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摘要：文章介绍了华能重庆珞璜电厂2×360MW机组电除尘器因受燃煤煤质、场地限制采用“多维扩容技术”改造，改造后除尘效率由98.57%提高到99.94%以上，为西南地区燃用高硫煤同类设备的提效改造提供了成功的改造经验。
关键词：电除尘器；扩容技术；高频电源；双区结构；断电振打；节能控制 文献标识码：A
中图分类号：TM58 文章编号：1009-2374（2016）08-0030-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.016
1 工程概况
重庆华能珞璜电厂一期2×360MW机组，配套ALSTOM STEIN公司设计制造的亚临界参数、自然循环、双拱形单炉膛、“W”火焰、一次中间再热、平衡通风、露天布置、全钢结构、固态排渣燃煤汽包炉。除尘器原为法国ALSTOM生产的两台双列双室三电场电除尘器，于1992年投入使用。随着时间的推移，除尘效率逐年下降，现有除尘器已不能满足环保及机组稳定运行的要求。2010年10月进行了#2炉除尘器性能试验，入口粉尘浓度
59g/Nm3，除尘器出口浓度实测值179.4mg/Nm3，实际除尘效率99.57%。为此，电厂要求对电除尘器进行增效改造，本次由于受到场地条件的限制，工程改造难度大，工期又紧，经过福建龙净环保股份有限公司有关人员和专家多次研究讨论，最终确定了合理的改造方案。即采用多维扩容即加长、加高、加宽的方式实现电除尘器的扩容改造，同时辅以高频电源、断电振打及机电多复式双区等综合技术。实践证明，整个工程改造是成功的，经过性能测试考核，结果表明各项指标均达到或超过了设计要求，为西南地区其他燃用同类高硫高灰煤电厂锅炉配套电除尘器改造提供了成功的实践经验。
2 原电除尘器参数
3 改造要求及存在主要问题分析
3.1 原除尘器设备问题
3.1.1 性能不达标。由于近年燃煤市场的变化，珞璜电厂的燃煤与原设计值相差较大，尤其是燃煤灰分大幅上升，发热量大幅下降，使锅炉出口烟气量和烟气含尘量大大增加，造成除尘器出口排放浓度严重超标。2010年10月进行了#2炉除尘器性能试验，入口粉尘浓度59g/Nm3，除尘器出口浓度实测值179.4mg/Nm3，已远远不满足现今排放标准。
3.1.2 原除尘器设备状况。（1）烟气流量大幅提高，进口喇叭气流分布板磨损、变形明显，严重影响气流分布均匀性，导致电场内存在串流、涡流以及部分烟气流速过高现象；（2）阴、阳极系统变形，导致异极距偏移，抑制二次电压的升高；（3）由于运行时间久，导致部分振打机械结构失效，严重影响极板、极线的清灰效果；（4）实际运行温度高达170℃，导致烟道及除尘器入口风速过大，风速高达1.35m/s，严重影响收尘性能。
3.2 场地问题
原除尘器出口端引风机实行增引合一改造，引风机后移约10m，则在出口端增加电场，新增电场的立柱基础需要避开电缆沟，而且土建部分施工只能等停炉时才能开展，施工时间会受影响。
4 改造方案
4.1 改造方案选取
4.1.1 因本工程燃用的是高硫贫煤，其中Sar高达4.39%，灰硫比仅为94，采用低低温工艺存在一定的腐蚀风险，且西南地区尚无类似工程经验。故本程经综合考虑，决定以除尘器本体扩容、双区及高频电源技术应用于本工程，以满足烟囱20mg/Nm3的极限排放要求。
4.1.2 由于设计煤质的进口含尘浓度高达59g/Nm3，如此高的含尘浓度不仅会削弱电晕极附近的场强，而且极易造成前电场的“电晕封闭”，使得粉尘荷电不足，降低除尘效率，必须采取有效的技术措施防止“电晕封闭”的发生。因此，福建龙净环保股份有限公司采用了自主研发的“高频电源”对电场供电，采用“高频电源”可以轻松地将电流提高一倍，从而防止“电晕封闭”现象的发生。同时，高频电源能提供更高的输出电压，可达工频电源的1.3倍，有效增大电晕功率，提高除尘效率。
