2011年7月29日，國家環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)，要求現(xiàn)有火力發(fā)電廠從2014年7月1日必須執(zhí)行。在新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中，重點(diǎn)區(qū)燃煤鍋爐煙囪粉塵排放限值20mg/m3[1]。

三河電廠一期工程安裝2臺日本三菱重工350MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。每臺機(jī)組各配備2臺干式電除塵器，每臺電除塵均采用雙室兩通道五電場臥式布置，2012年6月份，性能試驗(yàn)測得脫硫出口粉塵排放濃度為27~29mg/Nm3，無法達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。

為實(shí)現(xiàn)機(jī)組粉塵排放濃度降低到≤5mg/Nm3以下“近零排放”目標(biāo)，2014年4月，1#機(jī)組利用檢修機(jī)會，在干式電除塵器前加裝低溫省煤器、干式電除塵器高頻電源升級改造、脫硫吸收塔除霧器改造、加裝濕式電除塵器，實(shí)現(xiàn)了燃煤電廠粉塵“近零排放”的目標(biāo)。

1濕式電除塵器簡介

1.1濕式電除塵器原理

濕式電除塵器是一種用來處理含微量粉塵和微顆粒的新除塵設(shè)備，與干式電除塵器的除塵基本原理相同，要經(jīng)歷荷電、收集和清灰3個(gè)階段。濕式電除塵器靠高壓電暈放電使得粉塵荷電，荷電后的粉塵在電場力的作用下到達(dá)到集塵板/管，沉集在極板上的粉塵可以通過水將其沖洗下來。濕式清灰可以避免已捕集粉塵的再飛揚(yáng)，達(dá)到很高的除塵效率。濕式電除塵器可有效收集微細(xì)顆粒物(PM2.5粉塵、SO3酸霧、氣溶膠)、重金屬(Hg、As、Se、Pb、Cr)、有機(jī)污染物(多環(huán)芳烴、二惡英)等。使用濕式電除塵器后含濕煙氣中的粉塵排放可達(dá)5mg/Nm3以下。

1.2柔性布濕式電除塵簡介

三河電廠1#機(jī)組改造采用山東大學(xué)能源環(huán)境公司柔性布濕式電除塵技術(shù)，布置在脫硫吸收塔后，采用立式布置，煙氣從下向上流經(jīng)電場段，從頂部雙出口匯入FRP煙道，排入煙囪或冷卻水塔。柔性布低溫耐酸腐蝕性能優(yōu)異，完全適用于陽極收集液的酸性環(huán)境，無需連續(xù)沖洗的中性水施以保護(hù);定期沖洗，采用“自沖刷”水力沖灰方式，正常運(yùn)行時(shí)水耗近乎為0t/h，正常運(yùn)行電壓穩(wěn)定在40~50kV。

采用柔性布濕式電除塵器后，機(jī)組出口粉塵濃度小于5mg/Nm3，濕式電除塵器效率達(dá)80%以上，達(dá)到了近零排放的標(biāo)準(zhǔn)。

1.3濕式電除塵器運(yùn)行

1.3.1濕式電除塵器投運(yùn)

濕式電除塵器投運(yùn)要求裝置入口煙氣溫度低于65℃，絕緣箱溫度維持在90℃~120℃，提前4h啟動陰極沖洗及陽極沖洗，使陽極表面充分濕潤，滿足投運(yùn)條件后高壓電源進(jìn)行“自檢”，合格后按下“高壓”按鈕，增加輸出電流值，直到電場本體上的電壓出現(xiàn)飽和或電場即將出現(xiàn)二次電源波動為止。

1.3.2濕式電除塵器停運(yùn)

濕式電除塵器停運(yùn)采用切斷高壓電源，停電加熱器;開啟陰陽極沖洗裝置，檢查集液槽水質(zhì)合格后停止沖洗。當(dāng)鍋爐滅火后，如果進(jìn)行自然通風(fēng)冷卻或強(qiáng)制通風(fēng)冷卻，濕式電除塵器要投入運(yùn)行，降低粉塵排放，陰陽極必須進(jìn)行連續(xù)沖洗，防止陰陽極結(jié)垢或陽極布溫度高損壞。

