300MW机组电除尘低效率原因及改造措施分析
王昆
摘要：环境污染治理已经成为当前政府工作的重要内容，节约能源、降低成本对企业和社会具有积极的意义。文章以某发电企业的300MV机组电除尘效益低的原因作为切入点，通过系统改造，提高机组电除尘效率，从而保证烟尘排放浓度达标，促进企业的经济效益和社会效益。
关键词：300MW；电除尘；低效益；改造
随着生态环境的日益恶化，能源消耗企业要将节能降耗作为企业经济效益提高的重要途径。300MW机组电除尘设备是降低电厂粉尘排放浓度的重要设备，因此本文结合某发电企业300MW机组电除尘运行效益的现状，阐述如何通过系统改造提高电除尘效益，实现发电企业的经济效益和社会效益的协调发展。
1 设备概括
某发电企业使用的机组为-1025/17.4-II14型亚临界、一次中间再热、自然循环；采取平衡通风、固态排渣、四室五电静电除尘锅炉。炉膛主要采取双拱形单炉膛，尾部采取双烟道结构，再热气温调节采取挡板调节。在实际生产中该锅炉所使用的燃煤为巩义市生产的无烟煤。在电力机组中，汽轮机为东方汽轮生产的N300-16.7/537/537-8型汽轮机，汽轮机采取的是高中压气缸，低压采取的是双缸排汽结构。
2 300MW机组除尘效率低的原因以及改造的必要性分析
结合实践，导致机组电除尘效率低的原因是多方面形成的。总体来看，主要存在以下几个方面的原因。
2.1 电除尘器设计问题
电除尘器设计标准是保证以后电除尘效率高低的基础，如果发电厂电除尘器设计标准高，其运行效率就高，但是结合当前我国发电企业的实际情况看，尤其是本文企业的设计保证为《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2003执行的，但是随着环境问题的日益严峻，尤其是当前雾霾恶劣天气的出现，使得生态环保的工作越来越严格，因此对于发电企业的污染物排放要求也就越来越高。该企业所使用的电除尘有效通流面积为467m2，但是煤质相对较高，锅炉烟气粉尘浓度也就比较高，因此按照原来的设计标准已经不能满足当前环保的要求，进而影响电除尘的运行效率。
2.2 煤质因素
电除尘器在电厂企业中已经得到成熟的运行效率，但是基于煤质因素的不同会影响电除尘器的运行效果：首先，不同型号的煤质会导致锅炉效率出现较大的差别，燃煤挥发大部分的可燃气体，当燃料进入炉膛之后，经过燃烧会释放出煤灰气流，而其产生与煤质的燃烧程度有关，据有关数据显示，挥发分每减少1%，可燃物就会增加0.113%，也就会增加大气污染；其次是煤粉细度因素。煤粉细度是煤粉中一定粒级范围颗粒所占的质量分数，如果煤粉密度过大，就说明可燃烧度会降低，因此排放的污染物浓度也就大，进而影响电除尘器的工作效率，造成效率低下；最后，煤质也影响排烟的温度，排烟温度是锅炉出口的平均烟气温度，一般排烟的温度越高，就说明排出的物质含有大量没有燃烧尽的物质，因此基于物理因素，排放的污染物浓度也就比较大。
2.3 设备故障
发电厂电除尘器运行的环境比较恶劣，而且其运行的时间也比较长，因此其在实际中经常会出现设备故障：一是粉尘容易粘附到极板上。粉尘的最大特点就是具有粘附性，因此在设备运行时容易出现粉尘粘附到电极上的现象，而粉尘具有腐烂性，其对电极板的影响是巨大的，如果没有及时清理电极板上的粉尘，就会造成电极板出现被击穿的可能性，而该部分却常常因为维修护理不及时而影响其工作效率；二是设备在运行的时候受到外界的影响很容易出现线路问题，比如在电除尘运行的过程中，因为受到长期的颤动造成螺母出现松动，进而导致线路出现断裂。当然除了螺母出现松动之外，轴承系设计不合理也是影响其运行效果的因素；三是振打也容易引起二次扬尘，进而增加除尘器的运行，导致除尘器除尘效果不明显。
