蜂窝式导电玻璃钢湿式电除尘器的维护.pdf

运行与维护 Running and Maintenance 2023.8 今日制造与升级 1190 引言目前对于燃煤电厂，有效降低粉尘浓度是节能减排的重要指标之一。新的除尘电价指标规定的燃煤电厂烟尘超低排放浓度限制已降低到5mg/m3。湿式电除尘器是用于脱除湿烟气中的气溶胶、尘、雾、滴液及 PM2.5等杂质的静电除尘设备。湿式除尘器发生故障不仅会影响燃煤电厂烟尘超低排放，处理不当甚至还会造成更大的设备事故1。1 蜂窝式导电玻璃钢湿式电除尘器的组成1.1 湿式电除尘器本体湿式电除尘器主要由壳体、阴极系统、阳极模块、绝缘箱、供电电源和冲洗系统组成。除尘器本体支撑采用钢结构框架形式，内部支撑梁等均采用碳钢衬玻璃鳞片防腐。壳体采用自带保温功能的玻璃钢壁板，本体内部阴极系统采用全钛合金材料，上下部框架、大梁及小梁均采用刚性结构，材料为钛合金，采用导电玻璃钢作为阳极。本体部分自上而下为进口段、直筒段、集液槽和出口连接段。正常运行时，烟气自脱硫吸收塔出口经导流板、气流均布板后，再经均布整流格栅，气流自上而下流经直筒段（阳极模块），有效去除烟尘及水雾。烟气从本体出口连接段进入烟道，收集下来的烟尘及废液直接通过管道排入脱硫地坑。在进、出口烟道和壳体上安装有温度测点、压力测点以及性能实验检测孔，同时为了便于检修，在本体及烟道上安装了人孔、观察孔、爬梯及检修平台等辅助设施。1.2 阳极部分阳极部分主要由阳极模块和大、小支撑梁组成。阳极采用了蜂窝状六边形管式导电玻璃钢，阳极管内径为330mm，厚度为6mm。导电玻璃钢阳极模块具有耐腐蚀、重量轻、导电性能好、抗氧化性好等突出特点。阳极支撑结构包括上下部支撑梁，均与本体相连接。1.3 阴极部分阴极部分主要由阴极线、上下部框架、悬吊装置、绝缘保温箱等组成。阴极线采用全钛合金材料制作，可在湿烟气环境长期工作。阴极线固定在上下阴极框架上的吊挂装置上，框架通过设置于湿式电除尘器外部的绝缘箱保温支撑。绝缘保温箱内吊杆采用绝缘瓷瓶支撑，绝缘保温箱内配有电加热装置，以保证阴极和阳极之间时刻保持干燥绝缘状态。1.4 冲洗系统湿式电除尘器内部安装了冲洗装置，冲洗水来自脱硫工艺水，冲洗装置安装2台冲洗水泵，一运一备。通过大量流水来冲洗阳极模块、阴极线、均布板、整流格栅的积垢。每个电场的冲洗管道分别安装了电动阀，可在开机前、停机后以及正常运行时的根据需要进行定期冲洗。正常工况下每个电场应每24h 冲洗一次，每次冲洗时间为2 3min。1.5 供电电源湿式电除尘器以电场为单元进行供电。高频电源针对湿式电除尘器电晕电压高、电流大的特点，专门设计。高频电源具有高效、节能、稳定、可靠的优点，能保证最高电场效率所需的电压与电流。通过数字化控制方式可以保证即启即停，并在任意击穿电压下稳定运行。1.6 绝缘保温箱湿式电除尘器每个电场设置了绝缘保温箱。绝缘保温箱内吊杆采用绝缘瓷瓶支撑，绝缘保温箱内配有电加热装置，确保其内部温度维持在90 120，以保证阴极和阳极之间时刻保持干燥绝缘状态，每个绝缘保温箱安装有1个温度测点。摘要湿式电除尘器是目前燃煤火力发电厂超低排放的关键设备，在全国大型燃煤电厂运用较为广泛。文章主要介绍蜂窝式导电玻璃钢湿式电除尘器的组成、导电玻璃钢的特点及运行过程中常见故障，重点分析湿式电除尘器发生故障的原因、处理方法和维护管理措施。