一种不停炉实现单侧电除尘器隔离检修的技术方案应用

发表时间:2020/8/12   来源:《电力设备》2020年第10期   作者:赵小刚1 曹保生2
[导读] 摘要:本文主要介绍了一种在机组运行中,实现单侧电除尘室(及其前后烟道)隔离、检修的技术方案,同时提出了在静电除尘器的单侧隔离、恢复过程中的常见风险点以及解决措施。
        (1.国家能源榆次热电有限公司  山西榆次  030600;2.国家能源榆次热电有限公司  山西榆次  030600)
        摘要:本文主要介绍了一种在机组运行中,实现单侧电除尘室(及其前后烟道)隔离、检修的技术方案,同时提出了在静电除尘器的单侧隔离、恢复过程中的常见风险点以及解决措施。对有相似布置的单位实现在线处理电除尘故障有一定借鉴意义。
        关键词:电除尘器;单侧隔离;检修
        0引言
        电站电除尘器是火力发电厂必备的配套环保除尘设备,它的功能是将燃煤或燃油锅炉排放烟气中的烟尘颗粒加以清除,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。
        电站电除尘器内部结构庞大,机械、电气设备元件多,对安装、检修施工工艺要求高,同时电除尘器运行环境恶劣,出现故障的几率很高。当某一电场发生故障退出运行后,后部电场的参数被迫提高,会逐步发展为同室前、后串联的几个电场联锁故障,该电除尘室对烟气处理能力大幅下降,引起烟尘排放超标。然而,我国多数电站在运行中发生电除尘器内部故障后,由于常规布置方案在电除尘器前、后均未设置烟气隔离挡板,或隔离挡板不能可靠隔绝烟气等原因,无法实现单独将故障电除尘器隔离检修。随着国家对节能减排工作的不断深入,环保标准不断提高,多数电厂烟气排放参数直接接入当地环保监控系统平台。近年来,由于运行中电除尘器故障无法进行隔离检修,烟尘排放浓度超标导致机组被迫停运的事件屡见不鲜。本文介绍一种在机组运行中,成功实现将故障电除室隔离、冷却、检修的技术方案。
        1设备概况
        某燃煤电站设计为两台330MW供热机组,锅炉烟、风系统均为A/B侧布置。每台锅炉配置两台三分仓回转式空预器,两台SCR烟气脱硝反应器。除尘装置为双室五电场静电除尘器,除尘效率99.77%。两台静电除尘器出、入口均未设置烟气隔离挡板,电除尘器出口设置联络烟道,联络烟道未设置烟气隔离挡板(见下图)。该套电除尘装置在设计煤种下排灰量为35.67t/h。除灰系统采用国电环境保护研究院正压浓相气力输送系统。
       
        2单侧电除尘室隔离方案
        2.1电除尘器出口联络烟道安装临时插板
        由于两台电除尘器出口联络烟道未布置烟气隔离挡板,单侧电除尘室无法实现隔离。现采用在电除尘器出口联络烟道处安装一临时插板的方案,临时挡板到位后焊接固定,对临时挡板与烟道结合面进行封堵。
        2.2系统操作隔离
        因隔离单侧烟气系统,需提前对机组进行减负荷操作。然后逐步减小隔离侧引风机出力,同步调整隔离侧空预器出口二次风挡板,控制空预器出口烟气温度、空预器出口风温、炉膛负压等参数稳定,直至本侧引风机出力降至最低后将其停运。关闭隔离侧空预器出口二次风挡版以及空预器入口烟气挡板,实现烟气侧系统隔离。
        对于隔离侧送风机是否需要停运,形成两种方案:
        2.2.1不停运隔离侧送风机方案
        引风机停运及相关挡板操作完毕后即可,仍保留两台送风机运行。本侧送风机风量通过联络风道进入对侧空预器风道,本侧空预器二次风室有压力。
        2.2.2停运隔离侧送风机方案
        引风机停运及相关挡板操作完毕后,将隔离侧送风机停运。关闭送风机联络挡板,隔离侧空预器二次风室压力到零。
        2.2.3两种方案优缺点对比
