溫州電廠低低溫電除塵選型設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

曹御風(fēng)，何毓忠，趙海寶，李文華，酈建國(guó)，趙寧寧

(1.浙江浙能溫州發(fā)電有限公司，浙江 樂清 325602；2.浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，浙江 諸暨 311800；3.浙江浙能技術(shù)研究院有限公司，浙江 杭州 310041)

溫州電廠低低溫電除塵選型設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

曹御風(fēng)1，何毓忠2，趙海寶2，李文華1，酈建國(guó)2，趙寧寧3

(1.浙江浙能溫州發(fā)電有限公司，浙江 樂清 325602；2.浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，浙江 諸暨 311800；3.浙江浙能技術(shù)研究院有限公司，浙江 杭州 310041)

末電場(chǎng)采用旋轉(zhuǎn)電極的低低溫電除塵技術(shù)除塵效率高，是燃煤電廠除塵主流新技術(shù)。由于旋轉(zhuǎn)電極結(jié)合低低溫電除塵的技術(shù)在國(guó)內(nèi)投運(yùn)時(shí)間短，選型設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)仍不豐富。以溫州電廠四期為分析對(duì)象，提出了末電場(chǎng)采用旋轉(zhuǎn)電極的低低溫電除塵器的選型方法，介紹了該項(xiàng)目的特點(diǎn)和主要參數(shù)，詳細(xì)分析了該項(xiàng)目的煙氣冷卻器、供電分區(qū)二次電壓和二次電流、螺旋線、灰斗蒸汽加熱、絕緣子熱風(fēng)吹掃的運(yùn)行情況。

低低溫電除塵；旋轉(zhuǎn)電極；二次電壓；螺旋線

0 引言

隨著《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃》、《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》等的逐步落實(shí)，燃煤電廠煙氣污染物治理取得了一定成績(jī)。國(guó)內(nèi)近五年的應(yīng)用表明，低低溫電除塵器在表現(xiàn)其高除塵效率、可去除大部分SO3、可提高脫硫系統(tǒng)的協(xié)同除塵效率、節(jié)能效果顯著、具有更優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性[1-3]等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，實(shí)際應(yīng)用中也出現(xiàn)了問題。因此，以國(guó)內(nèi)某個(gè)典型項(xiàng)目為分析對(duì)象，對(duì)低低溫電除塵選型設(shè)計(jì)、關(guān)鍵特點(diǎn)和應(yīng)用情況進(jìn)行詳細(xì)分析顯得尤為重要。

1 溫州電廠低低溫電除塵技術(shù)特點(diǎn)

浙能溫州電廠四期7、8號(hào)爐2×660MW新上機(jī)組每臺(tái)爐配套2臺(tái)末電場(chǎng)采用旋轉(zhuǎn)電極的4電場(chǎng)低低溫電除塵器，配置如圖1所示，通過煙氣冷卻器降低電除塵器入口煙氣溫度至酸露點(diǎn)以下，煙氣中的大部分SO3會(huì)在煙氣冷卻器中凝結(jié)，并吸附在粉塵表面，使粉塵性質(zhì)發(fā)生很大變化，大幅提高除塵效率，同時(shí)去除大部分的SO3[4]。

煙氣酸露點(diǎn)溫度及灰硫比如表1所示，設(shè)計(jì)電除塵器入口煙氣溫度為85℃±1 ℃，設(shè)計(jì)電除塵器出口粉塵濃度為15mg/m3。

圖1 溫州四期低低溫電除塵系統(tǒng)布置

表1 煙氣酸露點(diǎn)溫度及灰硫比

項(xiàng) 目設(shè)計(jì)煤種校核煤種1校核煤種2酸露點(diǎn)溫度/℃9395100灰硫比382441373

溫州四期設(shè)計(jì)煤種和校核煤種均為低硫煤，灰硫比均大于100，宏觀上不存在低溫腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，適合采用低低溫電除塵技術(shù)。

由于低低溫電除塵器振打二次揚(yáng)塵相比常規(guī)電除塵器有所增加[5-7]，因此，溫州電廠末電場(chǎng)采用旋轉(zhuǎn)電極技術(shù)，通過清灰刷在非煙氣流速區(qū)域?qū)㈥枠O板清灰[8]，有效避免陽極板的振打揚(yáng)塵，尤其是避免了低低溫電除塵更加嚴(yán)重的振打二次揚(yáng)塵，從而保證低低溫電除塵器高除塵效率。浙能溫州電廠低低溫電除塵器關(guān)鍵參數(shù)及特點(diǎn)見表2。表中前三電場(chǎng)高頻電源為12臺(tái)2.0A/72kV，第四電場(chǎng)高頻電源4臺(tái)1.6A/72kV。

