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摘要：某热电厂2 号炉原有的2 台双室四电场静电除尘器除尘效果不理想，因此将第4 电场改造为旋转极板形式：极板采用骨架蒙皮结构，利用不锈钢丝制造清灰刷清灰，所有传动轴承设置在除尘器壳体之外，传动链条采用标准传动链条等；同时还对第1 电场电源、电除尘控制系统等进行了改造。改造后2 号炉排出的粉尘量明显减少，除尘效率达99.9%。
关键词：电除尘器；旋转极板；除尘效率；阳极系统；阴极系统；清灰刷；链条
1 电除尘器概况及运行中存在的问题
1.1 电除尘器概况
某热电厂2 号炉300 MW 发电供热机组尾部设置2 台2FAA4×40M-2×104-150 双室四电场静电除尘器，进、出口采用水平烟道喇叭形烟箱分配形式，内部集尘极板（阳极板）为480C 型板，第1、2、3 电场放电极（阴极线）为RSB 型芒刺线，第4 电场为螺旋线。电除尘器技术参数（单台）见表1。
1.2 存在的问题
电除尘器在运行中除尘效果不理想， 电除尘器出口粉尘排放质量浓度在170 mg/m3 左右。根据煤、灰参数和电场运行参数推断， 目前电除尘器存在如下问题。
（1） 燃煤的干燥无灰基挥发分39%左右，已超出烟煤最大值（37%）；煤化程度较低，介于烟煤和褐煤之间。燃煤燃烧后产生的飞灰中的细颗粒较多，容易被气流带走，振打引起的二次扬尘问题严重。
（2） 从电场的运行参数来看，二次电流都比较大，平均板电流密度超过0.3 mA/m2，但二次电压较低，为40 kV 左右，所以粉尘的驱进速度较低，除尘效率不理想。
表1 原电除尘器技术参数
2 旋转极板电除尘技术原理
旋转极板电除尘器是1 种高效节能的烟气净化设备，具有收尘效率高、处理烟气量大、使用寿命长、维修费用低等优点。旋转极板电除尘器仍然是依靠静电力来收集粉尘： 来自直流电源的高电压施加到电晕线上，电晕线产生电晕放电，流经电场的烟气中的粉尘带电后，在电场力作用下被收集到极板上；极板清灰不是依靠振打， 而是凭借设置在极板下端的清灰刷，当极板旋转到电场下端时，清灰刷在远离气流及电场的位置对板面的粘灰进行刷除， 可以有效避免二次扬尘。清灰刷清灰彻底，因此可以使极板长时间保持清洁。在2 次清灰的间隔时间内，极板表面还不能形成连续的粉尘层， 不能建立起强的粉尘层电场， 也就不会出现由于粉尘层气隙击穿所引发的反电晕。旋转极板电除尘器结构图如图1。
图1 旋转极板电除尘器结构图
3 改造内容
将2 号炉电除尘器第4 电场改造为旋转极板形式， 另外还将第1 电场电源部分改造成高频电源HFHV，增加了第2、3 电场降压振打控制功能，同时对电除尘控制系统进行全面改造， 优化了多种供电方式及调解方式。第4 电场改造内容如下。
3.1 阳极系统
阳极系统极板采用骨架蒙皮结构，轻便坚固；清灰刷采用不锈钢丝制造，经久耐磨；阳极系统传动链条采用标准传动链，运行平稳。在整个运行过程中，由于转速很低，极板运转不发生颤动，不会把积灰提前抖落，也不会出现异极距改变。另外由于所有传动轴承等精密部件均设置在除尘器壳体之外， 可以保证系统在高温、多尘、高电压、有腐蚀性气体条件下与主机同步。
3.1.1 极板
极板是除尘器阳极系统的主要部件，为收尘极。与常规极板相比， 转动电极采用框架结构， 双面敷板、横向布置，并通过两端耳板与链条连接；由若干块阳极板组成的阳极板排纵向布置，上、下极板间留有空隙，以保证旋转时无卡涩现象；阳极板平面具有较好的刚性，以保证阴、阳极间距的极限偏差。
3.1.2 极板链条
极板链条是旋转极板电除尘器的核心部件，是实现阳极板旋转的桥梁， 主要由内外连板、内外托板、辊轴、销轴等组成。
3.1.3 主动轴系
旋转极板系统每室采用12 榀主动轴传动，主动轴与从动轴垂直间距18 800 mm， 相邻轴间距860mm。单榀轴系悬挂极板78 块，极板有效长度3 800mm。链条间距3 950 mm。极板用螺栓与链条固定，螺栓止转焊。主动轴用轴承支撑，在动力输入端用轴肩与定位套将主动轴单侧轴向定位， 非动力输入端留有轴向膨胀间隙。每室12 榀轴系共采用3 台变频电机带动，每台拖动4 榀轴系。主动轴与上板梁用压盖式密封装置进行密封，定位环定位。为可靠接地，在轴端加装滑动接地电刷。面对烟气进气方向，每室最右侧1 组电机轴应保证顺时针旋转， 除此之外的3 台电机逆时针旋转。
