电除尘器火花率高专项技术分析

电除尘器火花率高专项技术分析

余子炎1 梁达扬1

( 1.广东红海湾发电有限公司，广东 汕尾 ，516623 ）

【摘 要】：某发电厂电除尘器采用低低温电除尘器，运行中多次出现火花率高情况。本文结合近期内部检查发现的问题，从电除尘本体设备、烟气性能参数及设备运行操作三个方面展开分析，探讨造成电除尘器火花率高的原因及解决措施。

【关键词】：电除尘器；火花率

1. 设备概况

某发电厂2018年完成超低排放改造，电除尘器采用低低温电除尘器。随着烟气排放小时均值在线数据要求越来越严格，这就要求环保设施必须处于百分百可靠运行状态，所以电除尘电场的运行稳定性对于粉尘超低排放至关重要。而电除尘器火花率高时严重影响了电场稳定的运行，甚至出现电场退备，导致电除尘除尘效率降低。

2022年以来，该厂1-4号机组累计每年发生电除尘器火花率高或相关缺陷20余起，均造成对应整流变临时退投，对电除尘器整体运行稳定性影响较大，停机窗口期内检查主要有二种情况，一是电除尘本体设备缺陷；二是电气设备缺陷。电气设备缺陷暂不展开论述，本文将结合2023年2号机组A修和2024年1号机组A修期间对电除尘内部检查发现的问题，从电除尘本体设备、烟气性能参数及设备运行操作三个方面展开分析，探讨造成电除尘器火花率高的原因及解决措施。

2. 原因分析

电除尘器火花放电不同于正常运行时的电晕放电，在电场投运的过程中，当高压引入高压直流电达到某一个电压分界点，电除尘阴极就会瞬间发生火花，阴阳极间距击穿，并伴有巨响的放电声音及火花四溅，严重的话相当于阴阳极接通，造成阳极板烧穿。具体从电除尘器上位机控制画面可以看到，二次电压和二次电流瞬间下降，就地表计频繁摆动。即当整流变出力一定时，阴阳极间距越小，越容易出现上述击穿现象。结合2023年2号机组A修和2024年1号机组A修期间对电除尘内部检查发现的问题，造成电除尘器火花率高的原因如下：

2.1电除尘本体设备缺陷

2.1.1阳极板损坏

阳极板型号 BE-C.15，SPCC 材质，厚度 1.5mm，尺寸 0.475*15m，单块间通过限位卡扣连接，运行中，卡扣可能松脱，导致阳极板容易出现局部变形，进而导致阳极板与阴极线间距过小，容易造成电场对应整流变出现火花率高现象。如图1所示，阳极板底端限位装置松脱后，阳极板与阴极框架搭接。

图1 阳极板底端限位装置松脱

2.1.2阴极线损坏

阴极线损坏主要表现为运行中阴极线断裂，由于该厂阴极线安装采用穿管式的安装方式，且为多根并排安装，因此不易出现阴极线断裂，即使发生断裂，阴极线单根直径8mm的实心圆钢，不易弯曲，造成阴极线与阳极板搭接的故障的风险低。

现场检查阴极线损坏的主要形式为阴极线框架偏移。由于阴极线框架为悬吊结构，运行中容易随烟气冲刷发生摆动，当阴极线框架偏移量较大时，阴极线与阳极板间距减小，容易造成电场对应整流变出现火花率高现象。如图2所示，阴极线框架发现偏移，阴极线与阳极板件间距过近。

图2阴极线框架发现偏移

2.1.3杂物入侵或结构部件脱落

设备运行中，电场内部为封闭结构，且入口已安装圆孔型烟气均布板，因此杂物入侵概率极小，但停机检修时，如电场内部残留金属工器具或金属施工物料，则容易造成电场对应整流变出现火花率高，甚至短路。同时，由于阳极板框架、阴极线框架部分部件为焊接或螺栓连接，受顶部振打器影响，部件松脱后掉落至电场内部，也可能造成电场对应整流变出现火花率高，甚至短路。

2.1.4阳极板、阴极线裹灰严重

电除尘器运行中，阳极板、阴极线外部积灰需通过顶部振打器间断敲打清除，如振打器因故障失效或振打效果不佳，则会导致阳极板或阴极线外部严重裹灰，进而导致阴极线与阳极板放电间距减小，容易造成电场对应整流变出现火花率高。如图3所示，阳极板、阴极线裹灰严重。

图3阳极板、阴极线裹灰

2.2烟气性能参数异常

电除尘是根据燃烧煤种及锅炉运行工况进行设计安装的，规定了其适用的煤种（包括含硫量、水分、灰分等）、锅炉排烟温度、烟气量、湿度、粉尘含量及粉尘特性等，当锅炉掺烧煤种超出设计煤种限值或锅炉实际运行工况偏离设计参数较大时，将对电除尘运行产生较大影响，容易出现电场火花放电的情况。

粉尘的性质主要取决于粉尘的化学成分、物相结构、理化特性和粉尘浓度、比电阻、粒径分布及形状、大小、密度、粘附力等。如烟气中水分过大，虽然对电除尘器的性能不会有不利影响，但大量水蒸气随着粉尘的荷电沉积在收尘极板上，由于含水量大粉尘粘附性发生变化，变得越来越不易振打清理掉，使裹灰越来越厚，异极距变小，产生火花放电，灰层发生局部电离，严重影响电场正常运行。

如2022年5月，燃煤掺烧灰份高达30%，远大于设计煤种灰份19.87%，导致电除尘内多个电场出现火花率波动。且该厂经超低排放改造后，电除尘入口烟温控制在82~88℃，粉尘粘附性增强，电场极板、极线更易发生裹灰。

2.3设备运行操作不当

电除尘运行时，通过调整整流变输出电流极限来调整电场出力，当调高整流变输出电流极限时，单位量粉尘荷电量增加，阳极板对粉尘吸附力增强，除尘效率也相应增加。因此，为确保电除尘高效、节能运行，运行人员需要根据粉尘特性变化，及时调整电除尘各整流变运行参数。

当电除尘入口粉尘浓度过高时，如单一电场调整出力过高，单位时间内，粉尘荷电量过大，则容易产生火花放电。

3. 预防/纠正措施

1）机组检修窗口期内，彻底排查阳极板、阴极线状况，发现变形或损坏及时修复。

2）严格按照操作规范排查振打器运行状况，并按标准调整振打器振打高度及振打同心度。

3）机组检修窗口期内，严格执行出入登记制度，工作结束时严格落实“工完料尽场地清”。

4）合理调整掺烧煤种参数，避免实际参数远远偏离设计参数的工况。

5）运行人员加强电除尘器入口粉尘参数监查，根据粉尘特性，合理调整各电场出力。如二电场出现火花率高时，可适当降低对应整流变出力，同时提高三电场出力，确保除尘效率。

4. 结论

造成电除尘器火花率高的因素多且复杂，一方面设备本体缺陷会造成阳极板与阴极线间距缩小，从而产生火花放电；另一方面，受烟气性能参数或运行操作影响，也会产生阳极板、阴极线裹灰，粉尘荷电量过大等容易触发火花放电不利因素。同时，电气设备缺陷也是造成火花率高的常见因素。在缺陷处理过程中，需要秉持系统性思维，逐一排查缺陷因素，方可有效处理。

作者简介：余子炎(出生年月：1969年4月)，籍贯：广东饶平，性别：男，职称：热能动力正高级工程师，学位：学士，从事的工作或主要研究方向：电力环保、电力化学等