表2 浙能溫州電廠低低溫電除塵器關(guān)鍵參數(shù)及特點(diǎn)

項(xiàng) 目數(shù) 值設(shè)計(jì)入口煙氣溫度/℃85每臺(tái)爐入口煙氣量/m3·s-1(85℃,BMCR,濕基)設(shè)計(jì)煤種742.8校核煤種1732.0校核煤種2761.2入口粉塵含量/g·m-3設(shè)計(jì)煤種14.6校核煤種120.86校核煤種223.98除塵效率/%≥99.937ESP出口粉塵濃度/mg·m-3<15本體漏風(fēng)率/%<2電場(chǎng)數(shù)及配置3個(gè)固定電場(chǎng)+1個(gè)旋轉(zhuǎn)電極電場(chǎng)電源類型高頻電源比集塵面積/m2·(m3/s)-1140有效斷面積/m2468通道數(shù)前三電場(chǎng)2×37,第四電場(chǎng)2×31電場(chǎng)有效長(zhǎng)度/m5+5+5+4.5驅(qū)進(jìn)速度/cm·s-15.6陽極板型式及材質(zhì)前三電場(chǎng)480C/冷軋板第四電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)陽極板/冷軋板同極間距前三電場(chǎng)400,第四電場(chǎng)460陰極線型式及材質(zhì)第一、二電場(chǎng)RSB芒刺線/不銹鋼第三、四電場(chǎng)螺旋線/不銹鋼氣流均流板材質(zhì)304不銹鋼人孔門周圍1m材質(zhì)6mmND鋼絕緣子防腐措施電加熱+2臺(tái)熱風(fēng)吹掃40kW灰斗防腐防積灰措施灰斗內(nèi)襯2mm的304不銹鋼板+2/3蒸汽管式加熱

2 末電場(chǎng)為旋轉(zhuǎn)電極電場(chǎng)的低低溫電除塵器選型設(shè)計(jì)

瑞典的S·麥茲在1964年使用了表觀驅(qū)進(jìn)速度ωk的概念[9]，提出了電除塵器效率計(jì)算公式：

式中：k為常數(shù)。

由于ωk克服了其他計(jì)算方法無法考慮粒徑分布的問題，且ωk充分考慮了煤成分、飛灰成分等因素，故對(duì)常規(guī)電除塵器的除塵效率計(jì)算較準(zhǔn)確。

結(jié)合國(guó)內(nèi)幾十年的常規(guī)電除塵器選型設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，以麥茲公式為基礎(chǔ)，考慮低低溫電除塵技術(shù)、旋轉(zhuǎn)電極技術(shù)對(duì)除塵效率的影響，以及我國(guó)大部分煤種的ωk值[8]，對(duì)溫州四期電除塵器進(jìn)行選型，電除塵器入口粉塵濃度最大為23.98g/m3，固定電極的粉塵表觀驅(qū)進(jìn)速度為42.4，旋轉(zhuǎn)電極電場(chǎng)的粉塵表觀驅(qū)進(jìn)速度取前端固定電極電場(chǎng)的1.5倍[10-12]，為63.5，考慮電廠煤種變化大的實(shí)際情況和停一個(gè)供電分區(qū)仍能達(dá)到設(shè)計(jì)除塵效率，溫州四期選型結(jié)果為：3+1電場(chǎng)，比集塵面積140m2/m3/s。

3 運(yùn)行情況及分析

3.1 螺旋線

低低溫電除塵器螺旋線出現(xiàn)2根斷裂，導(dǎo)致相應(yīng)的1個(gè)供電分區(qū)短路退出，初步分析該問題為安裝時(shí)螺旋線拉伸不均勻引起。由于1個(gè)供電分區(qū)停運(yùn)仍可保證煙囪出口粉塵排放在設(shè)計(jì)要求內(nèi)，因此，不影響鍋爐正常運(yùn)行，只需在停爐時(shí)將斷裂的螺旋線去除，可保證低低溫電除塵器恢復(fù)正常運(yùn)行。

綜合分析已投運(yùn)的多個(gè)項(xiàng)目，螺旋線在低低溫電除塵器中較常規(guī)電除塵器斷線較多，因此，建議低低溫電除塵后端電場(chǎng)用小刺線代替螺旋線。