3.1.4 从动轴系
每室从动轴与主动轴对应也为12 榀， 要求主、从动轴中心线在同一竖直方向上， 由链条连接自然垂吊在灰斗上部；两轴端采用导槽限位，左右间隙各1 mm，上部限位间隙5 mm，下部设置防止从动轴落下的挡块限位。从动轴在下板梁内部，采用免维护结构，已充分考虑热膨胀的影响。
3.1.5 刷辊轴系
在下板梁组合内部从动轴上部840 mm 处极板链条侧安装1 对转动刷轴。将装有极板的链条从该对刷轴中心穿过，从动轴转动时，保证安装有刷辊侧的极板由下向上进入两刷辊。
刷辊用滑动轴承支撑， 在动力输入端采用轴肩与定位环轴向定位，在另1 侧留有膨胀余量，同时采用定位环限位。每根刷轴均独立安装在下板梁上，每组刷辊间距可左右调整，调整板用橡胶石棉板密封，刷轴采用压盖式密封装置。刷辊与极板平行， 宽松式、可接触。刷轴由万向节与齿轮箱连接，齿轮箱外侧安装传动链轮，由变频电机带动。
3.2 阴极系统
阴极系统由阴极吊挂，进、出口阴极大框架，上、中、下阴极小框架、阴极线等零部件组成。阴极线采用管型芒刺线。阴极吊挂把整个阴极系统吊挂在顶部宽窄大梁上并引入高压负极。阴极大框架布置于电场的进、出口，作用是固定上、中、下部阴极小框架和阴极振打轴系。上、中、下部阴极小框架是阴极线的支持体。
4 改造效果
2 号炉经过3 d 的调试和试运行，电除尘器于次日正常运行，除尘效果比改造前显著提高，排出的粉尘量明显减少，脱硫系统的运行也比改造前顺利，运行2 个月，没有发生过堵塞烟气换热器的现象。电除尘器出口烟尘排放质量浓度平均为40.5mg/m3， 优于设计值及除尘出口粉尘排放标准（50mg/m3），除尘效率平均为99.9%。据此计算，2 号炉粉尘排放量减少了86%， 比传统电除尘技术节能约33%， 每年可以节约用电4 380 MWh。由于消除了堵塞现象，脱硫系统运行阻力平均减少220 Pa，累计每年可节省电耗1 100 MWh。
5 建议
转动极板电除尘器电场所有传动减速机、电机等部件均设置在除尘器壳体之外，未做防护。北方地区冬季天气寒冷，极端气候时有发生，室外布置的设备极易出现问题，建议设计时提高设备防护等级，以利于设备长周期运行。
关键词：电除尘器；旋转极板；除尘效率；阳极系统；阴极系统；清灰刷；链条
1 电除尘器概况及运行中存在的问题
1.1 电除尘器概况
某热电厂2 号炉300 MW 发电供热机组尾部设置2 台2FAA4×40M-2×104-150 双室四电场静电除尘器，进、出口采用水平烟道喇叭形烟箱分配形式，内部集尘极板（阳极板）为480C 型板，第1、2、3 电场放电极（阴极线）为RSB 型芒刺线，第4 电场为螺旋线。电除尘器技术参数（单台）见表1。
1.2 存在的问题
电除尘器在运行中除尘效果不理想， 电除尘器出口粉尘排放质量浓度在170 mg/m3 左右。根据煤、灰参数和电场运行参数推断， 目前电除尘器存在如下问题。
（1） 燃煤的干燥无灰基挥发分39%左右，已超出烟煤最大值（37%）；煤化程度较低，介于烟煤和褐煤之间。燃煤燃烧后产生的飞灰中的细颗粒较多，容易被气流带走，振打引起的二次扬尘问题严重。
（2） 从电场的运行参数来看，二次电流都比较大，平均板电流密度超过0.3 mA/m2，但二次电压较低，为40 kV 左右，所以粉尘的驱进速度较低，除尘效率不理想。
表1 原电除尘器技术参数
2 旋转极板电除尘技术原理
旋转极板电除尘器是1 种高效节能的烟气净化设备，具有收尘效率高、处理烟气量大、使用寿命长、维修费用低等优点。旋转极板电除尘器仍然是依靠静电力来收集粉尘： 来自直流电源的高电压施加到电晕线上，电晕线产生电晕放电，流经电场的烟气中的粉尘带电后，在电场力作用下被收集到极板上；极板清灰不是依靠振打， 而是凭借设置在极板下端的清灰刷，当极板旋转到电场下端时，清灰刷在远离气流及电场的位置对板面的粘灰进行刷除， 可以有效避免二次扬尘。清灰刷清灰彻底，因此可以使极板长时间保持清洁。在2 次清灰的间隔时间内，极板表面还不能形成连续的粉尘层， 不能建立起强的粉尘层电场， 也就不会出现由于粉尘层气隙击穿所引发的反电晕。旋转极板电除尘器结构图如图1。
