煤粉锅炉静电除尘器存在的问题及应对措施

Problems and Countermeasures of Electrostatic Precipitator for Pulverized Coal Boiler

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2022.06.014

吴吉 Ji WU , 娄伦武 Lunwu LOU , 李绍军 Shaojun LI

贵州赤天化桐梓化工有限公司贵州桐梓 563200 Guizhou Chitianhua Tongzi Chemical Industry Co., Ltd., Tongzi, Guizhou 563200, China

摘要：

煤粉锅炉烟气脱硝装置NH₃逃逸率高，逃逸的NH₃与烟气中的SO₂反应生成黏性较强的NH₄HSO₃，并随烟气进入电除尘器中，因操作调整不及时、检修不彻底，造成电除尘器的除尘效率下降。通过采用提高煤粉锅炉燃料煤中的烟煤比例、调整电除尘器电场投入顺序、减小燃料煤的粒径、及时调整烟气脱硝装置还原剂的用量等措施，提高了静电除尘器的除尘效率，实现了静电除尘器的长周期、稳定、高效运行。

关键词：

煤粉锅炉; 静电除尘器; 除尘效率; 烟气脱硝; 亚硫酸氢铵;

Abstract：

The NH₃ escape rate of the flue gas denitration device of the pulverized coal boiler is high, and the escaping NH₃ reacts with SO₂ in the flue gas to generate NH₄HSO₃ with strong viscosity, which enters the electrostatic precipitator with the flue gas. The dust removal efficiency of the electrostatic precipitator decreases due to untimely operation adjustment and incomplete maintenance. Through measures such as increasing the proportion of bituminous coal in the fuel coal of pulverized coal boiler, adjusting the electric field input sequence of the electrostatic precipitator, reducing the particle size of the fuel coal, and timely adjusting the amount of reductant used in the flue gas denitration device, the dust removal efficiency of the electrostatic precipitator is improved, and the long-term, stable and efficient operation of the electrostatic precipitator is realized.

Keyword：

pulverized coal boiler; electrostatic precipitator; dust removal efficiency; flue gas denitration; ammonium bisulfite;

贵州赤天化桐梓化工有限公司(以下简称贵州桐梓化工公司)3×220 t/h煤粉锅炉于2010年10月开始逐步投运，锅炉烟气脱硝装置布置在锅炉高温省煤器和上级空气预热器之间。

贵州桐梓化工公司目前主要污染物排放执行的是国家标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)，指标为：NO_x质量浓度＜100 mg/m³(标态)，SO₂质量浓度＜400 mg/m³(标态)，烟尘质量浓度＜30 mg/m³(标态)。

1 静电除尘器简述

贵州桐梓化工公司1^#~3^#锅炉机组由DGJ-220/9.8-Ⅱ6型煤粉锅炉组成，该锅炉为高温高压、单炉膛、自然循环、“∏”型露天布置、平衡通风、四角喷燃、固态风冷干式排渣、全钢架悬吊结构汽包炉，燃料煤为桐梓当地的无烟煤。单炉最大连续蒸发量为220 t/h，按设计煤种的最大连续蒸发量(BMCR)工况计算，单炉排灰量为9.2 t/h，系统设计出力为单炉排灰量18.4 t/h。采用TGD144-4型静电除尘器，每炉配1台单室4电场，每个电场1只灰斗，共有4只灰斗。

2 存在的问题

经过一段时间的运行，过量的NH₃与烟气中的SO₂反应后会生成黏性强的NH₄HSO₃，并随烟气传递到各处，灰尘长期沉积后，出现运行调整失当、检修不到位、阴阳极板短路、灰斗满灰导致阳极板变形、振打装置故障等问题，导致静电除尘器除尘效率下降，无法达到烟尘质量浓度小于30 mg/m³(标态)的排放指标要求。