2濕式電除塵器運(yùn)行存在問題分析

2.1機(jī)組啟動燃油影響陽極導(dǎo)電性塵排放濃度超標(biāo)時(shí)間。

1#機(jī)組采用微油點(diǎn)火方式啟動，由于柔性布濕式電除塵器加裝在脫硫吸收塔后面，沒有煙氣旁路，機(jī)組啟動投油過程，煙氣必須經(jīng)過柔性布濕式電除塵器，煙氣中含有不完全燃燒的燃油霧滴對陽極柔性布造成污染，影響柔性布陽極導(dǎo)電性，對除塵效果不利。

柔性布濕式電除塵器陽極采用非金屬材料柔性布，廠家要求柔性布運(yùn)行時(shí)不能與油接觸，會影響其導(dǎo)電性，當(dāng)柔性布上附著有油時(shí)，柔性布不容易被水浸濕，由于油的導(dǎo)電性比水弱，尤其在啟動初期投油，油層阻礙柔性布潤濕，煙氣流過柔性布時(shí)會使柔性布變干變脆，影響柔性布壽命和導(dǎo)電性。啟動初期，柔性布通過陽極沖洗裝置使柔性布表面充分濕潤，使其具有良好的導(dǎo)電性，運(yùn)行中主要由煙氣攜帶脫硫吸收塔中的水汽凝結(jié)來潤濕柔性布，滿足其導(dǎo)電性。

如果啟動初期，電場電壓電流按照正常標(biāo)準(zhǔn)投入，啟動時(shí)間長，會造成柔性布上集聚的油層較厚，影響柔性布的導(dǎo)電性，當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)柔性布上油清洗不徹底，電場陽極無法建立正常電壓電流，嚴(yán)重影響濕式除塵器的除塵效率。

2.2電場投運(yùn)邏輯條件不合理

柔性布濕式電除塵器投運(yùn)條件之一，“啟動陰陽極沖洗程序滿足4h”要求。這種投運(yùn)邏輯條件適用機(jī)組啟動初期投入濕式電除塵器時(shí)，充分潤濕陽極柔性布表面，使柔性布表面形成穩(wěn)定的水膜，令其具有良好的導(dǎo)電性，并防止柔性布濕潤度不良被高溫?zé)煔鈸p壞。

雖然此條件能夠滿足保護(hù)柔性布的要求，但沒有考慮到現(xiàn)在更高的環(huán)保排放時(shí)間控制要求，濕式電除塵器在裝置正常運(yùn)行一段時(shí)間后，再次啟動需要啟動陰陽極沖洗程序4h，必須先降低電場電壓，防止沖洗時(shí)水流量大導(dǎo)致電場火花率高引起二次電壓低保護(hù)動作，電場跳閘，結(jié)果延長4h跳閘電場啟動時(shí)間和其他運(yùn)行電場的正常運(yùn)行時(shí)間，造成粉塵排放濃度超標(biāo)時(shí)間長4h。

因此，濕式電除塵器電場投運(yùn)，必須滿足沖洗程序啟動4h的邏輯條件不合理，不適合正常運(yùn)行時(shí)因故短時(shí)停運(yùn)濕式電除塵器或電場跳閘后再次啟動。濕式電除塵器投入運(yùn)行后，進(jìn)入濕式電除塵器的煙氣為脫硫塔出來的濕煙氣，正常運(yùn)行中濕煙氣凝結(jié)的水霧能夠維持柔性布的濕度，在柔性布表面形成穩(wěn)定的水膜。

因此，在濕式電除塵器運(yùn)行后需要短時(shí)停運(yùn)后再次啟動時(shí)不需要進(jìn)行水沖洗4h，可以直接啟動，不影響柔性布的安全運(yùn)行，同時(shí)減少電場的停運(yùn)時(shí)間，保證濕式電除塵器的除塵效率，降低粉塵排放濃度超標(biāo)時(shí)間。