关键词超低排放；湿式电除尘器；故障分析；防范措施中图分类号X773 文献标志码A蜂窝式导电玻璃钢湿式电除尘器的维护眭华军（国能江苏电力工程技术有限公司，江苏镇江212006）运行与维护 Running and Maintenance 120 今日制造与升级 2023.82 湿式电除尘器主要特点（1）阳极模块采用了导电玻璃钢为主要制作材料，壳体和支撑梁等采用了碳钢衬玻璃鳞片，在化工制酸行业拥有大量的长期运行经验，防腐性能可靠。（2）湿式电除尘器能够去除其他除尘器难以去除的微细尘粒，有着优异的收尘性能、无二次扬尘，能够有效去除石膏雨液滴、SO3微液滴等。（3）在脱硫塔出口烟尘排放浓度30mg/Nm3条件下，湿式电除尘器出口烟尘排放浓度小于5mg/Nm3。由于没有阴、阳极振打装置，不会产生二次扬尘，确保了出口粉尘达标。（4）液滴排放浓度20mg/Nm3，明显降低了烟气中的水雾含量，可以有效缓解烟囱的“白烟”现象。（5）导电玻璃钢为整体式模块化，阳极组件采用工厂成型，有利于保证安装精度，安装简便。3 湿式电除尘器常见故障分析及防范措施3.1 阳极管组内部结垢阳极管组内部积垢如图1所示。（a）视角1（b）视角2图1 阳极管组内部积垢3.1.1 原因分析（1）吸收塔除雾器堵塞。除雾器压差在高负荷时可达600Pa，净烟气中带浆量大，使得大量浆液吸附在阳极管组表面，易造成除雾器堵塞。（2）冲洗水喷嘴堵塞脱落，造成除雾器堵塞现象。（3）冲洗水阀门故障，引起冲洗水压力偏低，无法有效冲洗积垢。（4）气流均布板发生变形、撕裂，导流板脱落、断裂，引起除雾器堵塞。3.1.2 防范措施（1）通过大量流水冲洗或人工清除阳极管组表面结垢。（2）确保除雾器在高负荷时运行压差正常，减少净烟气带浆量。（3）确保冲洗水管、阀门、喷嘴完好，选用不易堵塞的实心锥喷嘴。（4）确保气流均布板完好，无脱落、变形现象。3.2 阴极线弯曲变形、异极距变小阴极线脱落情况如图2所示。图2 阴极线脱落情况3.2.1 原因分析（1）固定阴极线的螺栓螺母在长期运行中松动。（2）阴极线（螺旋线）在安装过程中因安装不当或拉伸过长，使阴极线的张紧力减小。（3）阴极线存在安装缺陷。3.2.2 防范措施（1）在检修时全面仔细检查阴极线的固定情况，对脱落、断落的阴极线因予以更换。（2）检查松动的阴极线，可先通过轻微晃动每一排阴极小框架，听其撞击声音、看其摆动程度，找出松动的极线。（3）提高阴极线的安装质量，安装螺母后将螺栓紧固后再点焊处理，防止螺母脱落造成阴极线松动。（4）加强阴极线的安装与检修质量验收。3.3 导流板堵塞导流板堵塞如图3所示。图3 导流板堵塞情况3.3.1 原因分析（1）净烟气中带浆量大，使得大量浆液吸附在导流板上。（2）导流板上部缺少冲洗与喷淋装置。（3）气流均布板变形，净烟气形成旋涡，引起导流板运行与维护 Running and Maintenance 2023.8 今日制造与升级 121堵塞。3.3.2 防范措施（1）确保吸收塔除雾器运行正常，保证除雾器压差，减少净烟气带浆量。（2）在导流板上部加装冲洗与喷淋装置，定期对导流板进行水冲洗。（3）确保气流均布板装置完好，无脱落、变形现象。3.4 湿式电除尘器本体、阳极管组渗漏阳极管组破损渗漏如图4所示。（a）视角1（b）视角2图4 阳极管组破损渗漏情况3.4.1 原因分析（1）阳极模块管组之间由于外力的作用使得管组之间连接处破损，造成阳极模块内部阳极管结合处内漏。