        方案一优点:1)操作量小;2)隔离侧空预器二次风室始终处于有冷风压力状态,二次冷风通过空预器间隙漏入烟气侧,可以对从入口烟气挡板漏入的高温烟气进行稀释降温,有利于整个电除尘室的冷却。缺点:1)二次风通过空预器间隙漏入烟气侧,增加了烟气量,单台引风机最大带负荷能力下降;2)本侧空预器冷却介质多,冷却至较低温度,随后恢复受升温速率的限制,所需升温时间增加。
        方案二优点:1)隔离侧空预器烟、风侧全隔离,由二次风造成的空预器漏风量接近零,单侧系统隔离运行期间,机组接带负荷能力可适当提高,限负荷幅度减小;2)由于空预器入口烟气挡板不能完全阻断烟气的固有特性,仍会有少量高温烟气漏入隔离侧烟道,空预器转子温度维持在较高水平,利于检修后快速恢复。缺点:因空预器入口烟气挡板无法完全阻断烟气,漏入的少量烟气进入隔离侧电除尘室内仍具有一定温度,会影响电除尘室冷却效果。
        综合本厂实际情况最终采用方案一,其他单位可结合自己的设备状况尝试采用方案二。
        2.3检修后恢复
        电除尘器内部故障处理完毕,经相关验收试验合格后,可启动引风机恢复系统运行。
        通过调整本侧引风机出力以及空预器入口烟气挡板开度,控制通入隔离侧烟道内烟气量。SCR本体及催化剂允许烟气温升速度一般可达到10-15℃/min,但空预器允许温升速率较小,具体可结合各自单位实际情况。本厂空预器入口烟气温升速度控制在2℃/min,空预器电流虽有明显摆动现象,但未造成卡涩影响正常运行。
        3隔离操作风险点及预防措施
        3.1安装隔离挡板时掉落异物损伤引风机动叶片风险
        在电除尘器出口联络烟道上做开口切割、焊接以及安装临时隔离挡板时,掉落的焊渣或其他异物极易被烟道内较高的负压吸入,被高速烟气流带入引风机,给高速旋转的引风机叶片带来较大威胁,有损伤叶片的风险。因此在进行切割、焊接时推荐采用等离子焊接,并在施工过程中严格控制异物,防止被烟道内高负压吸入。
        3.2触发热控逻辑联动设备
        在隔离单侧烟气系统过程中,需要停运引风机,调整空预器入口烟气挡板、出口热风挡板等,空预器相关联锁设置较为繁杂。在操作过程中务必提前对相关逻辑熟知,提前退出部分联锁动作逻辑,避免误动。
        3.3空预器受热不均匀造成转子卡涩,电流摆动
        对于大型电站锅炉来说,配套的空预器转子体积庞大。单台空预器直径一般在10m以上,高度在2m以上。隔离单侧烟气系统过程中,如果空预器风室与烟室参数不能够协调控制,烟、风温度变化较大,会对空预器部分区域来形成涨缩不均匀的情况,动静部分摩擦增加,电流摆动甚至转子卡死。尤其是恢复过程中,空预器从接近冷态恢复运行,务必对空预器温升速率严格控制。措施:通过调节引风机动叶、入口调节挡板幅度控制烟气量,对几个最直观的参数加强监视控制,如空预器入口烟气温度,空预器出口烟气温度等;提前将空预期间隙放大,避免动静摩擦;
        3.4SCR喷氨系统的控制
        隔离、恢复电除尘过程中,隔离侧烟道内烟气量变化大,SCR喷氨控制不当易引起脱硝出口NOX的超标或氨逃逸大。措施:根据烟气量的变化及本侧出口NOX的变化,提前精确控制喷氨量。考虑采用方案一,尽量减小SCR反应器、空预器内烟气温度变化幅度。
        3.5引风机失速
        隔离侧风机负荷逐步减小,与对侧风机负荷偏差不断增加,易出现隔离侧风机失速。风机失速后对系统稳定性破坏,威胁机组运行。
        4结论及建议
        4.1在现有系统布置上,通过在电除尘器出口联络烟道处增加临时隔断插板,配合一系列系统操作,实现对故障侧电除尘器系统单侧隔离,根据各厂实际情况优选方案,成功地实现了机组运行中对故障电除尘器的单侧隔离、检修技术,避免机组因电除尘故障被迫停运。
        4.2由于环保设施处于的重要地位,建议对此类经典布置方案优化,可在电除尘器出口联络烟道增加联络挡板,便于系统隔离。
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