導(dǎo)電玻璃鋼WESP在西柏坡電廠330MW機(jī)組上的應(yīng)用

顏士娟，徐旭東，章成偉，黃佳樑

(浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，浙江 諸暨 311800)

導(dǎo)電玻璃鋼WESP在西柏坡電廠330MW機(jī)組上的應(yīng)用

顏士娟，徐旭東，章成偉，黃佳樑

(浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，浙江 諸暨 311800)

簡述了導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器(導(dǎo)電玻璃鋼WESP)的工作原理、特點(diǎn)及國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器在西柏坡電廠330MW機(jī)組上的應(yīng)用情況，并對(duì)該技術(shù)在設(shè)計(jì)、運(yùn)行中需要注意的問題進(jìn)行了探討。機(jī)組投運(yùn)后運(yùn)行良好，出口煙塵排放濃度低于5mg/m3，實(shí)現(xiàn)了燃煤電廠煙氣“超低排放”要求，為大型燃煤電廠改造工程應(yīng)用導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器提供了有益的參考。

導(dǎo)電玻璃鋼；濕式電除塵器；燃煤電廠；應(yīng)用

0 引言

環(huán)境形勢日益嚴(yán)峻，大氣污染日益嚴(yán)重，霧霾、酸雨等大氣環(huán)境問題頻繁發(fā)生，火電廠燃煤排放改造勢在必行。隨著國家標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)的頒布，進(jìn)一步降低了燃煤電廠大氣污染物的排放限值，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要求煙塵、SO2、NOx排放限值(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)分別為20mg/m3、50mg/m3、100mg/m3。對(duì)于部分重點(diǎn)地區(qū)，各省市出臺(tái)相關(guān)政策，要求達(dá)到超低排放的要求，即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、SO2、NOx排放濃度分別不高于5mg/m3、35mg/m3、50mg/m3。如此嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，給燃煤電廠污染物達(dá)標(biāo)排放帶來了巨大壓力。

西柏坡電廠位于首都北京周邊，屬于重點(diǎn)控制地區(qū)。在嚴(yán)峻的環(huán)境形勢下，西柏坡電廠自我加壓，以節(jié)能減排為中心，提出燃煤污染物達(dá)到“超低排放”要求，并決定在1～4號(hào)機(jī)組改造中加裝導(dǎo)電玻

璃鋼濕式電除塵器，以滿足超低排放的要求。

本文重點(diǎn)介紹了導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵技術(shù)在西柏坡電廠1～4號(hào)機(jī)組上的應(yīng)用，探討了該技術(shù)在設(shè)計(jì)、運(yùn)行中需要注意的問題，為該項(xiàng)技術(shù)在大型燃煤電廠的進(jìn)一步優(yōu)化和推廣提供了有益的參考。

1 技術(shù)簡介

1.1 原理及特點(diǎn)

導(dǎo)電玻璃鋼WESP是一種用來處理含濕氣體的高壓靜電除塵設(shè)備，在燃煤電廠中通常布置在脫硫設(shè)備后，其工作原理和金屬板式WESP以及干式電除塵器基本相同，都要經(jīng)歷電離、荷電、收集和清灰四個(gè)階段，與金屬板式WESP不同之處在于導(dǎo)電玻璃鋼WESP的極板采用的是正六邊形蜂窩式導(dǎo)電玻璃鋼，由于玻璃鋼材料的抗腐蝕性能很好，故其清灰方式采用間斷噴淋的方式進(jìn)行清灰，具有節(jié)約水資源、不受粉塵比電阻影響、無反電暈及二次揚(yáng)塵等特點(diǎn)。WESP不僅可以有效除去煙氣中的PM2.5，同時(shí)還可協(xié)同脫除SO3、汞及煙氣中攜帶的脫硫石膏霧滴等污染物，抑制“石膏雨”和“煙囪白煙”的形成，同時(shí)設(shè)備本體結(jié)構(gòu)小、占地面積小、布置方便等。

1.2 國內(nèi)外應(yīng)用情況

導(dǎo)電玻璃鋼WESP技術(shù)最早應(yīng)用于國外硫酸、冶金和化工行業(yè)，已有幾十年的歷史，但處理煙氣量相對(duì)較小，設(shè)備容量較小。國外尚無大型燃煤機(jī)組的應(yīng)用業(yè)績，國內(nèi)燃煤電廠WESP起步較晚，近年來由于環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)及科研院所加大了WESP的研發(fā)力度，通過自主研發(fā)或引進(jìn)技術(shù)，不僅在核心技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破，并迅速得到了工業(yè)應(yīng)用，積累了一定經(jīng)驗(yàn)。導(dǎo)電玻璃鋼WESP從2013年開始在國內(nèi)大型燃煤機(jī)組中應(yīng)用，已投運(yùn)項(xiàng)目取得了較好的減能減排效果。目前，導(dǎo)電玻璃鋼WESP在燃煤電廠已有近百臺(tái)合同業(yè)績，成為超低排放中的主要技術(shù)之一。