基于电厂除尘器存在的效率低下的原因，有必要对电除尘器进行改造，以此适应新的环保排放要求。随着人们生活水平以及经济的发展，生态环保已经成为当前社会发展重要的内容，工业减排成为当前环保的重要内容。2011年出台的新的《火电厂大气污染物排放标准》要求电厂要提高污染物排放标准的要求，电厂需要根据实际需求，对电除尘器进行改造。当然，除了国家环保要求之外，烟尘浓度过高也会影响电厂设备的运行安全。比如烟尘浓度过大的话，就说明烟尘中存在的脱硫剂过大，会导致浆液中毒，进而影响石灰石的利用率，最终导致设备不能正常运行，因此需要对机组电除尘器进行改造。
3 基于300MW机组电除尘效率低的改造措施
通过对某企业300MW机组电除尘低效率的原因分析，结合当前的技术现状以及实践成果，为提高电厂经济效益和社会效率，采取以下改造措施，提升电除尘工作效率。
3.1 严格按照改造原则进行论证
在进行电除尘器改造之前一定要经过严格的论证，保证除尘器除尘排放浓度要符合国家最新的排放标准要求：《火电厂污染物排放标准》《环境保护产品技术要求电袋复合除尘器》（征求意见稿）《电除尘器设计、调试、运行、维护+安全技术规范》（JBT6407-2007），同时保证改造后的除尘器具有良好的燃煤适应性，并且符合经济效益和社会效益。
3.2 电控系统改造
火花跟踪控制方式改为间歇供电、脉冲供电方式。虽然采取火花跟踪控制方式能够保证设备的运行稳定，但是其节能效果并不明显，因此间歇供电、脉冲供电方式通过调节供电时间和间歇时间（即占空比），使输出电压电流波形发生间歇性变化，当电除尘器内粉尘比电阻较高时，电场内部易出现反电晕现象，这时就必须采用间歇供电和脉冲供电方式，使电场内的阳极板上的粉尘有足够的时间释放电荷，从而提高除尘效率，减少能耗。
3.3 电除尘振打方式由连续振打改为降压振打
改造前对阴极线实行连续振打，极线越干净，放电效果越强，除尘效率越高。电除尘的阴极线放电电流一般都采用较大的电流，电场在实际运行中出现运行电压偏低、电流较大的情况，并不都是高比电阻粉尘引起的，此时电除尘电耗增加，且除尘效率并不理想。降压振打的目的是为了使阳极板有更好的清灰效果，在提高除尘效率的同时，又保证降压时对除尘效率的影响也较小。为保证电场振打时的清灰效果，同时降低功耗，有效克服高比电阻粉尘造成的反电晕工况，减少电能损耗，提高除尘效率，电除尘电场高压控制设备与低压程控系统留有振打联动接口，可与低压程控系统配合实现降压振打功能，与传统通过通讯方式实现的降压振打相比，响应速度、可靠性都大大提高。且具有比例降压振打功能，降压比例0%～100%可调，降压振打可提高粉尘的清灰效果，延长阴阳极板极线的使用寿命。
3.4 电除尘极配方式改造
基于粉尘对板线配置的影响，尤其是起晕电压高所携带的电荷容易形成返电晕，为防止出现此问题，采取前段电厂采用芒刺类电晕线，放电点集中在芒刺的尖端，同级距离保持在350mm左右为宜。基于企业所处的位置，选择使用伏安特性中电流偏大的芒刺线，RS属于一种改进的管型芒刺线，具有强度大、刚性好的特点，其主要采取0.75MM厚的SPCC冷轧钢制成，因此其在增加总集尘面积的时候，也提高了放电效果，有效降低了粉尘的排放。
3.5 输灰系统改造
除灰公共系统出现的网络异常问题给机组安全运行造成了巨大的压力，也给工作人员带来了巨大的工作挑战，因此基于机组除尘效果不理想的现实考虑，对输灰系统进行改造：基于传统模式的局限性，本次考虑到单元机组的仓蹦区域、炉底水渣区以及公用空压机区域控制改造成单元机组的输灰DCS子系统，新的脱硫DCS系统将增加8个DPU节点，硬件增加1800点。同时，本次电除尘电控系统改造更换32台高压控制柜控制器为DDL06节能专家系统，对控制系统参数进行了整定，敷设高压柜内部分电缆，增加2个降功率振打信号PLC输出模块，安装32个降功率振打中间继电器及电缆，上位机安装DDL06节能家控制系统，同时利用更换下的32个WFB系列高压控制器，改造—二期四台炉的电除尘高压控制设备。
4 节能改造后的经济性分析
电除尘器改造后每日用电量由39768kWh下降为24108kWh，在发电量基本持平的情况下每天约节约电能15660kWh，投资近70万，电价按0.16元/kwh，连续运行300天即可收回成本，按发电煤耗345g/kWh核算，每日节煤5.402t。