2.3濕式電除塵器不能進(jìn)行在線沖洗

廠家要求濕式電除塵器運(yùn)行中不進(jìn)行在線水沖洗，運(yùn)行中水膜自流能夠滿足將柔性布上的灰塵沖洗干凈的要求，電場電壓不受影響，當(dāng)運(yùn)行中進(jìn)行在線水沖洗時(shí)，水量大易造成電場火花率高，電場跳閘，影響粉塵排放指標(biāo)。柔性布濕式電除塵器中陽極柔性布清灰方式是靠極板的全表面均勻水膜自流，攜帶有細(xì)灰顆粒的酸液靠重力作用進(jìn)入收集沉淀箱后進(jìn)入脫硫漿液系統(tǒng)。

濕式電除塵器投入運(yùn)行90d后，電場二次電壓降低了5kV，分析認(rèn)為陽極柔性布不進(jìn)行高壓水沖洗，只依靠水膜自流沖洗柔性布上的灰塵，粉塵沖洗動力不足，運(yùn)行時(shí)間長會造成陽極柔性布表面聚集灰塵較多，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致陽極導(dǎo)電性大幅降低，同時(shí)也會造成本體內(nèi)部沖洗噴嘴堵塞。因此，運(yùn)行中必須進(jìn)行在線水沖洗，增加沖洗水壓力和沖洗流量，及時(shí)去除柔性布表面灰塵，增強(qiáng)柔性布導(dǎo)電性，提高除塵效率。

2.4電場接線柱螺母松

2015年2月4日，濕式電除塵器3#電場接線柱過熱，發(fā)現(xiàn)接線柱螺母松，采取提高除塵器其他電場二次電壓和二次電流，停運(yùn)3#電場緊固螺母，期間出口粉塵排放濃度5.2mg/Nm3超標(biāo)。由于1#機(jī)組濕式電除塵器電場投運(yùn)邏輯進(jìn)行了修改，緊固接線柱螺母后，立即投入3#電場，恢復(fù)出口粉塵濃度至2.7mg/Nm3，與邏輯修改前處理電場跳閘相比粉塵超標(biāo)時(shí)間減少5h，并且排放濃度大幅降低。

2.5下雨導(dǎo)致絕緣箱溫度低

雨天發(fā)現(xiàn)1#電場絕緣箱溫度2點(diǎn)，2#電場絕緣箱溫度1點(diǎn)和2點(diǎn)低于80℃，電場絕緣箱溫度低易造成絕緣箱內(nèi)結(jié)露，發(fā)生設(shè)備短路跳閘事故。

通過就地檢查發(fā)現(xiàn)絕緣箱外層保溫密封不嚴(yán)，部分雨水進(jìn)入保溫層后通過絕緣子檢修孔進(jìn)入絕緣箱內(nèi)，造成電場部分絕緣箱溫度低，影響濕式電除塵器安全運(yùn)行。通過對保溫密封不嚴(yán)處進(jìn)行處理，增加絕緣子檢修孔外部高度，防止雨水進(jìn)入絕緣箱內(nèi)，加裝保溫罩密封，保溫罩內(nèi)加伴熱電纜，當(dāng)溫度低時(shí)投入加熱裝置，保證濕式電除塵器正常運(yùn)行，解決絕緣箱溫度低問題。

