哈尔滨商业大学英才学院 哈尔滨 150028
摘要：越南永新二期2*622MW项目全时段投重油过程中，为按越南政府要求实现机组启动及油煤混燃阶段的高标准排放情况。本文就这项优化设计研究进行探讨。
关键词：全时段；静电除尘器；优化探讨
1.项目背景
基于现行越南、印度等新兴发展中国家环保政策要求的进一步提升，燃煤电站静电除尘器的排放已进入高标准时期。而上一阶段出口的除尘器很大程度上根据国标的要求，在启动燃油和油煤混燃阶段一般不投电除尘器，所以受限于工况上的限制就很难达到当前的环保要求。诸如越南政府，要求燃煤电站除尘设备需要在超低排放标准下进行全时段的投运，但就现阶段已投运静电除尘器，根据国标要求为防止锅炉启动时油灰混合物因其物理性质粘在极板、绝缘子等除尘器核心部位，影响燃煤阶段除尘器的运行，要求静电除尘器在锅炉燃烧进入稳燃阶段即撤去重油油枪进入燃煤阶段后投运正常。由于在锅炉启动阶段工况复杂多变，而除尘器无电场介入运行，产生烟尘没有经过任何处理便直接排入大气，对周边环境产生极大的影响。
因燃重油与燃煤粉尘有很大的不同，重油中含杂质较多，含硫量高，粘度大，不易挥发，重油一定要加热到某一温度，通过锅炉系统中的雾化器雾化才能使用。针对其实际投运过程中出现的问题，我们将进行不断的测试试验，比对不同材质物质对除尘器效率的影响，且增加了各步骤优化方案的可行性分析，形成该优化项目的文案。
本项目优化设计在满足越南政府的新排放要求下，新技术将产生巨大的社会效益和经济效益。那么当然，这些优化技术也将同样为国内环保行业积累不可言喻的技术基础。
但就现阶段市场情况而言，由于现在发达国家及中国国内燃煤发电环保市场相对饱和，而几个诸如印度、越南、印尼、巴基斯坦等新兴发展中国家需求巨大，面对发展潜力空前的新兴市场，国内企业将以领先的技术为保障，在新兴市场大显身手。但对于其严苛的环保要求，各企业将对现有产品进行优化，利用自身优势，解决机组全时段投运过程中采用何种技术方案才能在投运过程减少排放、并实现对电除尘器影响最小等的问题。
2.全时段投运对电除尘器的影响分析
在燃煤机组投运过程中，投重油有以下二种阶段：
1）从锅炉起动用重油点火开始，接着进入油煤混烧阶段，直至工况稳定全部投煤粉；
2）在全燃煤阶段时，当负荷下降到一定值时，为保持锅炉正常运行，需要投油稳燃。
而应越南政府要求，当经历上述这二个时段时，电除尘器均需正常投入使用，保证排放达标，以避免对环境造成影响。但就现场考察发现，常规电除尘器是不完全适用于全时段投运要求的。我们不仅需要了解不同的工况而且要着重注意的还有重油燃烧过程是个不完全燃烧的过程，会产生大量的未燃烬油污、油灰和碳黑，这些杂质也进入烟气中。因未燃烬的油污具有很大的粘性，碳黑粉尘比电阻也较低，它们会对电除尘器主要设备，如阴极线、阳极板和绝缘件造成不利影响。我们还发现，此工况条件下常规高压控制器也不是很适应。
发现的主要问题赘述如下：
2.1.阴极线污染
阴极线是除尘器的重要放电零件，与阳极配合产生电晕电流。阴极线的性能优异，直接影响电除尘器的整体性能。
据现场试验发现，阴极线放电点油灰粘结，影响了电晕放电。其长时间油煤混烧形成局部电晕封闭，放电点的电晕放电受到了影响，从而一定程度上降低了除尘效率。
2.2.阳极板污染
阳极板的主要作用是捕集荷电粉尘，然后通过振打机构振打，使其表面附着的粉尘呈片状或团状脱离而落到灰斗，从而实现除尘。
而就试验现象看，阳极板表面有油污、粘灰，其清除困难，降低了有效电场强度，影响了投运过程中电场的均匀分布，同样也影响了收尘效果，且易产生二次扬尘等问题。从而使除尘器全时段投运效率降低，达不到排放标准。
2.3.绝缘子爬电
电除尘器绝缘子具有大爬距、不积灰的外形，要求适应电除尘器内恶劣的运行环境，才能实现支承阴极、隔绝阴极振打，绝缘和防止阴极摆动的作用。
从试验情况来看，起动阶段，除尘器烟气低于露点温度下运行，油灰和碳黑粘结到绝缘子表面，因碳黑导电性好，产生绝缘子爬电现象，影响了电气控制，最后影响了收尘效果。而爬电严重时甚至击碎绝缘子，如瓷套破碎，使阴极框架跨塌，造成电场严重损坏，不能修复，只能全部更换该供电分区阴阳极振打和阴阳极系统，造成巨大的人力、物力和财力损失。
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2.4.高压控制技术
在除尘器工况变化时，高压控制技术能快速适应变化，自动调节输出电压和电流等参数，使除尘器在适宜的状态下运行，对除尘器整体效率的影响非常大。