4.1.3 由于电厂燃用煤为低热值、高灰份的劣质煤（热值仅为18027kJ/kg，灰份Aar又高达36.6%），除尘器处理烟气量相比同类机组更大，处理飞灰含量也更大。另外，飞灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量较高（三者之和89.65%），相应粉尘的比电阻也比较高。而对除尘有利的碱金属Na2O的含量仅为0.66%，粉尘的体积性导电相对较差。所以针对这种情况，我们在末电场采用福建龙净环保股份有限公司特有的“机电多复式双区高效收尘技术”，使各区段的电气运行条件最佳化，以适应高比电阻粉尘，防止反电晕的发生，提高除尘效率。
4.1.4 根据煤灰特性和电除尘适应性分析，我们结合除尘效率高达99.93%的要求及现有的场地条件，提出了在原三电场除尘器出口端增加一个电场，并将原三电场阴阳极系统全部更换，同时极板加高至15.5m，并重新布置板排。阴阳极均采用顶部电磁锤振打技术，有效利用了原侧部振打系统浪费的壳体空间，最大限度地增加了原除尘器的收尘面积，形成了双列双室五电场除尘器的技术方案。在结构设计方面，利用两列除尘器中间平台楼梯的空间，采用了特殊的大圈梁钢结构设计，不但加大了高度，还合理利用中间楼梯平台，同时也加大了本体横断面，有效地降低了电场风速。
在珞璜电厂电除尘器改造项目中，除单纯采用加高加宽加长的改造方式之外，还综合应用了“高频”“双区”“断电振打”“反电晕自动检测功能”“节能控制”等机电一体化协同的提效改造技术，为该改造项目的成功奠定了基础。
4.2 电除尘器改造后主要技术参数
5 改造结果
改造后，珞璜电厂委托四川省电力工业调整试验所，对一期电除尘器进行了性能测试。测试结果主要数据如下：（1）气流分布均匀性指标≤0.2，达到良好水平；（2）1#炉除尘效率在负荷360MW下，进口烟气量1222050.8Nm3/h，入口浓度47.751g/m3，出口排放浓度29.54mg/m3，除尘效率99.94%；（3）2#炉除尘效率在负荷360MW下，进口烟气量1188264m3/h，入口浓度52.147g/m3，出口排放浓度30.82mg/m3，除尘效率99.94%。
6 经济效益和社会效益
6.1 经济效益
一般电除尘器的年运行成本包括设备的电耗费用、人工管理费及维护成本，而采用传统方案和常规运行模式的电耗费用占总费用80%以上。项目改造后，我们根据负荷和工况的变化，采用不同的运行模式做对比。在煤质稳定的情况下，经过一段时间的观察，发现排放浓度基本稳定。表3是从现场调取的数据计算得出的电除尘器不同运行模式下的功率，表中非节能模式的功率已隐含了采用高频、双区、新型节能电晕线和其他本体配置等节能措施的节能效果。
从表3可得出，一台300MW机组电除尘器在非节能模式的运行功率也是很低的，当运行在超级节能模式下效果最好，与在非节能模式下相比节能达55%以上，经济效益非常明显。总体来说，新型的节能控制系统能在保证除尘效率的情况下运行在最佳节能状态，大大满足节能提效要求。
6.2 社会效益
经过本次改造，由四川省电力工业调整试验所测试，除尘效率从改造前98.57%提高到现在的99.94%（实测），改造后在原来的基础上每年再减少粉尘排放1.66万吨以上，这对改善电厂附近区域大气环境质量、削减区域污染物排放将产生积极作用。
7 结语
通过本项目的成功改造，更加有利地证明，只要针对具体的工况条件和煤种适应性分析，方案选型得当，电除尘器是完全能够满足低排放要求的，且实际运行功耗相当低。特别是采用“多维扩容+黄金组合技术”，对于满足现今低排放标准和节能降耗方面有更加广阔的应用前景，具有较大的市场应用空间，尤其适用于西南地区燃用高硫高灰煤的旧电除尘器提效改造工程领域。另外，本项目采用EPC总包形式改造成功，对于后续同类型的电除尘改造也非常有借鉴意义。
参考文献
[1] 原永涛，林国鑫，宣伟桥，等.火力发电厂电除尘器技术[M].北京：化学工业出版社，2004.
[2] 黎在时.静电除尘器[M].北京：冶金工业出版社，1992.
