旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器在大型火電機(jī)組上的應(yīng)用

何紅兒，酈建國(guó)，孫真真(浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，浙江諸暨 311800)

旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器在大型火電機(jī)組上的應(yīng)用

何紅兒，酈建國(guó)，孫真真(浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，浙江諸暨 311800)

簡(jiǎn)述了旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器的工作原理和特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了大型火電廠330MW機(jī)組旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器改造，詳細(xì)分析了其采用旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器、電袋復(fù)合除塵器改造的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。大型火電廠330MW機(jī)組電除塵器改造后運(yùn)行良好，出口粉塵濃度在30mg/m3以下，并具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器;技術(shù)經(jīng)濟(jì)性;除塵效率;電除塵器改造

0 引言

隨著人類環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)和各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)逐步提高。國(guó)家《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13223－2011)將煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)由50mg/m3提高到30mg/m3，重點(diǎn)地區(qū)提高至20mg/m3［1］。目前，燃煤電廠一般采用常規(guī)電除塵器、袋式除塵器或電袋復(fù)合除塵器來滿足排放要求。常規(guī)電除塵器具有除塵效率高、設(shè)備阻力小、運(yùn)行可靠、維護(hù)費(fèi)用低且無二次污染等優(yōu)點(diǎn)［2－3］，具有較好的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性，其在燃煤電廠的使用率超過90%，但其除塵效率和煙塵排放濃度受煤、飛灰成分等變化的影響;袋式除塵器和電袋復(fù)合除塵器的除塵效率雖高，但存在設(shè)備阻力大，維護(hù)費(fèi)用較高，對(duì)煙氣溫度、成分較敏感，舊濾袋無法達(dá)到資源化利用等缺點(diǎn)［4］;電袋復(fù)合除塵器綜合利用和有機(jī)結(jié)合電除塵器和布袋除塵器的優(yōu)點(diǎn)，但一體式的電袋復(fù)合除塵器無法做到分室在線檢修［5］。

旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器是近年來國(guó)內(nèi)研發(fā)的一種提高除塵器性能的新技術(shù)［6－7］，解決了常規(guī)電除塵器的二次揚(yáng)塵和反電暈問題［8］。與傳統(tǒng)的固定電極式電除塵器相比，旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器不但結(jié)構(gòu)緊湊，而且還能夠降低電能損耗［9－10］。旋轉(zhuǎn)電極電除塵器在保證穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的前提下，很好解決了場(chǎng)地受限的難度［11－12］。

旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器是2000年歐盟委員會(huì)推薦的燒結(jié)機(jī)除塵最佳可行技術(shù)(BAT)之一，是中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)確定的“十二五”期間重點(diǎn)開發(fā)和推廣的電除塵新技術(shù)之一;已列入“國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備目錄(2011年版)”。

1 旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器工作原理及特點(diǎn)

1.1 工作原理

旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器是一種高效電除塵設(shè)備，其收塵機(jī)理與常規(guī)電除塵器相同，由前級(jí)固定電極電場(chǎng)和后級(jí)旋轉(zhuǎn)電極電場(chǎng)組成。旋轉(zhuǎn)電極電場(chǎng)中陽極部分采用回轉(zhuǎn)的陽極板和旋轉(zhuǎn)的清灰刷。附著于回轉(zhuǎn)陽極板上的粉塵在尚未達(dá)到形成反電暈的厚度時(shí)，就被布置在非電場(chǎng)區(qū)的旋轉(zhuǎn)清灰刷徹底清除，因此不會(huì)產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象且無二次揚(yáng)塵。顯著提高電除塵器的除塵效率，降低粉塵排放濃度。

1.2 特點(diǎn)

旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器特點(diǎn)主要是:保持陽極板永久清潔，避免反電暈，有效地解決高比電阻收塵難的問題;最大限度地減少二次揚(yáng)塵，顯著降低電除塵器出口粉塵濃度;減少煤、灰成分對(duì)電除塵性能影響的敏感性，增加電除塵器對(duì)不同煤種的適應(yīng)性，特別是高比電阻粉塵、粘性粉塵，應(yīng)用范圍比常規(guī)電除塵器更廣;可使電除塵器小型化，減小占地面積;特別適合老機(jī)組電除塵器改造，改造工作量較小，毋需對(duì)引風(fēng)機(jī)等進(jìn)行改造。

2 火電廠330 MW機(jī)組配套電除塵器改造

2.1 電除塵器原狀

該機(jī)組配套煙氣除塵設(shè)備為2F300－4型雙室四電場(chǎng)電除塵器，單電場(chǎng)長(zhǎng)、寬、高為3.5m×10m×15m，流通面積為2×300m2。原電除塵器總集塵面積為42000m2，同極間距為400mm，第一、二電場(chǎng)極配為480C+RSB整體芒刺線，第三、四電場(chǎng)極配為480C+螺旋線。由于實(shí)際燃用煤種與設(shè)計(jì)煤種存在很大差異且不斷變化，灰分翻番，磨煤機(jī)石子煤排放量猛增，磨輥磨損嚴(yán)重;電除塵器原設(shè)計(jì)要求偏低、比集塵面積偏小;各室之間氣量分配偏差較大。從而嚴(yán)重影響了電除塵器的正常運(yùn)行和除塵效率，電除塵器出口粉塵濃度較高。

改造前電除塵器主要技術(shù)參數(shù)見表1，實(shí)際燃煤的煤、飛灰主要成分分析結(jié)果見表2。

表1 原電除塵器主要技術(shù)參數(shù)

表2 煤、飛灰主要成分分析 %

2.2 改造方案

第一電場(chǎng)高壓電源采用高頻電源;原電除塵器比集塵面積偏小僅為69.25m2/(m3/s)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地情況，在原第一電場(chǎng)前新增一個(gè)與原電除塵器電場(chǎng)長(zhǎng)、寬、高一致的電場(chǎng)(稱零電場(chǎng));并將原第四電場(chǎng)改造成旋轉(zhuǎn)電極電場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)電極集塵面積為7296m2，同極間距為460m，極配為旋轉(zhuǎn)陽極板+新“RS”芒刺線。對(duì)原除塵器的前三個(gè)電場(chǎng)進(jìn)行檢修、優(yōu)化調(diào)試;對(duì)電除塵器進(jìn)口煙氣流量進(jìn)行數(shù)值模擬，通過在煙道增設(shè)導(dǎo)流板或阻尼板等措施，保證各封頭(室)的流量和理想分配流量之相對(duì)誤差不超過±5%;通過設(shè)置氣流分布板等措施，保證氣流均勻性相對(duì)均方根σr≤0.25;由于原第四電場(chǎng)改造成旋轉(zhuǎn)電極電場(chǎng)，荷載有所增加，需對(duì)水泥支架進(jìn)行強(qiáng)度校核。改造后電除塵器主要技術(shù)參數(shù)見表3。

表3 改造后電除塵器主要技術(shù)參數(shù)

2.3 運(yùn)行情況

該機(jī)組配套旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器于2011年5月12日投運(yùn)，運(yùn)行正常，效果良好。2011年6月15日，經(jīng)國(guó)內(nèi)某權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試，出口粉塵濃度為29.2mg/m3，各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求［13］。

3 旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器與電袋除塵器比較

若該機(jī)組配套電除塵器改造為電袋復(fù)合除塵器，其袋區(qū)的過濾速度為1.2m/min。濾袋為PPS、進(jìn)口纖維、550g/m2、PTFE表面處理。旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器及電袋復(fù)合除塵器均采用節(jié)能運(yùn)行方式。

