燃煤发电机组超低排放后影响烟尘波动原因研究与分析
摘 要： 根据现阶段燃煤发电机组除尘器、锅炉燃烧、运行方式、机组吹灰等的调查研究，对静安装电除尘器的电厂及生产流程、运行调整经验的考察，察看电厂电除尘器、机组燃烧优化控制系统调节措施使用运行情况，得出影响电除尘器排放烟尘波动原因分析。
关键词： 火电厂； 电除尘器 ；粉尘波动；原因分析
Causes of Flue Dust Fluctuation Affected by Ultra-Low Emission of Coal-fired Generators
research and analysis
Li Cong, Li Ruishan, Zhang Hao, Li Jingquan
(Datang International Toketo Power Generation Co., Ltd., Inner Mongolia Toketo 010206)
ABSTRACT: According to the investigation and study of dust collector, boiler combustion, operation mode and unit soot blowing of coal-fired generating set at present, the power plant
with static installation of ESP and its production process and operation adjustment experience are investigated, and the operation situation of regulation measures of ESP and unit combustion optimization control system in power plant is inspected, and the reasons affecting the fluctuation of ESP emission are analyzed.
Key words: thermal power plant; electrostatic precipitator; dust fluctuation; cause analysis
1、引 言
随着我国环境治理力度逐步加大，环保法律、法规越来越严格，大气十条、环保法相继出台，2014年国家三部委又发布了关于环保超低排放的最新要求，对电力企业的污染物排放标准要求越来越提高，其中主要重点是粉尘和面源污染的排放，超低排放要求粉尘排放必须小于10mg/nm3,这要求燃煤电厂除尘器必须高效稳定运行。北方燃煤电厂大部分采用的均是电除尘器，电除尘器在运行过程中所出现的问题普遍性、共同性很强，为此很多电厂做了大量的工作。如除尘器的供电系统改造；改造电除尘器后台控制系统；提高电除尘电压电流，减少对脱硫系统的污染，在保证效率和排放达标的情况下，前端机组锅炉燃烧调整、机组配煤掺烧、机组日常吹灰等对除尘器的排放影响逐步提上日程。
锅炉燃烧是一个发电厂技术含量较高、调整难度较大的科目，它包含锅炉磨煤机运行方式调整、锅炉一次风、送风机匹配调整、锅炉二次风、炉底燃尽风根据机组负荷实现实时调整、锅炉吹灰、机组负荷升降速率的变化、机组氧量变化、机组异常工况等，均对除尘器是一个较大的考验。
2 锅炉运行对电除尘器的影响
除尘器是电厂必须配置的主要除尘设备，除尘器设计选型参照当地设计煤种和锅炉效率而确定，锅炉燃用煤种中灰分、水分、挥发分、硫份、飞灰比电阻、飞灰含碳量等对除尘器影响较大，燃用与设计煤种偏差较大煤种对机组锅炉燃烧及运行工况影响不可估量，机组磨煤机运行方式、机组灰量加大吹灰频次增加、一次风和二次风比例上升、机组炉膛燃烧温度降低、机组燃尽风、机组氧量变化、机组异常工况、机组磨煤机运行方式变化等要素导致锅炉燃烧不能达到设计要求则影响其电除尘器设备的高效运行，甚至于影响机组达标排放或者超标。
