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电除尘及其除灰系统运行优化研究

发表时间：2020/1/8 来源：《科技新时代》2019年11期作者：韩辉

[导读] 文章在对电除尘及其除灰系统节能优化的可行性进行分析之后，提出了可行的电除尘及其除灰系统节能优化方法，并研究这些方法应用之后的经济效益，以供参考。

韩辉
        大唐湘潭发电有限责任公司湖南省湘潭市    411102

        摘要：文章在对电除尘及其除灰系统节能优化的可行性进行分析之后，提出了可行的电除尘及其除灰系统节能优化方法，并研究这些方法应用之后的经济效益，以供参考。
        关键词：电除尘；除灰系统；运行优化
        1引言
            目前火电厂的环境污染问题是一直以来火电厂运行管理的重点，除灰系统就是对火电厂燃烧之后所排出的烟气进行污染治理的重要系统，对于确保火电厂正常和稳定运行发挥着重要作用。但是针对目前常用的电除尘系统来说，其运行中的资源消耗问题也表现比较突出。在目前人们对于环保问题更加关注，尤其对火电厂提出较高节能减排要求的形势下，这就需要对电除尘和除灰系统节能优化和经济运行的方法进行探究。
        2电除尘及其除灰系统节能优化的可行性分析
        2.1电除尘器的节能优化可行性
        目前我国火电厂中常用的电除尘器类型为螺旋线阴极的宽极距型，对此种类型的电除尘器的电场伏安特性曲线进行观察和分析可以看出其中存在较为明显的设计缺陷。主要表现在其运行中出现二次电流增加的同时也会提高二次电压，但是当二次电流升高到600mA时，随着二次电流的增加却表现出二次电压下降的现象。通过对其伏安特性曲线进行观察和分析可知，主要是当二次电流增加到600mA以后，会使得电晕处于封闭状态并造成整个电场的严重反电晕问题，这就会对电除尘器的运行效果造成不利影响。同时在火电厂运行中，如果燃料中的氧化硅和氧化铝的含量较高，则容易在燃烧之后产生大量的飞灰，这还会导致上述反电晕现象的加剧以及电阻的增加，因此也会对电除尘器的运行效果产生更大的影响。为此，就可以通过RS改进型芒刺线来进行改进，在解决上述反电晕问题的同时，也实现电除尘器运行效率的提升。
        2.2输灰系统压力罐的节能优化可行性
        在输灰系统的压力罐上部主要有装灰管、进气管以及乏气管等装置，其内部还安装有进气搅拌气化喷头，下部安装有搅拌、助推以及加速的喷头。压力罐通常安装在灰斗下方，而且会在外部采取保温措施，这就会是到虽然从热烟气中分离出温度较高的粉尘，但是仍然导致其内部的温度比较高，在此高温的环境中则可以有效解决堵灰以及板结等问题。在电除尘器运行中，其主要的作用就是对烟气中携带的飞灰进行分离而避免飞灰对风机造成磨损问题，同时也对烟气起到净化作用，起到保护环境的作用。