3.1 技術(shù)特點(diǎn)比較

旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器的除塵效率穩(wěn)定，對(duì)煤種適應(yīng)能力優(yōu)于常規(guī)電除塵器;平均阻力損失200～300Pa;最終阻力損失200～300Pa;對(duì)煙氣溫度影響及煙氣成分不敏感。電袋復(fù)合除塵器對(duì)煤種變化、排放都可達(dá)標(biāo);平均阻力損失約800Pa;最終阻力損失＜1200Pa;濾袋易受煙氣溫度、煙氣成分影響。

3.2 經(jīng)濟(jì)性比較

除塵設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)以一次性投資費(fèi)用即設(shè)備費(fèi)用和全生命周期內(nèi)即設(shè)計(jì)壽命30年的年運(yùn)行費(fèi)用總和進(jìn)行比較。年運(yùn)行費(fèi)用僅指設(shè)備電耗費(fèi)用(包括引風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)功率消耗)與維護(hù)費(fèi)用之和。

(1)電耗費(fèi)用比較。電費(fèi)按0.35元/kW·h，年運(yùn)行時(shí)間按7000h計(jì)。旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器的電耗主要為引風(fēng)機(jī)及高壓硅整流設(shè)備的功耗，共為計(jì)582kW，電費(fèi)為143萬元/a;袋式除塵器的電耗主要為引風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)及冷凍干燥機(jī)的功耗，共754kW，電費(fèi)為185萬元/a。

(2)設(shè)備費(fèi)用及年運(yùn)行費(fèi)用比較。旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器設(shè)計(jì)壽命按30年計(jì)，其易損件包括:旋轉(zhuǎn)陽極板、極線、軸承、陰打錘頭、瓷軸等，易損件每10年的更換費(fèi)用按設(shè)備費(fèi)用18%計(jì)。電袋復(fù)合除塵器濾袋壽命按4年，籠骨、脈沖閥壽命按8年計(jì)。設(shè)備費(fèi)用與年運(yùn)行費(fèi)用比較如表4。

表4 設(shè)備費(fèi)用及年運(yùn)行費(fèi)用比較 萬元

(3)總費(fèi)用比較。旋轉(zhuǎn)電極電除塵器運(yùn)行1年、10年、30年時(shí)的總費(fèi)用分別為1670、3200、6600萬元;電袋復(fù)合除塵器運(yùn)行1年、10年、30年時(shí)總費(fèi)用分別為2010、4800、11000萬元。從整機(jī)壽命30年來看，旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)語

(1)旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器在大型火電機(jī)組的成功應(yīng)用，為電除塵器的提效改造提供了借鑒。

(2)旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器基于其技術(shù)特點(diǎn)，可使其出口粉塵濃度達(dá)30mg/m3及以下，特別適合于老機(jī)組電除塵器改造，改造工作量較小，毋需對(duì)引風(fēng)機(jī)等進(jìn)行改造，且無二次污染。

(3)從整個(gè)生命周期看，旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

［1］GB 13223－2011，火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］黎在時(shí).電除塵器的選型安裝與運(yùn)行管理［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2005.

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The application of Rotating Electrode type Electrical Precipitator in large thermal power plant

The principles and characteristics of Rotating Electrode type Electrical Precipitator are introduced，and focused on the Rotating Electrode type Electrical Precipitator moderation of 330MW units for large thermal power plant.The technical features，economics of Rotating Electrode type Electrical Precipitator and Compact Hybrid Particulate Collector are compared.After moderation，the Rotating Electrode type Electrical Precipitator works well，its dust emission concentration is lower than 30mg/m3and it has a good economic performance.

Rotating Electrode type Electrical Precipitator;technical and economic performance;dust removal efficiency;ESP moderation

X701.2

B

1674－8069(2012)03－029－03

2011年國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)(節(jié)能環(huán)保)項(xiàng)目(20111487)

2012-02-14;

2012-05-03

何紅兒(1960-)，男，浙江諸暨人，工程師，從事大氣污染治理設(shè)備的設(shè)計(jì)及管理工作。E－mail:lijg1963@163.com