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电站锅炉电除尘内部检修之黑科技——缺陷无所遁形篇

一、概述

火力发电是我国最重要的发电方式,当前以不足50%的容量,承担60%以上的发电量。火电厂作为关系国计民生的重要工业单位,其安全稳定运行具有极大的经济效益和社会效益。

电除尘器是火力发电厂必备的配套设备,它的功能是清除燃煤或燃油锅炉所排放烟气中的颗粒烟尘,从而大幅度降低排入大气中的烟尘量,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。

为形成一个良好收尘环境,电除尘器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,而后净化气体通过出气口排入大气。

以一台600MW超临界直流锅炉为例,该锅炉校核煤质收到基灰份19.77%,热值22476kJ/kg,静电干式除尘器,双室四电场,除尘效率设计不低于99.6%。一电场:38个通道,39列阳极板,同极距400mm,三组吊挂,每组吊挂4块阳极板,深度方向(沿烟气流向)为5.7m;二~四电场:34个通道,35列阳极板,同极距450mm,二组吊挂,每组吊挂4块阳极板,每个电场深度方向(沿烟气流向)为3.8m。每组吊挂宽1.9m(沿烟气方向),由四块阳极板组成,每块阳极板的尺寸为:15000mm*475mm*1.5mm。阳极板总块数为5232块。每个单室宽约31m,深度方向约为19.3m(不含喇叭口)。具体电除尘型号:2BE459/2-4/38+3×34/400+3×450/15/3×4+6×4。断面外观简图,见下图。


电除尘水平断面图


电除尘纵向单列极板、吊挂示意图

电除尘器的主要功用是用于收尘,每次检修消缺,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,是一项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很好。电除尘的日常维护和检修,要面对五千多片阳极板,十万多支针刺线。单个阳极板高15m,阳极板间距在400450mm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200225mm之间。检修时,工作人员需挤进这个狭缝中,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,风险又高,使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。

受上述多种因素影响,机组启动电除尘投运后,内部发生如图34所示的各种情况,进而引起电除尘内部电场闪络、出力加不上去、电场本体短路等故障。严重时造成个别电场跳闸,完全退出运行,对电除尘器整体的出力和除尘效率产生较大影响,进而影响到电厂大气污染物烟尘指标的达标排放。所有这些内部的缺陷均无法在线处理,均需停炉后才能进入内部检查消缺。设备长期带病运行,将对电厂的环保达标和安全稳定生产带来巨大压力,并且还有可能要承担法律责任。


3 阴极线焊点脱开


4 阴极线断裂

随着大气污染污管控越来越严,排放指标越来越来高,为实现环保达标排放和有效管控,各企业电厂在管理上都进行了多方面尝试,诸如建立丰富完善的专项管理和检查制度、设立专门的管理小组、投入大量资金进行日常维护和更新改造等。

但是,从实际执行层面来看,电除尘器作为一个具备复杂空间结构的大型设备,由于内部结构及空间的特殊性,长期运行中存在个别阳极板变形、屏与屏之间间距不均匀、阳极板与针刺线的间距变动、振打器对极板和极线产生影响等问题。

外部运行环境的变化同样会为电除尘内部电场的稳定性产生影响:如脱硝改造及超低排放改造,大量使用氨作为还原剂脱硝后带来的副产品;烟气参数的变化,如温度、烟气组份的变化等。

为了解决和消除这些问题,检修人员需要在狭缝之间穿行,一边是布满芒刺的线,一边是阳极板,环境含尘量大、闷热、光线不足等因素对检查人员的健康状况、心理状态都产生较大影响。基础检修维护工作依然全部依赖人工,整体的安全性和稳定性远未达到我们所期望的目标和结果。以人工为主的检查,总会有抵达不到(或检查不到)的区域,这是电除尘器检修面临的通病。受这些诸多因素的影响和现实情况的约束,造成了电除尘内部问题的复杂性和频发性。

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。

二、问题解决系统

针对电除尘内部结构的特殊性,提出一种新的检查方案,并经实践检验,取得了良好的效果,如图5所示。