3 改进措施

3.1 适当提高烟煤配比

贵州桐梓化工公司3台煤粉锅炉采用北方烟煤与桐梓当地无烟煤掺烧的方式运行。由于北方烟煤中硫质量分数一般小于1%，提高烟煤掺烧比例后，燃料煤中硫含量降低，燃烧生成的SO₂减少，因此SO₂和还原剂NH₃生成NH₄HSO₃的量下降，减轻了NH₄HSO₃在空气预热器、脱硝催化剂、静电除尘器的沉积和堵塞，提高了除尘效率。目前通过配煤，实现北方烟煤最大掺烧比例为30%。

3.2 提高冷端温度

经检查发现，布置在静电除尘器后的引风机叶轮上未曾出现NH₄HSO₃聚集，只在电除尘器内部出现过。既然NH₄HSO₃在空气预热器、脱硝催化剂的沉积和堵塞无法避免，为避免其在静电除尘器中沉积影响除尘效率，在送风机入口加热空气，提高冷端温度(锅炉排烟温度+空气预热器入口冷风温度)在190 ℃以上，降低排烟温度和进入静电除尘器的烟气流速(烟温与烟气流过电除尘器径向流速成正比，能影响静电除尘器的收尘面积)，从而提高静电除尘器对烟气中飞灰的捕捉、收集能力，达到降低烟尘含量的目的。

3.3 调整静电除尘器电场的投入顺序

1^#、2^#电场为主力电场，承担85%的除尘负荷。一般静电除尘器达到运行条件后，4个电场全部投入运行。因为烟气中的污染物无法减少，现调整静电除尘器电场的投入顺序，初期先由2个电场来承担，以减轻另外2个电场的污染，即初期先投中间的2^#、3^#电场，负荷逐步提高到一定值后再全部投入4个电场。

3.4 减小煤粉粒径

从NO_x的生成和还原两个过程考虑煤粉粒径对NO_x的影响。首先，随着煤粉粒径的减小，煤粉升温速率加快，挥发分析出速率和体积分数提高，快速燃烧后燃烧区域会出现较大的贫氧区，即煤粉颗粒表面形成更加强烈的还原性气氛；其次，煤粉粒径减小后增大了煤粉的比表面积，增强了煤粉对NO_x的还原过程，NO_x的体积分数呈下降趋势，减少了与烟气中SO₂反应生成NH₄HSO₃的可能性，降低了反应速率。目前煤粉粒径R₉₀控制在8%以内。

3.5 静电除尘器采用间断振打方式运行

静电除尘器采用连续振打方式时，不仅会产生二次扬尘，而且长期运行后造成设备磨损、故障率升高。实际生产中可根据静电除尘器内部粉尘浓度调整振打频次，当粉尘浓度较高时投用连续振打模式，否则投用间断振打模式。

3.6 加强静电除尘器维护

静电除尘器停运前，加强输灰，彻底清理。静电除尘器多数采取静态空升试验，贵州桐梓化工公司静电除尘器的二次电流额定值为1 200 mA，试验时只能升至800~1 000 mA，一次电压最高升至55 kV(设计值为72 kV)，若电场内部沉积物无法彻底清理干净，说明极板间距或整个框架(存在变形)并未调整到位。另外，加强对静电除尘器入口分布挡板的检查和清理，保证进入电场的烟气分布均匀。目前已联系专业维保单位完成了调校。

3.7 对静电除尘器进行技改

在静电除尘器入口增设预电场，提高进入静电除尘器的飞灰携带电荷的能力，便于后序电场对飞灰的捕捉。另外可将4^#电场改造为可旋转刮灰电场，下部配备清灰装置，既可增大收尘面积，又可减轻二次扬尘。

3.8 加强前端脱硝还原剂用量的控制

根据出口烟气中NO_x的含量，及时调整脱硝还原剂的用量，减少NH₃逃逸，避免过量的NH₃与烟气中的SO₂生成NH₄HSO₃。

通过优化调整，静电除尘器除尘效率得到提高，确保了静电除尘器的长周期、稳定、高效运行。