3濕式電除塵器問題解決策略

3.1降低柔性布上燃油附著量

機(jī)組啟動采用微油點(diǎn)火方式，煙氣中含有不完全燃燒的燃油霧滴，會對陽極柔性布造成污染，影響其導(dǎo)電性。為了降低粉塵的排放，減少燃油對濕式電除塵器造成污染，機(jī)組啟動初期投入微油點(diǎn)火之前，先投入濕式電除塵器陰陽極連續(xù)水沖洗，使陽極表面充分濕潤，將3個(gè)電場二次電壓調(diào)至27kV，減少聚集到陽極柔性布上粉塵和燃油附著量，最大限度降低燃油對柔性布的影響，同時(shí)控制機(jī)組啟動燃油量，維持燃油母管壓力在0.55~0.6MPa，微油燃油量維持0.6~0.7t/h，當(dāng)油流量高時(shí)，檢查調(diào)整油槍噴頭鎖孔，杜絕大油槍閥門不嚴(yán)漏油對濕式電除塵器的影響。隨著鍋爐負(fù)荷增加，及時(shí)退出微油點(diǎn)火方式，停運(yùn)濕式電除塵器連續(xù)沖洗，逐漸提高二次電壓至正常值，控制電場火花率，完成機(jī)組啟動要求，實(shí)現(xiàn)濕式除塵器隨機(jī)組同步啟動，解決了機(jī)組啟動用油影響柔性布導(dǎo)電性問題。

3.2修改電場投入邏輯

濕式電除塵器運(yùn)行中，發(fā)生出口粉塵排放濃度緩慢上升超過5mg/Nm3，檢查發(fā)現(xiàn)濕式電除塵器1#電場跳閘，跳閘報(bào)警首出為二次電壓低，跳閘原因?yàn)槎坞娏黠@示波動較大，電場中存在放電現(xiàn)象，由于二次電流偏差值設(shè)定偏小，造成接觸器反復(fù)吸合釋放，PLC檢測到異常，觸發(fā)急停指令，從而引起跳閘。

1#電場異常處理好進(jìn)行電場投運(yùn)，根據(jù)電場投運(yùn)邏輯要求，降低2#、3#電場二次電壓到30kV以下，啟動沖洗程序沖洗4h后，啟動濕式電除塵器1#電場，提高1#、2#、3#電場二次電壓至正常值，設(shè)置二次電流為1450mA、1400mA、1400mA后，濕式除塵器投運(yùn)正常，期間粉塵排放濃度達(dá)到13mg/Nm3超標(biāo)。

處理過程造成粉塵排放濃度高、時(shí)間長的主要原因是：跳閘電場投運(yùn)時(shí)，需要降低正常運(yùn)行電場電壓，啟動沖洗程序進(jìn)行4h沖洗后，再投入跳閘電場，期間造成粉塵排放濃度高，持續(xù)時(shí)間長。分析電場投運(yùn)邏輯發(fā)現(xiàn)，電場必須啟動沖洗程序4h后投入條件不合理，對濕式電除塵器啟動控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化，取消1#機(jī)組濕式電除塵器電場投運(yùn)前滿足沖洗程序4h條件，電場已經(jīng)在陽極布表面形成了穩(wěn)定的水膜，具有良好的導(dǎo)電性，再次投入電場，不會影響柔性布的安全性。修改電場投入邏輯后避免了運(yùn)行中電場再次啟動，必須降低其他運(yùn)行電場電壓，啟動沖洗程序4h，使粉塵排放濃度超標(biāo)時(shí)間減少4h。

3.3實(shí)現(xiàn)在線水沖洗

濕式電除塵器投運(yùn)90d，電場二次電壓降低5kV，為了提高濕式除塵器除塵效率，避免濕式電除塵器長期運(yùn)行造成內(nèi)部沖洗噴嘴堵塞，于2014年12月18日和2015年3月10日進(jìn)行1#機(jī)組濕式電除塵器陰陽極全面水沖洗試驗(yàn)。

濕式電除塵器在線沖洗分為陰極沖洗和陽極沖洗，機(jī)組運(yùn)行中在線沖洗時(shí)如果鍋爐負(fù)荷高，會造成煙氣量大，煙氣中粉塵含量多，如果保持濕式電除塵器電場二次電壓，雖然對控制粉塵排放濃度有利，但由于沖洗水增加會增加電場火法率，電場跳閘風(fēng)險(xiǎn)增加。

沖洗水流量大對煙氣中的粉塵收集有利，對電場沖洗效果好，但沖洗水量過多，又容易引起電場火花率增多，容易造成電場陰陽極短路跳閘。經(jīng)過分析研究，確定試驗(yàn)方案，機(jī)組在低負(fù)荷情況下進(jìn)行，負(fù)荷低于250MW，先降低3個(gè)電場二次電壓至25~30kV，控制沖洗水流量，觀察電場二次電壓，當(dāng)沖洗過程電壓升高至29kV時(shí)，適當(dāng)降低二次電流，保持電場運(yùn)行穩(wěn)定。