[3] 四川省电力工业调整试验所.珞璜一期改造工程电除尘器改造后性能考核试验报告[R].2013.
（责任编辑：黄银芳）
关键词：电除尘器；扩容技术；高频电源；双区结构；断电振打；节能控制 文献标识码：A
中图分类号：TM58 文章编号：1009-2374（2016）08-0030-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.016
1 工程概况
重庆华能珞璜电厂一期2×360MW机组，配套ALSTOM STEIN公司设计制造的亚临界参数、自然循环、双拱形单炉膛、“W”火焰、一次中间再热、平衡通风、露天布置、全钢结构、固态排渣燃煤汽包炉。除尘器原为法国ALSTOM生产的两台双列双室三电场电除尘器，于1992年投入使用。随着时间的推移，除尘效率逐年下降，现有除尘器已不能满足环保及机组稳定运行的要求。2010年10月进行了#2炉除尘器性能试验，入口粉尘浓度
59g/Nm3，除尘器出口浓度实测值179.4mg/Nm3，实际除尘效率99.57%。为此，电厂要求对电除尘器进行增效改造，本次由于受到场地条件的限制，工程改造难度大，工期又紧，经过福建龙净环保股份有限公司有关人员和专家多次研究讨论，最终确定了合理的改造方案。即采用多维扩容即加长、加高、加宽的方式实现电除尘器的扩容改造，同时辅以高频电源、断电振打及机电多复式双区等综合技术。实践证明，整个工程改造是成功的，经过性能测试考核，结果表明各项指标均达到或超过了设计要求，为西南地区其他燃用同类高硫高灰煤电厂锅炉配套电除尘器改造提供了成功的实践经验。
2 原电除尘器参数
3 改造要求及存在主要问题分析
3.1 原除尘器设备问题
3.1.1 性能不达标。由于近年燃煤市场的变化，珞璜电厂的燃煤与原设计值相差较大，尤其是燃煤灰分大幅上升，发热量大幅下降，使锅炉出口烟气量和烟气含尘量大大增加，造成除尘器出口排放浓度严重超标。2010年10月进行了#2炉除尘器性能试验，入口粉尘浓度59g/Nm3，除尘器出口浓度实测值179.4mg/Nm3，已远远不满足现今排放标准。
3.1.2 原除尘器设备状况。（1）烟气流量大幅提高，进口喇叭气流分布板磨损、变形明显，严重影响气流分布均匀性，导致电场内存在串流、涡流以及部分烟气流速过高现象；（2）阴、阳极系统变形，导致异极距偏移，抑制二次电压的升高；（3）由于运行时间久，导致部分振打机械结构失效，严重影响极板、极线的清灰效果；（4）实际运行温度高达170℃，导致烟道及除尘器入口风速过大，风速高达1.35m/s，严重影响收尘性能。
3.2 场地问题
原除尘器出口端引风机实行增引合一改造，引风机后移约10m，则在出口端增加电场，新增电场的立柱基础需要避开电缆沟，而且土建部分施工只能等停炉时才能开展，施工时间会受影响。
4 改造方案
4.1 改造方案选取
4.1.1 因本工程燃用的是高硫贫煤，其中Sar高达4.39%，灰硫比仅为94，采用低低温工艺存在一定的腐蚀风险，且西南地区尚无类似工程经验。故本程经综合考虑，决定以除尘器本体扩容、双区及高频电源技术应用于本工程，以满足烟囱20mg/Nm3的极限排放要求。
4.1.2 由于设计煤质的进口含尘浓度高达59g/Nm3，如此高的含尘浓度不仅会削弱电晕极附近的场强，而且极易造成前电场的“电晕封闭”，使得粉尘荷电不足，降低除尘效率，必须采取有效的技术措施防止“电晕封闭”的发生。因此，福建龙净环保股份有限公司采用了自主研发的“高频电源”对电场供电，采用“高频电源”可以轻松地将电流提高一倍，从而防止“电晕封闭”现象的发生。同时，高频电源能提供更高的输出电压，可达工频电源的1.3倍，有效增大电晕功率，提高除尘效率。