3.2 各供電分區(qū)運(yùn)行情況

溫州電廠8號(hào)爐電除塵器的運(yùn)行情況如圖2、圖3所示，分析如下：

(1)第1電場(chǎng)第2個(gè)室的供電分區(qū)停運(yùn)。由于該電場(chǎng)的陽極振打電極因沒有按要求添加潤(rùn)滑油，導(dǎo)致陽打電機(jī)發(fā)生故障，該電場(chǎng)的陽極板吸塵后不能及時(shí)振打清灰，從而使該供電分區(qū)跳閘停運(yùn)。

(2)第1、2電場(chǎng)和第3、4電場(chǎng)相比，二次電壓和二次電流沒有明顯區(qū)別，配備芒刺線的第1、2電場(chǎng)的二次電壓也可有效地在50kV以上，初步判斷在低低溫狀態(tài)下，二次電壓明顯提高，螺旋線的高二次電壓優(yōu)勢(shì)相對(duì)降低，芒刺線適應(yīng)性增加。

圖2 溫州電廠8號(hào)爐電除塵器二次電壓

圖3 溫州電廠8號(hào)爐電除塵器二次電流

3.4 灰斗蒸汽加熱

由于低低溫電除塵器煙氣溫度低，被捕集下來的灰相應(yīng)溫度較低，灰的流動(dòng)性變差，因此，為防止灰在灰斗內(nèi)進(jìn)一步降溫而導(dǎo)致灰斗堵灰，在低低溫電除塵器設(shè)計(jì)時(shí)要求灰斗加熱面積大于灰斗高度的2/3。溫州四期8號(hào)爐電除塵器的灰斗壁溫穩(wěn)定在80 ℃以上，灰斗未發(fā)生堵灰。

3.5 絕緣子熱風(fēng)吹掃

由于低低溫電除塵器煙氣溫度在酸露點(diǎn)以下，絕緣子等位置易發(fā)生局部結(jié)露腐蝕，因此溫州四期電除塵器設(shè)置了熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)。實(shí)際運(yùn)行中，由于熱風(fēng)發(fā)生器運(yùn)行溫度數(shù)據(jù)沒有上傳到上位機(jī)，沒有相應(yīng)的報(bào)警機(jī)制，電廠相關(guān)監(jiān)控人員無法直接發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)發(fā)生器的問題。且電除塵器維護(hù)人員沒有接受相應(yīng)培訓(xùn)，設(shè)備檢查時(shí)無法判斷其是否正常運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間非正常運(yùn)行而沒有得到維修。

4 結(jié)語

提出了低低溫電除塵技術(shù)和旋轉(zhuǎn)電極電除塵技術(shù)相結(jié)合的電除塵器選型方法，并對(duì)溫州電廠四期末電場(chǎng)采用旋轉(zhuǎn)電極的低低溫電除塵器進(jìn)行了選型。介紹了溫州電廠四期末電場(chǎng)采用旋轉(zhuǎn)電極的低低溫電除塵器設(shè)計(jì)特點(diǎn)和性能參數(shù)。分析了溫州電廠四期末電場(chǎng)采用旋轉(zhuǎn)電極的低低溫電除塵器實(shí)際運(yùn)行情況，包括螺旋線，各供電分區(qū)運(yùn)行，灰斗蒸汽加熱，絕緣子熱風(fēng)吹掃，得出了灰斗蒸汽加熱達(dá)到灰斗壁溫80℃以上可避免堵灰的結(jié)論，并且建議對(duì)絕緣子熱風(fēng)吹掃進(jìn)行有效監(jiān)控。

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Type selection and applied research on low-low temperature unit with moving electrode Electrostatic Precipitator in Wenzhou Power Plant

Electrostatic Precipitator which combines low-low temperature and moving electrode technology (LLT-MEEP) is the mainstream technological for coal plant as its high collection efficiency of PM. Because of the domestic operation time is short, type selection and applied experience is poor. By regarding Wenzhou Power Plant as the analysis object, putting forward a type selection method for LLT-MEEP and showing the main parameters and characteristics including of flue gas cooler, secondary voltage, secondary current, spiral discharge electrode, hopper steam heating and insulator hot air sweeping.

LLT-ESP; MEEP; secondary voltage; spiral discharge eiectrode

X701.2

B

1674-8069(2017)03-034-03

2016-11-21；

2017-01-03

曹御風(fēng)(1960-)，男，浙江平陽人，高級(jí)工程師，主要從事發(fā)電廠生產(chǎn)技術(shù)管理、行政管理工作。E-mail: zhaohaibaozj@163.com