2 項(xiàng)目概況

河北西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司位于河北省平山縣縣城東南，東距石家莊市區(qū)37km，西距平山縣城1km，目前總裝機(jī)容量為2520MW。公司現(xiàn)擁有4臺(tái)單機(jī)容量為330MW國產(chǎn)燃煤發(fā)電機(jī)組，機(jī)組分別于1993年12月、1994年11月、1998年10月、1999年6月投產(chǎn)。三期工程2×600MW燃煤發(fā)電機(jī)組分別于2006年8月和12月投產(chǎn)發(fā)電。本次環(huán)保改造針對(duì)一期、二期的4臺(tái)330MW機(jī)組實(shí)施。要求通過改造后，西柏坡電廠大氣污染物排放濃度達(dá)到超低排放的標(biāo)準(zhǔn)，浙江菲達(dá)環(huán)保科技股份有限公司承擔(dān)了脫硫吸收塔后新增導(dǎo)電玻璃鋼WESP的建設(shè)任務(wù)。

3 工程應(yīng)用

3.1 技術(shù)思路

西柏坡電廠4×330MW機(jī)組中采用的導(dǎo)電玻璃鋼WESP煙氣深度凈化裝置布置在濕法脫硫二級(jí)塔和煙囪之間。采用的工藝路線如圖1所示：鍋爐+脫硝裝置+干式布袋除塵器+濕法脫硫裝置(雙塔雙循環(huán))+濕式電除塵器。煙氣先經(jīng)過脫硝系統(tǒng)去除NOx，然后經(jīng)干式電/布袋除塵器去除粉塵，之后再經(jīng)過石灰石-石膏濕法脫硫裝置去除SO2。脫硫塔出來后溫度低、濕度大、腐蝕性強(qiáng)的煙氣再經(jīng)過導(dǎo)電玻璃鋼WESP進(jìn)行深度處理。

圖1 西柏坡電廠1～4號(hào)機(jī)4×330MW燃煤機(jī)組的工藝路線

3.2 煙氣設(shè)計(jì)參數(shù)及性能要求

根據(jù)技術(shù)協(xié)議，本項(xiàng)目的WESP入口煙氣參數(shù)及性能要求見表1。

表1 WESP入口煙氣參數(shù)及性能要求

項(xiàng) 目數(shù) 值入口煙氣量/m3·h-11240512入口含塵濃度(干基)/mg·m-325入口煙氣溫度/℃～54出口粉塵濃度(干基)/mg·m-3<5本體阻力/Pa<300 保粉塵去除率(含石膏)/%>80 證PM2.5去除率/%≥80 效霧滴去除率/%≥80 率SO3去除率/%≥70

3.3 技術(shù)方案

(1)陽極模塊采用特殊導(dǎo)電玻璃鋼，具有極強(qiáng)的抗酸和氯離子腐蝕性能，強(qiáng)度高、硬度高、耐腐蝕性能強(qiáng)。

(2)導(dǎo)電玻璃鋼WESP為節(jié)水節(jié)能型深度煙氣凈化設(shè)備。無需連續(xù)噴淋，采用定期間斷清洗方式，水耗小。

(3)陽極模塊組件可采用工廠成型，每個(gè)模塊由多根正六邊形蜂窩管組成，既節(jié)省了空間，有保證了足夠的強(qiáng)度，還可實(shí)現(xiàn)整體模塊化安裝，有利于保證制作安裝質(zhì)量，安裝簡便，施工工期短。

(4)布置方式靈活，可采用立式或臥室方式布置在脫硫塔外，也可布置在脫硫塔頂，節(jié)省場地空間，特別適用于場地有限的改造項(xiàng)目。

(5)收塵極管為蜂窩狀結(jié)構(gòu)，空間利用率高，可有效增大比集塵面積。常規(guī)導(dǎo)電玻璃鋼為有機(jī)高分子材料，其耐高溫性能不如金屬材質(zhì)，通常煙氣溫度要求小于90℃。

(6)陰極系統(tǒng)、內(nèi)部噴淋管路及噴嘴材料均采用2205雙相不銹鋼材質(zhì)，抗腐蝕性能好。

根據(jù)導(dǎo)電玻璃鋼WESP入口煙氣參數(shù)及性能指標(biāo)，確定了導(dǎo)電玻璃鋼WESP深度凈化裝置的主要設(shè)計(jì)參數(shù)(見表2)，方案如圖2所示。

表2 導(dǎo)電玻璃鋼WESP的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

項(xiàng) 目數(shù) 值WESP型號(hào)DFW174設(shè)計(jì)煙氣量/m3·h-11240512入口粉塵濃度/mg·m-325煙氣溫度/℃～54電場數(shù)/個(gè)1流通面積/m2174玻璃鋼管內(nèi)徑/mm內(nèi)切圓φ360極管長度/m6極配型式正六邊形陽極管+針刺線本體阻力/Pa<300出口粉塵濃度/mg·m-3<5外排廢水量/t·h-10.45