图1 旋转极板电除尘器结构图
3 改造内容
将2 号炉电除尘器第4 电场改造为旋转极板形式， 另外还将第1 电场电源部分改造成高频电源HFHV，增加了第2、3 电场降压振打控制功能，同时对电除尘控制系统进行全面改造， 优化了多种供电方式及调解方式。第4 电场改造内容如下。
3.1 阳极系统
阳极系统极板采用骨架蒙皮结构，轻便坚固；清灰刷采用不锈钢丝制造，经久耐磨；阳极系统传动链条采用标准传动链，运行平稳。在整个运行过程中，由于转速很低，极板运转不发生颤动，不会把积灰提前抖落，也不会出现异极距改变。另外由于所有传动轴承等精密部件均设置在除尘器壳体之外， 可以保证系统在高温、多尘、高电压、有腐蚀性气体条件下与主机同步。
3.1.1 极板
极板是除尘器阳极系统的主要部件，为收尘极。与常规极板相比， 转动电极采用框架结构， 双面敷板、横向布置，并通过两端耳板与链条连接；由若干块阳极板组成的阳极板排纵向布置，上、下极板间留有空隙，以保证旋转时无卡涩现象；阳极板平面具有较好的刚性，以保证阴、阳极间距的极限偏差。
3.1.2 极板链条
极板链条是旋转极板电除尘器的核心部件，是实现阳极板旋转的桥梁， 主要由内外连板、内外托板、辊轴、销轴等组成。
3.1.3 主动轴系
旋转极板系统每室采用12 榀主动轴传动，主动轴与从动轴垂直间距18 800 mm， 相邻轴间距860mm。单榀轴系悬挂极板78 块，极板有效长度3 800mm。链条间距3 950 mm。极板用螺栓与链条固定，螺栓止转焊。主动轴用轴承支撑，在动力输入端用轴肩与定位套将主动轴单侧轴向定位， 非动力输入端留有轴向膨胀间隙。每室12 榀轴系共采用3 台变频电机带动，每台拖动4 榀轴系。主动轴与上板梁用压盖式密封装置进行密封，定位环定位。为可靠接地，在轴端加装滑动接地电刷。面对烟气进气方向，每室最右侧1 组电机轴应保证顺时针旋转， 除此之外的3 台电机逆时针旋转。
3.1.4 从动轴系
每室从动轴与主动轴对应也为12 榀， 要求主、从动轴中心线在同一竖直方向上， 由链条连接自然垂吊在灰斗上部；两轴端采用导槽限位，左右间隙各1 mm，上部限位间隙5 mm，下部设置防止从动轴落下的挡块限位。从动轴在下板梁内部，采用免维护结构，已充分考虑热膨胀的影响。
3.1.5 刷辊轴系
在下板梁组合内部从动轴上部840 mm 处极板链条侧安装1 对转动刷轴。将装有极板的链条从该对刷轴中心穿过，从动轴转动时，保证安装有刷辊侧的极板由下向上进入两刷辊。
刷辊用滑动轴承支撑， 在动力输入端采用轴肩与定位环轴向定位，在另1 侧留有膨胀余量，同时采用定位环限位。每根刷轴均独立安装在下板梁上，每组刷辊间距可左右调整，调整板用橡胶石棉板密封，刷轴采用压盖式密封装置。刷辊与极板平行， 宽松式、可接触。刷轴由万向节与齿轮箱连接，齿轮箱外侧安装传动链轮，由变频电机带动。
3.2 阴极系统
阴极系统由阴极吊挂，进、出口阴极大框架，上、中、下阴极小框架、阴极线等零部件组成。阴极线采用管型芒刺线。阴极吊挂把整个阴极系统吊挂在顶部宽窄大梁上并引入高压负极。阴极大框架布置于电场的进、出口，作用是固定上、中、下部阴极小框架和阴极振打轴系。上、中、下部阴极小框架是阴极线的支持体。
4 改造效果
2 号炉经过3 d 的调试和试运行，电除尘器于次日正常运行，除尘效果比改造前显著提高，排出的粉尘量明显减少，脱硫系统的运行也比改造前顺利，运行2 个月，没有发生过堵塞烟气换热器的现象。电除尘器出口烟尘排放质量浓度平均为40.5mg/m3， 优于设计值及除尘出口粉尘排放标准（50mg/m3），除尘效率平均为99.9%。据此计算，2 号炉粉尘排放量减少了86%， 比传统电除尘技术节能约33%， 每年可以节约用电4 380 MWh。由于消除了堵塞现象，脱硫系统运行阻力平均减少220 Pa，累计每年可节省电耗1 100 MWh。
5 建议
转动极板电除尘器电场所有传动减速机、电机等部件均设置在除尘器壳体之外，未做防护。北方地区冬季天气寒冷，极端气候时有发生，室外布置的设备极易出现问题，建议设计时提高设备防护等级，以利于设备长周期运行。