在电除尘检修后必须加强验收管理环节。
二、提升电除尘除尘效率的方式
1、强化除尘器技术监管
电除尘器进行大修之后，需对其性能进行验收，若不符合标准规定，不可投入使用。电除尘器投入运行后，通过热态调节设立的工况条件在科学运行的前提下，基于现实中应用的煤炭类型、锅炉负荷、燃烧状况、飞灰以及粉尘状况进行调节。此类调节包含控制柜运行模式、火花频率、电压调节，来保证运行中的电除尘器高效稳定。
2、强化运行阶段电除尘器火花频率、粉尘的比电阻和除灰体系的监管工作
电除尘器运行的过程中，需定时检测粉尘的比电阻值。分析与消除粉尘的高比电阻对除尘器产生的不良影响。需切实消除粉尘的高比电阻导致的反电晕问题，减少粉尘层电晕电流。由于粉尘层临界击穿电场强度值通常为5-20千伏/厘米，且难以有效进行控制，需保证粉尘层不会出现反电晕问题，除非减少电晕电流的密度或者粉尘的比电阻。可一般的电除尘器若要减少电晕电流密度，需一同减少收尘区的场强，进而降低了除尘效率。所以，若要保证粉尘层不会发生反电晕情况，通常减少粉尘比电阻。电除尘器运行阶段，需定时检测粉尘比电阻值，进而提供电气调节凭据与煤炭配比调节参照，进而优化粉尘的比电阻。若出现粉尘高比阻，需针对气体实行调质。我厂采用烟气增加三氧化硫的烟气调质系统对粉尘比电阻的调节，因此，烟气调质系统必须保证可靠运行。此外，需强化除灰体系的监管工作。电除尘器除灰体系的大灰斗和落灰管需严格进行保温，防止结露导致粘灰问题，避免出现灰斗棚灰和满灰现象，保证电除尘器安全运行。
3、优化电除尘运行模式和振打模式
在电除尘器实际运行中，不可避免的会出现因火花放电等原因造成的二次电压升不起来，电场的二次电压降低，直接会影响整个整流变的输出功率降低，从而影响电除尘器的除尘效率，因此在运行过程中，需要运行人员加强电除尘器运行参数的变化，出现异常时需要对相应电场做降压或者停运振打。另外我们厂根据实际，还做了一套负荷控制程序，电除尘器能根据负荷变化进行自动调整，节能的同时还能提高振打效果，从而保证电除尘的长期稳定运行。
4、提升振打系统的安全性
需减少振打轴同心度精准性的标准，降低其对基座的依赖性。因此，需将轴系中刚性长轴分成若干个活节轴，各轴单元安装2个支座，首先，是限位轴承座，轴向均应用可移动式浮动联轴器;其次，强化基座刚度，保证其形变与位移保持在对轴正常转动没有影响;最后，选择轴系元器件的结构模式，优化振打控制设备与检测设备，运用高品质的成套产品，提升振打成效，提升除尘器的使用年限和除尘效率。
5、减少粉尘中含碳量
为减少粉尘中的含碳量，需优化煤炭的燃烧状况，并合理提升过剩空气量。针对各锅炉与煤炭种类，均需借助相关试验得到最合理的出口氧量值，且以此为调节燃烧的参照。过道里空气量不可过多，如果过多，就会导致烟气量提升，降低电除尘器除尘效率。
三、总结
综上所述，提升电除尘除尘效率属于一类系统性的工作，要各方面紧密合作。由于环保方面的规定越来越严格，对电除尘器设定了更高的标准，此后的除尘工作难免发生别的问题，因此，需确保电除尘器可以稳定高效的运行，明确对电除尘除尘效率产生的影响的因素，并采用合理的应对方案，最终提升电除尘除尘效率。
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