圖2 WESP外形

3.4 投運(yùn)效果

本項(xiàng)目的4臺(tái)導(dǎo)電玻璃鋼WESP于2015年11月底安裝完畢。導(dǎo)電玻璃鋼WESP投運(yùn)后，運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，電源采用阿爾斯通高頻電源，額定輸入電壓400VAC，輸入電流196A，輸出額定二次電壓70kV，二次電流1800mA。實(shí)際運(yùn)行控制二次電壓45kV，二次電流960mA，實(shí)際投運(yùn)后煙氣中煙塵濃度低于5mg/m3,長期運(yùn)行在2mg/m3～4.5mg/m3。取得了較為理想的改造效果。

4 設(shè)計(jì)及運(yùn)行注意事項(xiàng)

(1)合理設(shè)計(jì)電極結(jié)構(gòu)。電極是導(dǎo)電玻璃鋼WESP的核心部分。電極的配置形式、結(jié)構(gòu)及材料的選用，是導(dǎo)電玻璃鋼WESP正常運(yùn)行的關(guān)鍵。根據(jù)不同的工況條件，有針對(duì)性地對(duì)電極維護(hù)，可有效地改善濕式電除塵器的運(yùn)行狀況。

(2)絕緣裝置的清潔與加熱。由于絕緣裝置與含塵煙氣直接接觸，會(huì)造成積灰降低絕緣性能，因此需采取措施使絕緣裝置保持清潔：采用熱風(fēng)吹掃加電加熱的形式保證絕緣瓷套表面的清潔和干燥。

(3)系統(tǒng)的機(jī)電一體化控制程度。導(dǎo)電玻璃鋼WESP設(shè)置在濕法脫硫后，在噴淋時(shí)需要保證電場內(nèi)部的電壓低于起弧電壓。因此，對(duì)該系統(tǒng)實(shí)行機(jī)電一體化控制設(shè)計(jì)，才能保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同樣也是使系統(tǒng)保持連續(xù)良好運(yùn)轉(zhuǎn)強(qiáng)有力的保證。

(4)可靠的防腐與保溫措施。由于采用了間斷噴淋的方式，陰極系統(tǒng)需采用2205雙相不銹鋼或以上的材質(zhì)；內(nèi)部噴淋系統(tǒng)管道及噴嘴同樣應(yīng)采用2205雙相不銹鋼或非金屬防腐材質(zhì)；由于陽極模塊的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所以對(duì)于殼體及內(nèi)部支撐梁的防腐質(zhì)量嚴(yán)格要求，陽極系統(tǒng)的密封性需要得到保證；根據(jù)環(huán)境溫度，考慮設(shè)計(jì)必要的防凍和保溫措施。

5 結(jié)語

導(dǎo)電玻璃鋼WESP基于其技術(shù)特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5、SO3及除霧器后煙氣中攜帶的石膏霧滴等污染物的有效脫除，在西柏坡電廠4×330MW燃煤機(jī)組上的成功應(yīng)用表明，其減排效果明顯，可徹底解決困擾電廠的“石膏雨”問題，大大改善了電廠的周邊環(huán)境，為大型燃煤電廠采用濕式電除塵器實(shí)現(xiàn)“超低排放”提供了有益的參考。

[1]陳招妹,高志豐,呂明玉.WESP在燃煤電廠“超潔凈排放”工程中的應(yīng)用[J].電站系統(tǒng)工程.2014(30):18-20.

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[3] 趙景文,白 峰,張成全. 煙塵控制技術(shù)方案及分析[C]. 2016年全國燃燒電站超低排放與鍋爐節(jié)能技術(shù)交流研討會(huì)論文集.2016.

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[5]陳 俊,林祖涵,顏 迅.新型濕式電除霧(塵)器在脫硫硝尾氣深度凈化處理工程的實(shí)踐應(yīng)用[J].電力科技與環(huán)保,2014,30(3):46-48.

Application of C-FRP WESP in 330MW coal-fired boiler of Xibaipo power plant

It described the principles,characteristics and application status at home and abroad of conductive-fiber reinforced plastics wet electrostatic precipitator (C-FRP WESP),and focused on the application of C-FRP WESP in Xibaipo boiler 330MW coal-fired power plant. At the same time, the problems which need to pay attention in design and operation are discussed. The unit works well after putting into operation, the concentration of exhaust smoke is lower than 5mg/m3, meeting the requirements of flue gas “ultra-low emission” for coal-fired power plants, which provide a useful reference for the application of C-FRP WESP in the reforming engineering of the large coal-fired power plant.

C-FRP；WESP；coal-fired power plant；application

國家國際科技合作專項(xiàng)項(xiàng)目(2014DFA90620)資助

X701.2

B

1674-8069(2017)02-034-03

2016-12-17；

2017-01-04

顏士娟(1987-)，男，江蘇淮安人，主要從事濕式電除塵器的開發(fā)、研究和設(shè)計(jì)工作。E-mail:shij_yan@163.com