（2）制作模块树脂中添加有石墨粉，部分石墨粉与树脂混合不均匀会引起玻璃钢脱层，形成空隙，导致模块自身渗漏。3.4.2 防范措施（1）安装、检修过程中加强对阳极模块管组的保护，防止损坏阳极模块。（2）确保防腐施工质量，找准模块上的渗漏点，将作业面打磨粗糙，用湿抹布（用丙酮或者甲缩醛）清理干净并风干。先用调配好的树脂胶泥密封渗漏点（固化打磨后再进行下步），然后用调配好的树脂充分浸润操作面，并用两层短切毡覆盖，再涂刷树脂。4 湿式除尘器运行维护管理措施4.1电启动准备（1）机组点火前8h投入湿式电除尘器密封风加热系统，密封风温度在65以上，密封风压力大于3000Pa。（2）测量高频电源高压侧对地绝缘应100M（2500V）。阴极绝缘测试和阳极接地测试，阴极绝缘电阻值应500M（2500V），阳极接地电阻应2。（3）阴极绝缘试验结果为接地时，必须进行检查，排除接地点后重新测试绝缘直至试验无接地现象。（4）启动冲洗水泵，分别对每个电场进行水冲洗3min。电场水冲洗结束后，再次测量阴极绝缘电阻值应大于500M（2500V）。（5）各高频电源送电，检查高频电源柜控制器工作正常，上位机各高频电源状态显示正常。（6）电源短路试验合格（机组大小修后试验）。（7）湿式电除尘器底部收集液至吸收塔排水正常，无堵塞现象。4.2 运行故障处理（1）运行中二次电压和二次电流参数波动幅度超过20%时，立即停用相应高频电源，必须待冲洗结束等待5min 后手动重启高频电源。重启后如果二次电压和二次电流参数波动幅度超过10%，该电场单元应退出运行，待故障排查后方可恢复运行。（2）对电场闪络进行实时监控，当某一电场闪络达到15次/min 时，必须降压运行直至电场闪络降至10次/min以下；电场闪络达20次/min 时，应立即停用相应高频电源，冲洗后降压投运高频电源进行观察，若运行1h未出现闪络，恢复正常运行。二次电压持续30s 低于15kV 时，立即停用相应高频电源，必须待冲洗结束等待5min 后手动重启该高频电源。重启后如果二次电压仍持续30s 低于15kV，该电场单元退出运行，待故障排查后恢复运行。（3）短路保护动作时，必须待冲洗结束等待5min 后手动重启该高频电源，重启后如果二次电压持续30s 低于15kV，该电场单元退出运行，待故障排查后恢复运行。（4）运行中二次电压和二次电流出现“大电流、小电压”现象，立即停用相应高频电源，必须待冲洗结束等待5min后手动重启该高频电源。重启后如果仍出现“大电流、小电压”现象，该电场单元退出运行，待故障排查后恢复运行。4.3防火措施蜂窝式导电玻璃钢湿式电除尘器与传统的静电除尘器相比，由于构件材料的特点，存在较大的火灾隐患，因此湿式除尘器必须做好相关的防火措施2。（1）湿式除尘器本体四周应当配备合格的消防设施，灭火范围应覆盖最顶层平台设备。同时安装消防事故按钮，在紧急情况下便于运行值班人员迅速启动保护程序，自动停运所有高压电源并启动事故喷淋系统，防止发生重大火灾事故。（2）为防止阴极构件对壳体、梁柱、导流装置、水管等零电位部件放电，阴极构件与其安全距离不得低于异极距的1.3倍。阴极构件不得有毛刺或小于 R5的尖角。运行与维护 Running and Maintenance 122 今日制造与升级 2023.8随着国内煤炭市场的变化，贫煤的价格相对于烟煤已无优势。