2.1 锅炉燃用煤种的影响
由于现在电厂燃煤采购主要考虑价格因素，电厂燃用煤种选取范围较大，有时多达20余种煤种，飞灰比电阻、灰分、硫份、灰熔点等波动造成锅炉的烟气量、磨煤机出口温度、一次风、二次风温度、燃尽风量及粉尘浓度等发生变化。现在多数电厂实际煤种比设计煤种灰分、硫分、水分偏高，灰熔点较低，燃烧煤种和实际入炉煤种偏差大，超出除尘器捕获烟尘的范围,为了提高电除尘粉尘捕捉能力不得不提高电流和电压，导致电除尘耗电率急剧上升。
烟尘中AL2O3和SiO2这两种成份的和达到45%时，粉尘难以吸附在电除尘极板极线上，电除尘振打机构难以进行清灰作业，造成电除尘器火化率上升、二次电压电流急剧下降，除尘器控制系统处于电流电压限制状态下运行。粉尘排放急速上升，完全处于直排阶段。
针对上述现象，要求在运行方式上做实时调整，利用低负荷时段对高火化率电场进行振打清灰，将极板极线上积灰及时进行清灰作业，利用机组检修机会对电除尘极板极线检修彻底清灰，保证电除尘效率达到额定出力。
2.2 烟道漏风的影响
esp电吉他锅炉烟气进入电除尘之前、之后烟道漏风直接影响机组引风机电率，导致电除尘内部风速发
生变化，电除尘效率随之下降，电除尘极板极线难以捕捉粉尘，粉尘随之烟气直接进入脱硫系统，排放绩效下降，不能达标排放。
2.3锅炉燃烧影响
锅炉燃烧一次风和二次风配比、炉底燃尽风、磨煤机运行方式、机组吹灰等的直接影响烟气中的粉尘含量变化，尤其是磨煤机煤种R90颗粒度超过30%将直接影响灰中颗粒度的变化，电厂锅炉烟气中飞灰可燃物含量达5％以上时，会导致烟尘中火化率上升，极板极线难以捕捉，除尘效率下降。
磨煤机出口风温较低时直接影响锅炉炉膛燃烧温度，带来的后果将是磨煤机堵磨和锅炉燃烧不充分，导致飞灰中含碳量较高，除尘器不能正常捕捉。
锅炉燃烧低熔点煤种，熔点达到1100度以下时，锅炉极易结焦，加上燃尽风和二次风配比不当，将导致锅炉二次结焦，从而带来机组吹灰次数增加，机组空预器堵灰严重，吹灰次数增加时，严重影响除尘效率。
2.4 锅炉吹灰的影响
锅炉燃烧不充分或燃用劣质煤导致机组空预器堵灰严重，吹灰次数增加，除尘器比集成面积小于9万平方米时、电除尘前端气流均布板破损严重，导致烟气分布不均匀，气流冲刷较大，电除尘难以收集粉尘。
2.5 电除尘器进、出口烟道的积灰
机组燃用煤种灰分较大时导致电除尘器进、出口烟道积灰严重，积灰较多时，粉尘随着烟气直接进入电除尘，导致除尘器内部二次飞扬严重，除尘效率下降，严重时，会导致烟道承压受限，有垮塌风险。
2.6 机组脱硝投入后的影响
随着国家对燃煤发电机组超低排放要求越来越严格，要求所有燃煤机组必须全程投入脱硝，脱硝投入后，由于是新兴技术路线，运行经验和运行调整方法，需要长时间不断摸索，脱硝投入后，氨逃逸率尚处于不断摸索阶段，氨逃逸率上升势必造成灰中氨量较大，导致硫酸氢氨含量上升，在电除尘极板极线上附着较多，造成除尘效率下降，除尘器排放浓度较高。
3、烟气中含水率对电除尘器烟尘波动的影响
燃煤中含水率上升，导致粉尘中粉尘集电效果变差，含水率较高时，导致仪表计算标准发生变化，折标数值偏大，有超标风险。
4.引风机运行方式对除尘器粉尘波动的影响
由于机组引风机随机组负荷速率的变化上升和下降，速率变化较大时，灰导致锅炉烟道聚集的粉煤灰急剧上升，导致粉尘波动较大，遇到引风机失速时，短时间会导致粉尘超标，机组正常运行中引风机速率变化不允许超过1.5MW。
5、磨煤机运行方式对粉尘波动的影响
磨煤机是机组运行过程中最主要的锅炉辅机，正常运行中为下层两台磨、中层两台磨、上层两台磨运行，运行过程中出现任一台磨跳闸，将导致机组负荷波动，机组会迅速降负荷，导致机组氧量变化较大，粉尘瞬时会上涨，尤其是上层磨跳闸或降低负荷过程中停磨，将会导致粉尘波动较大。
6、火花率的控制
火化率较高时，电除尘反电晕上升，导致电流电压下降，随之而来的是除尘效率下降，粉尘上升，不及时控制火化率上升，会导致除尘器除尘能力急剧弱化。