4.1.3 由于电厂燃用煤为低热值、高灰份的劣质煤（热值仅为18027kJ/kg，灰份Aar又高达36.6%），除尘器处理烟气量相比同类机组更大，处理飞灰含量也更大。另外，飞灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量较高（三者之和89.65%），相应粉尘的比电阻也比较高。而对除尘有利的碱金属Na2O的含量仅为0.66%，粉尘的体积性导电相对较差。所以针对这种情况，我们在末电场采用福建龙净环保股份有限公司特有的“机电多复式双区高效收尘技术”，使各区段的电气运行条件最佳化，以适应高比电阻粉尘，防止反电晕的发生，提高除尘效率。
4.1.4 根据煤灰特性和电除尘适应性分析，我们结合除尘效率高达99.93%的要求及现有的场地条件，提出了在原三电场除尘器出口端增加一个电场，并将原三电场阴阳极系统全部更换，同时极板加高至15.5m，并重新布置板排。阴阳极均采用顶部电磁锤振打技术，有效利用了原侧部振打系统浪费的壳体空间，最大限度地增加了原除尘器的收尘面积，形成了双列双室五电场除尘器的技术方案。在结构设计方面，利用两列除尘器中间平台楼梯的空间，采用了特殊的大圈梁钢结构设计，不但加大了高度，还合理利用中间楼梯平台，同时也加大了本体横断面，有效地降低了电场风速。
在珞璜电厂电除尘器改造项目中，除单纯采用加高加宽加长的改造方式之外，还综合应用了“高频”“双区”“断电振打”“反电晕自动检测功能”“节能控制”等机电一体化协同的提效改造技术，为该改造项目的成功奠定了基础。
4.2 电除尘器改造后主要技术参数
5 改造结果
改造后，珞璜电厂委托四川省电力工业调整试验所，对一期电除尘器进行了性能测试。测试结果主要数据如下：（1）气流分布均匀性指标≤0.2，达到良好水平；（2）1#炉除尘效率在负荷360MW下，进口烟气量1222050.8Nm3/h，入口浓度47.751g/m3，出口排放浓度29.54mg/m3，除尘效率99.94%；（3）2#炉除尘效率在负荷360MW下，进口烟气量1188264m3/h，入口浓度52.147g/m3，出口排放浓度30.82mg/m3，除尘效率99.94%。
6 经济效益和社会效益
6.1 经济效益
一般电除尘器的年运行成本包括设备的电耗费用、人工管理费及维护成本，而采用传统方案和常规运行模式的电耗费用占总费用80%以上。项目改造后，我们根据负荷和工况的变化，采用不同的运行模式做对比。在煤质稳定的情况下，经过一段时间的观察，发现排放浓度基本稳定。表3是从现场调取的数据计算得出的电除尘器不同运行模式下的功率，表中非节能模式的功率已隐含了采用高频、双区、新型节能电晕线和其他本体配置等节能措施的节能效果。
从表3可得出，一台300MW机组电除尘器在非节能模式的运行功率也是很低的，当运行在超级节能模式下效果最好，与在非节能模式下相比节能达55%以上，经济效益非常明显。总体来说，新型的节能控制系统能在保证除尘效率的情况下运行在最佳节能状态，大大满足节能提效要求。
6.2 社会效益
经过本次改造，由四川省电力工业调整试验所测试，除尘效率从改造前98.57%提高到现在的99.94%（实测），改造后在原来的基础上每年再减少粉尘排放1.66万吨以上，这对改善电厂附近区域大气环境质量、削减区域污染物排放将产生积极作用。
7 结语
通过本项目的成功改造，更加有利地证明，只要针对具体的工况条件和煤种适应性分析，方案选型得当，电除尘器是完全能够满足低排放要求的，且实际运行功耗相当低。特别是采用“多维扩容+黄金组合技术”，对于满足现今低排放标准和节能降耗方面有更加广阔的应用前景，具有较大的市场应用空间，尤其适用于西南地区燃用高硫高灰煤的旧电除尘器提效改造工程领域。另外，本项目采用EPC总包形式改造成功，对于后续同类型的电除尘改造也非常有借鉴意义。
参考文献
[1] 原永涛，林国鑫，宣伟桥，等.火力发电厂电除尘器技术[M].北京：化学工业出版社，2004.
[2] 黎在时.静电除尘器[M].北京：冶金工业出版社，1992.
[3] 四川省电力工业调整试验所.珞璜一期改造工程电除尘器改造后性能考核试验报告[R].2013.
（责任编辑：黄银芳）