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电除尘内部检修清灰知识分享

2023-04-19 09:08:24 科威

电除尘内部检修清灰知识分享

电除尘器是火力发电厂必备的配套设备,它的功能是将燃煤或燃油锅炉排放至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,是改善环境污染、提高空气质量的重要环保设备。


当含尘气体进入高压电场后,粉尘在电子和离子的作用下,以极快的速度荷电,并在电场力作用下迅速向与其极性相反的电极移动,后放出电荷并吸附到阳极板上。放电载体是针刺线,充分利用导体的尖端放电原理。收尘的载体是阳极板,主要用来收集荷电后的灰尘颗粒。通过针刺线的持续放电,阳极板吸附烟尘颗粒,在阳极板的间歇性机械振打驱动下,吸附在阳极板上的烟尘颗粒被震落,掉入下部的汇集灰斗中,再通过气力输送的方式,将灰粒输送至灰库贮存。


为了形成一个良好收尘环境,电除尘内部空间是由放电的阴极线和收尘阳极板交替布置,即阳极板-针刺线-阳极板结构,以使锅炉烟气尽可能多地流经收尘通道,将烟尘尽可能多地截留下来,净化后的气体通过出气口排入大气。


电除尘器的主要功用是收尘,每次检修消缺时,检查内部阴、阳极系统存在的缺陷和隐患,清除极板、极线上的积灰,是提高电除尘降尘效率、保障安全稳定运行的非常重要和有效的措施。但受其内部结构特性的影响,实际上这项重要工作很难做到令人满意的地步。


以一台600MW机组为例,双室四电场,除尘效率设计不低于99.6%。一电场深度(沿烟气方向)5.7m,二~四电场深度(沿烟气方向)均为3.8m,阳极板板高15m,阳极板间距在400~450mm之间,阴极针刺线居中布置,则针刺线与阳极板之间的距离在200~225mm之间。


电除尘的日常维护和检修,就是要面对这五千多片阳极板,十万多支针刺线。检修时,工作人员需挤进这个狭缝里,当人在狭窄空间时,脚很难落到或踩到一个稳定坚固的点上。在这样的工作条件下,要对极板、极线进行全面的检修维护、隐患排查、缺陷消除等工作,检修时人员行动极其不便,坠落风险高,检修质量无法得到保证,对修后电除尘器的除尘效率影响比较大。


燃煤电厂加装以NH3和尿素为还原剂的脱硝装置后,还原剂NH3与烟气中的硫氧化物和水蒸气反应生成硫酸氢铵(ABS)。ABS沉积会造成选择性催化还原法(SCR)脱硝效率降低,同时造成下游热力设备如空气预热器(APH)和静电除尘器(ESP)堵塞等问题。ABS的生成和沉积与运行环境有关。


受电除尘入口烟温影响,粘性极高的液态ABS反复吸附灰粒,一层层吸附下,烟尘包裹住了针刺,造成阴极线异常肥大,进而出现特殊的电晕封闭情况。在电场力的作用下,阴极线容易左右晃动,加剧内部闪络或电场短路的可能性。过量的氨逃逸是关键因素,提高电除尘器入口温度是帮凶,最终促成了这种后果。现场情况见下图1、2,表现为一个较典型的严重状况。

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图1 阴极线严重裹灰情况

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图2  阳极板表面积灰情况


ABS的凝固点是147℃,大于这个温度,就呈液态。ABS是一种粘性物质,易吸附大量飞灰且本身具有强腐蚀性,与飞灰有极大的亲和性。ABS物理的特性见下图3。

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图3  ABS(硫酸氢铵)特性曲线


在常规火电厂中,使用SCR脱硝工艺,出现氨逃逸是必然现象。原煤中含有硫,燃烧后产生的烟气中有SO3和SO2存在,这是ABS生成的根本原因,也是我们无法避免的现实,是使用氨气做为还原剂脱除烟气中的氮氧化物带来的一个必然结果。即使增加阴极线长度,也经受不住时间的考验,无法避免长期过量喷氨、局部喷氨不均匀、氨氮摩尔比过大的问题,最终使总喷氨量过大。烟气中SO3和SO2的生成是与燃烧过程相伴的,无法在燃烧侧消除。脱硝过程中总会有过量氨的存在,一旦氨逃逸量过大,极线、极板裹灰的状况将持续发生,直到无法解决的地步。因此,控制氨逃逸是一个系统工程,不是一时半会就能解决的。


对于电除尘器运行的安全性和稳定性来说,承受一个适当的氨逃逸水平,是一个很现实的问题。如果每次我们能充分利用检修机会,对整个电除尘器内部的阳极板、阴极线做一个不留死角的清扫,将极大提升电除尘效率,降低能耗,保证烟尘的达标排放,实现节能经济运行,真正将“应修必修、修必修好”这一要求和目标落到实处。


在施工机械的使用上,电除尘内部无法搭设升降平台或脚手架,全赖安全带和防坠器保障人员安全,属于高危高风险作业范畴。因此,每次针对电除尘的检修,都要耗费大量的人力、物力和财力,但是效果并不是很理想。


02、问题解决系统

针对电除尘内部结构的特殊性,提出一种新的清扫方案,并经实践检验,取得了良好的效果,如图4。

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图4 对阳极板进行清扫

这套系统适用于电除尘器内部结构特点,能够在其内部进行运动,对阳极板、阴极线进行全面清扫。


检查工作由机器完成,无人身和设备的安全隐患及风险,彻底杜绝了安全事故的发生,操作方便,实现本质安全。清扫质量清晰可见,修前、修后情况可以实时比对,一目了然。

03、小结

这套装置系统,在机组停机期间可对电除尘器内部极板、极线开展全面、彻底的积灰清扫工作,对提升电除尘除尘效率,降低能耗,节约电力,将实现质的提升。对于机组参与深度调峰,保障电除尘器良好运行,降低烟尘排放,提升排放绩效,提高机组运行稳定性具有重要作用和现实意义。


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