在線沖洗過程中，當(dāng)二次電壓5s之內(nèi)波動幅度超過20kV時(shí)，延時(shí)2s，自動切斷在線沖洗，防止電場跳閘。對兩次電場沖洗過程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在低負(fù)荷穩(wěn)定情況下，二次電壓和沖洗水流量采用低電壓高流量比高電壓低流量沖洗效果好，陰陽極表面沖洗干凈，沖洗過程粉塵排放濃度低，設(shè)備安全穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)在線沖洗的目的。

2015年3月，機(jī)組停機(jī)期間對濕式電除塵器陰陽極進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)表面結(jié)垢現(xiàn)象。因此，定期在線沖洗采用低負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，低二次電壓，高沖洗水流量的方法，按照陽極沖洗兩周一次，陰極沖洗每月一次進(jìn)行。1#機(jī)組濕式電除塵器陰陽極兩次沖洗水流量和二次電壓變化對粉塵排放濃度的影響，見表1。

沖洗的直觀感覺非常明顯，沖洗過程中，沖洗水非常臟，1#機(jī)組濕式電除塵器正常運(yùn)行中的集液水清澈，1#機(jī)組濕式電除塵器沖洗過程中的沖洗水渾濁。濕式電除塵器沖洗之后，在相同的二次電流設(shè)置情況下，二次電壓提高了。1#機(jī)組濕式電除塵器沖洗前后二次電壓和二次電流進(jìn)行對比，見表2。

從表2中可以看出，1#機(jī)組濕式電除塵器運(yùn)行以來，二次電壓下降明顯;沖洗后，二次電壓升高了。

粉塵排放未見明顯變化，1#機(jī)組濕式電除塵器沖洗前后粉塵對比，見表3。

1#機(jī)組濕式電除塵器沖洗后提高二次電壓，除塵效率應(yīng)該提高，出口粉塵排放濃度應(yīng)該降低，但是實(shí)際的粉塵濃度變化數(shù)據(jù)并不明顯，分析原因?yàn)?#濕式電除塵器二次電壓在一個(gè)范圍內(nèi)柔性布導(dǎo)電性對粉塵排放效果影響大，根據(jù)這一現(xiàn)象，在實(shí)際運(yùn)行中采用降低二次電壓的方法，二次電壓從原來44kV調(diào)整到38kV，滿足環(huán)保排放要求，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能目的。

4結(jié)束語

(1)通過對燃油影響濕式電除塵器陽極柔性布導(dǎo)電性的分析和現(xiàn)場實(shí)踐，得出機(jī)組啟動前降低電場二次電壓至27kV，投入濕式電除塵器連續(xù)水沖洗，減少聚集到陽極柔性布上粉塵和燃油霧滴附著量，能夠解決了機(jī)組啟動時(shí)燃油影響陽極柔性布導(dǎo)電性問題。

(2)在處理運(yùn)行電場跳閘過程中，發(fā)現(xiàn)電場投運(yùn)邏輯不合理，采用去除“啟動沖洗程序4h”邏輯后，解決了電場再次投運(yùn)時(shí)間長，粉塵排放超標(biāo)問題。

(3)通過對比試驗(yàn)，確定在機(jī)組負(fù)荷低于250MW穩(wěn)定工況下，采用低二次電壓、高沖洗水流量的方法進(jìn)行在線水沖洗，成功解決濕式除塵器投運(yùn)90d不能在線水沖洗，造成二次電壓降低問題，并且火花率低，沖洗效果好，環(huán)保排放不超標(biāo)。

(4)三河電廠350MW機(jī)組加裝柔性布濕式電除塵器，實(shí)現(xiàn)了燃煤機(jī)組粉塵排放濃度不大于5mg/Nm3近零排放目標(biāo)。