但在现场试验时发现，因燃烧重油时其烟气中的粉尘属于低比电阻粉尘，常规高压控制方式难以捕集，是除尘效率一直难以提高的原因之一。
3.优化改进电除尘器的技术措施
针对越南永新二期2*622MW项目全时段投重油的要求，为保证该项目电除尘器全时段正常投运，试验中采取以下升级改造等优化技术措施：
3.1.绝缘子瓷套、电瓷转轴材质由原50瓷材料更换为95瓷材料
因烟气中有油污和碳黑易粘结到绝缘子表面，在高压电下会引起爬电或击穿。而现在50瓷材料在爬电严重时易击穿，发生破碎；而95瓷为高氧化铝材料，耐高温、高压，强度大，即使有爬电，也不会击碎，能保证设备的正常工作。
3.2.绝缘子室必须增设较强的热风吹扫系统
在绝缘子瓷套、电瓷转轴表面加装热风吹扫系统，这将保证没有油污和油灰附着在绝缘子表面，特别是在刚起动阶段，烟气温度较低，可以避免烟气结露对绝缘子不利的影响。从而保证除尘设备的高效运作。
3.3.更新高压控制设备
燃重油的烟气工况与燃煤的烟气工况大不一样，燃重油阶段粉尘比电阻较低，燃煤阶段粉尘比电阻高。考虑到为同时适应不同的工况条件，需采用更先进的更有针对性的高压控制技术。第一、第二电场采用高频电源，第三、第四电场采用工频电源+EPISⅢ控制器。实现了脉冲供电功能，可调节充电比的大小，提高瞬间脉冲电压，且能克服低比电阻粉尘难易捕集和高比电阻粉尘反电晕现象，提高除尘效率；同时在锅炉起动点火阶段，采用无火花供电模式，防止未燃尽油污进入电除尘器续燃；且具有降压振打功能，对粘性粉尘、高比电阻粉尘具有特别高的除尘效率；考虑到供电方式将采用脉冲供电方式，所以采用工频电源+EPISⅢ控制器的方式将具有高度节能的效果，大大节省电除尘器的运行费用。
3.4.灰斗的优化设计
因锅炉燃烧重油时所产生的油污和碳黑，它们的粘性较大。但为顺利卸灰，灰斗设计优化时将使板面与水平面夹角形成70度角，便于灰尘卸下；灰斗下部小灰斗部分加热器功率加大，采用15KW板式电加热器，同时在灰斗小口法兰至气力输灰仓泵进料阀入口处管道加装电加热器，并做好外部保温，避免出现冷凝堵灰现象。经对比试验发现常规电除尘器运行中碰到的灰斗堵灰现象，不是灰斗本身有问题，而是灰斗小口至输灰进料阀这段管道既没有加热、又没有保温，使贮存在此管道的灰时间一长，冷凝后易成团块，从而造成堵灰现象。经对比试验还发现，在灰斗底部设置有效的气化装置，可保持临时贮存在灰斗里的灰呈流化状态，方便排灰。
3.5. 振打进口气流分布板
因粉尘的粘性大，容易在分布板孔和导流叶片上粘结，影响气流分布的均匀性，所以进口气流分布板需加装振打装置，做到及时清除结灰。
4.实施效果阐述
就现场优化试验结果看，试运行阶段改进效果明显，阴极线及阳极板表面无油灰粘结，电除尘器核心系统稳定而高效运行。绝缘子无爬电现象，电场效果良好。同时，采用新型EPISⅢ型电控系统，实现对全时段投运的高效控制。总体而言，针对现场测算及数据信息反馈和计算得出其达到既定除尘要求，符合越南政府新政策。由此可知，该优化方案经试验验证可行。
5.结语
随着越南电力行业的不断发展，环保设备的需求也必将迎来更为广阔的市场，中国企业为了维持客户对使用电除尘器的信心，巩固中国环保产业在未来市场的份额，需要对自身产品的发展注入更多的关注。而本项目就解决上述存在的各种问题提出了优化建议，旨在提高电除尘器在越南燃煤电站运行的可靠性。而其成果将对其它新兴市场电除尘器的维护和发展起到很好的借鉴作用，同时也将对国内环保产业提供一定的技术基础。
备注：本文受哈尔滨商业大学大学生创新创业训练计划项目201610240010资助
参考文献：
[1]《电除尘器》中国电力出版社
[2]《中华人民共和国电力行业标准》 燃煤电厂电除尘器运行和维护导则（DL/T 461-2004）
[3]《中国机械工业环境保护机械标准汇编》大气净化设备2013
[4]《火电厂大气污染物排放标准》中国国家标准GB13223-2011
[5]《菲达环保“十三五” 海外战略规划》2014
[6]龙涛.电除尘器绝缘子的设计与选择[B].有色油炼,2002,(05):32.
论文作者:吴奇学,刘维智,王绪枫,方天宇
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/21
标签：电除尘器论文; 绝缘子论文; 重油论文; 越南论文; 粉尘论文; 除尘器论文; 阴极论文; 《基层建设》2016年第34期论文;