適應新煙塵排放標準的電除塵集成技術

 工程概要 
　　柳鋼燒結機機尾配備一臺190 m2雙室三電場電除塵器。據近的電除塵進行性能測試報告，電除塵器煙塵實際排放濃度在80 mg/Nm3左右。根據國家的排放標準，柳鋼燒結機機尾電除塵器目前已不能滿足國家的排放要求。因此，需要對原靜電除塵器進行增效改造，滿足煙塵濃度小于30 mg/Nm3的要求。由于目前電除塵排放水平比較穩定，電除塵運行良好，廠方希望通過電除塵器電氣系統改造及必要的本體維修，降低電除塵器排放，達到減排目的。 
　　2 改造方案 
　　2.1 柳鋼燒結機機尾190 m2電除塵改造方案的可行性分析 
　　從目前收到的資料分析，電除塵運行相對穩定，電氣設備除個別電場外大部分運行正常，從燒結機機尾粉塵分析，目前的粉塵比電阻較低，對于此種性質的粉塵，能量的注入與電除塵的排放呈負相關，即能量注入越高，電除塵排放越低。從各電場的電氣讀數看出，電除塵的二次電壓和二次電流還是被限制在一個比較低的水平上，同時現有電除塵的控制水平不高，無法實現的火花跟蹤控制，充電優化等的控制功能，因此需要ALSTOM的高頻電源和EPICIII控制器組合來達到大幅度減排的目的。另一方面很可能電除塵本體存在問題，如氣流分布與煙氣短路，陽極振打效果不佳，以及可能存在的輸灰系統漏風，因此建議由阿爾斯通工程師進行電除塵本體檢查以及氣流分布試驗來提高。如果解決了電除塵目前存在的問題，通過電除塵電氣改造是可以取得一定的減排效果的。 
　　改造思路在于通過安裝ALSTOM的高頻電源和EPICIII控制器，大幅度提高電暈電流和二次電壓即能量注入，從而明顯改善粉塵荷電能力和極板的收塵能力，提高電除塵整體的除塵效率。同時運用ALSTOM高頻電源自帶的控制器和EPICIII控制器優化調試電氣運行參數及降功率振打優化，從而避免極板積和電暈肥大的現象的發生，確保電除塵、和穩定運行。 
　　2.2 柳鋼燒結機機尾190 m2電除塵的改造方案 
　　2.2.1 電除塵本體改造方案 
　　建議利用停機機會由ALSTOM工程師對電除塵進行本體檢查，通過本體檢查的結果對電除塵機械本體進行必要的維護，使電除塵本體保持良好的工作狀態。電除塵本體改造方案如下： 
　　①殼體。 
　　現有電除塵器殼體保留。如果在對現有電除塵器檢修過程中發現某些部位需要修補，則進行相應維修，根據實際設計工況要求殼體上布置相應的槽鋼加強筋，外頂蓋板采用防滑花紋鋼板設計。 
　　②進口喇叭及其氣流分布板。 
　　現有進口喇叭利舊，重點對進口側氣流分布情況，是否存在煙氣短路情況進行檢查。建議采用ALSTOM氣流分布測試儀如圖1所示，對現有電除塵進行氣流分布試驗，并在在安裝調試時進行氣流分布實驗進一步優化氣流分布，確保整個電除塵器運行時的氣流分布狀態。 
　　③陰陽極系統。 
　　現有電除塵器陰陽系統利舊，并檢查陰陽極系統，根據實際情況更換極板、極線和振打裝置，以恢復電除塵本體正常運行。 
　　④輸灰系統。 
　　現有電場灰斗輸灰系統利舊，但需做必要的檢查及調整確保漏風符合要求。 
　　2.2.2 電除塵電氣改造方案 
　　電除塵器設計選型理論均基于Deutsch-Anderson公式： 
　　η=1-e■。 
　　其中： 
　　η為電除塵器收塵效率（%）； 
　　e為自然常數，取2.718； 
　　wk為驅進速度，m/s； 
　　A為電除塵器有效收塵面積，m2； 
　　Q為煙氣流量，m3/s。 
　　在其它條件不變的情況下，通過安裝高頻電源可以有效提高能量注入水平從而提高粉塵驅進速度。電除塵*電場供電分區安裝高頻電源SIR4-85kV/1 200 mA替換現有常規T/R變壓器和高壓控制柜，后兩個電場供電分區安裝EPICIII控制器，并利舊低壓控制柜。在本體狀況良好的情況下，對于中比電阻粉塵，電場安裝高頻電源，能大幅度提高電暈電流和二次電壓即能量注入，從而提高粉塵的荷電能力和極板的收塵能力即提高電除塵收塵效率，同時通過高頻電源自帶的控制器和EPICIII控制器優化調試控制參數及降功率振打避免極板積灰和極線肥大的現象的發生，從而提高電除塵整體的收塵效率并保持較低穩定排放。電氣改造還將安裝ALSTOM上位機系統ProMoIII，建立基于以太網的控制網絡。 
　　2.3 電除塵本體及電氣系統配置 
　　電除塵本體系統與原系統相同，只需更換某些損壞的備件，或對目前可能影響煙氣短路的擋板進行增補，如果輸灰系統問題，那么也需要進行修復。電氣方面，由電除塵控制系統管理整個電除塵工藝過程，由高頻電源SIR，整流變、高壓控制柜、低壓電氣控制設備、計算機網絡、終端系統組成。采集現場信號，完成電氣設備的順序控制、過程回路控制、設備運轉操作、設備監視和報警等基本功能。同時通過安裝上位機軟件實現遠程優化功能。電除塵控制系統圖如圖1所示。 
　　3 實現方案 
　　柳鋼燒結機機尾190 m2電除塵電氣系統的改造實現方案如下。 
　　3.1 電除塵本體技術介紹 
　　作為ALSTOM粉塵控制設備的電除塵器發展至今，在世界各地的電力、冶金、水泥、造紙等行業應用已達4 000多臺，ALSTOM擁有世界各地眾多的ESP工程應用經驗及技術數據，并在多個工廠對原有類型電除塵器進行升級改造，滿足用戶對節能減排的需求。 
　　目前，ALSTOM電除塵器技術存在FAA、FPA、FTA等多種設計方式，可以根據工藝狀況的不同進行選型，其中FAA的本體設計技術已轉讓給國內的菲達公司，目前在中國各工業領域有的應用業績，而FPA、FTA等結構則由ALSTOM公司自行設計、制造、安裝，應用于國內部分電力、造紙工業等領域。 
　　3.2 高壓供電及控制系統改造方案 
　　將電場供電分區的振打控制回路改造并分別接入高頻電源SIR4和EPICIII控制器。改造后控制系統將實現高低壓的統一集中控制，同時建立以太網控制網絡，并加裝ProMoIII上位機控制站。 
　　3.3 網絡監控系統方案 
　　通過由ALSTOM公司開發的運行員操作/工程師維護站ProMoIII分別對電除塵安裝的高頻電源SIR4和配備EPICIII控制器的高壓控制柜實現監控，包括：電場高壓側的電壓電流運行參數、電場振打系統的運行參數、電場火花率，電場出現的報警、跳閘故障等。 
　　如果將上位機接入到因特網，則可以通過ALSTOM公司位于中國及瑞典的技術中心，對控制器進行實時的遠程優化控制。高頻電源與控制器發揮佳的性能。 
　　4 結 語 
　　通過采用化技術運用的方式，能有效地改善整個運行速度與綜合控制，在發展中能收到良好的效果。