2021年10月，国家发展改革委、国家能源局-发改运行 2021关于开展全国煤电机组改造升级的通知中提出燃煤机组“三改联动”行动1-5。燃用低挥发份煤质的 W 火焰锅炉实际运行过程中效率较低，低负荷下供热能力不足，深度调峰负荷较高。为在日益激烈的发电市场竞争中保持良好的发展优势，燃用低挥发份煤质的发电机组需要适应市场需求，大比例甚至全燃烟煤6-8。W 火焰锅炉为燃用无烟煤，其煤粉细度要求较高，其设计的制粉系统一般为双进双出钢球磨，钢球磨在磨制高挥发烟煤时，容易发生爆燃事故，特别是在启停磨时。针对钢球磨爆燃问题，国内外学者做了很多研究。赵永国9等针对某330MW 机组双进双出钢球磨煤机制粉系统爆燃事故，根据事故现象分析了爆燃原因，提出了控制煤粉细度、防止摘要某台350MW W 火焰锅炉计划将燃用煤质由无烟煤换成神华烟煤，现有制粉系统磨制烟煤时存在出力不足、爆燃等问题。基于此文章从安全性、技术先进性及经济性方面分析了不同技改方案。对比改造方案的安全性及技术先进性，方案一不能满足制粉系统安全高效燃用神华烟煤的需求；对比改造方案的经济性，方案三经济性较优，推荐改造方案三作为本次制粉系统优化改造方案；改造后磨煤机耗电率大幅度下降，节能效果显著。关键词W 火焰锅炉；制粉系统；钢球磨；中速磨；耗电率中图分类号TM621.2 文献标志码A全燃烟煤的W火焰锅炉制粉系统改造赖金平（国能南京电力试验研究有限公司，江苏南京210023）（3）确保冲洗水源压力稳定，保证随时能够投运喷淋。喷嘴高度宜距阳极顶面1.0 2.0m，阳极表面的喷淋覆盖率不低于200%。选用不易堵塞的实心锥喷嘴。（4）由于壳体用玻璃涂层鳞片进行内衬，应采取高性能韧性阻燃玻璃鳞片涂层，或采取物理措施防止鳞片涂层脱落。（5）湿式电除尘器进出口烟气温度超过65时，应立即停运高压电源并启动喷淋系统。（6）电源须有可靠的保护措施，当二次电压持续30s低于15kV，且二次电流大于额定容量的15%时，切断电源的二次输出。（7）电场喷淋结束到空升带电结束时间应控制30min内，严禁超时。两次空升间隔时间必须在60min 以上。电源投运后观察电场有无闪络放电，如有闪络，应停止升压查明原因消除隐患后方可继续升压。升压操作的二次电流增加幅度不高于200mA。（8）湿式电除尘器投运前必须做短路试验，试验合格方可投运。不得用空升试验的方法代替短路试验。严禁用空升试验的方法消除设备缺陷，严禁长时间空载运行。5 结束语近年来，国家对燃煤电厂超低排放要求也越来越严格，蜂窝式导电玻璃钢湿式电除尘器作为有效的粉尘终端治理技术迅速推广应用。湿式除尘器的稳定运行是确保燃煤机组超低排放的可靠保证。只有对湿式除尘器采取严格的维修保养、管理措施才能确保湿式除尘器长期、高效、安全可靠运行。参考文献1 沈淼，苏晖，孙芳婷.探究电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术J.节能与环保，2020（4）：42-43.2 丁国栋，杜晓博，依庆文.1000MW超超临界机组防范管式湿式除尘器火灾事故的施工及运维经验J.电工技术，2018（9）：102-103，106.作者简介眭华军（1977），男，江苏丹阳人，本科，工程师，主要研究方向为燃煤电厂除灰脱硫、粉煤灰深加工专业技术管理等。