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此外，上述压力罐上部的装灰管以及乏气管路在运行中也会造成烟气微循环现象，在向压力罐提供热源的同时也起到干燥的作用。虽然在电除尘器装置中输灰系统运行时的电耗占比较低，但是数量比较大，而且在实际运行中的电耗比理论数值会高2000倍，为此也需要对相关技术进行改进来减少其无效的电能消耗，实现电能利用率的提升。
        2.3灰斗的节能优化可行性
        目前随着火电厂规模的扩大，其中所应用的灰斗的数量也在随之增多，而且在每个灰斗中都还有多个气化板和保温设施。但是由于灰斗本身的高度、容积以及夹角等特性的原因，其在运行中出现故障的概率比较低，即便是出现灰尘堵塞或者灰斗堵塞的问题，造成的后果也不会很严重，主要表现出电除尘器跳闸断电的问题，而不会对设备造成损坏或缩短其使用寿命。同时在出现了上述灰斗堵塞的问题之后也容易进行清理。分析上述原因，首先是由于灰斗的内部具有非常高的温度，通常在其灰斗内部的烟气热对流作用下也会使得其内部的温度达到600℃以上，在此温度下不会出现水汽灰尘的凝结现象，也就不容易出现堵灰问题。此外，在电除尘器中，灰斗是粉煤灰向压力罐进行流动的通道，输灰时间比较短且灰量比较少，不容易出现储灰问题。虽然在电除尘器中第一电场是主要的除灰场所，重点是对具有较低粘附强度的II类微附性粉料进行清除，而且会除去粉煤灰4/5的量。但是在此第一电场中总共有8个灰斗，均摊到每个灰斗中的量也比较少，通常不会在底部出现灰尘堆积堵塞的问题，而且也不会对管道中粉煤灰的流动造成影响。此外，第二电场以及其他电场的灰量则更少，更不容易出现堵灰问题。
        3电除尘及其除灰系统节能优化方法
        3.1电除尘器的节能优化方法
        针对电除尘器的每个电场中所存在的设计缺陷而导致的电晕封闭问题以及反电晕问题，而且在对其电场伏安特性曲线进行分析之后得出其拐点为600mA，为此，就可以将二次电流设置为600mA并通过其他方法来提升电压，实现节能的效果。此外，由于螺旋线阴极类型的电除尘器容易出现上述问题，为此也可以通过RS改进型芒刺线来进行改进，而且只需要在第一电场和第二电场中应用，在节省资金的同时也可以实现除灰效率的显著提升。最后就是可以通过智能控制系统的应用来降低人工劳动强度和劳动成本，同时也可以提升信号控制的精准性和速度，实现除尘效率提升的同时，也更加的节能和稳定。
        3.2输灰系统压力罐的节能优化方法
        经过上述分析可知，在输灰系统压力罐中可以将电加热器去除，同时还要积极排查其中存在的安全隐患，保证系统参数的准确性，并保证输灰程序可以严格执行与落实，做好其运行中压力数值的监测，以及通过智能监控系统的应用来监测和及时处理粉煤灰堵塞的问题。
        3.3高压电场电加热器的节能优化方法
        由于电加热器通常会在高压电场中安装，这就会由于荷载问题以及灰尘过多的问题而导致出现机器故障问题。为此可以在预装处理中避免出现荷载问题，而且通过节能控制装置的安装，在保证除尘效果的同时，避免灰尘过多而增加设备运行故障的问题，实现电能消耗的降低以及工作效率的提升。
        4电除尘及其除灰系统节能优化的经济性分析
            以某电厂为例，其应用的电除尘器中有五个电场出现了反电晕的问题，针对此问题，可以针对其二次电流为600mA的拐点，然后提高二次电压，通过上述措施，仅电厂中的一台锅炉一年就可以节省电能200多万千瓦时。同时对电除尘器的类型进行改进之后，通过RS改进型芒刺线实现了除尘效率的提升，每年也可以节省数百万千瓦时的电量。最后就是通过智能控制系统的应用，也实现了每年节省用电100多万千瓦时的效果。
        5结语
            针对目前电厂的锅炉除灰系统中耗电量比较大的电除尘器、灰斗以及仓泵等部位，分析其实行节能运行优化的可行性之后，以某电厂为例对运行优化策略进行具体的实施，实现了电除尘系统的电能利用率提升15%以上的效果，而且延长了主要部件的使用寿命3年以上，表现出良好的经济效益以及节能减排的效果。
        参考文献：
        [1] 李永宁. 600MW机组除灰脱硫设备改造及运行优化[C]// 第四届热电联产节能降耗新技术研讨会. 0.
        [2] 张滨渭, 李树然. 电除尘器在超低排放下的系统运行优化[J]. 高电压技术, 2017(2).
        [3] 高文俭, 陈羽. 基于PLC的火电厂除尘控制系统设计[J]. 自动化应用, 2019(5).