徑流式除塵器+液柱塔超低排放改造應(yīng)用

李樹華

(大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司，河北 邯鄲 056044)

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徑流式除塵器+液柱塔超低排放改造應(yīng)用

李樹華

(大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司，河北 邯鄲 056044)

闡述了徑流式除塵器+液柱塔超低排放改造方案、工作原理及技術(shù)優(yōu)點，以某電廠200 MW機組為實例，通過對改造后徑流式除塵器阻力和出口粉塵濃度的測試和分析，提出了徑流式除塵器+液柱塔工藝作為電廠超低排放改造的優(yōu)選方案。

徑流式除塵器；液柱塔；阻力；粉塵濃度

20世紀 70年代干式電除塵器開始在電廠應(yīng)用，20世紀 90年代逐步普及，平均效率由 1985年的90.6%提升到目前的大于99%。除塵器在進行高頻電源、電袋復(fù)合除塵器、徑流式除塵改造后，許多干式電除塵器出口煙塵含量已達到 GB 13223—2011 《火電廠大氣污染物排放標準》要求(20 mg/Nm3)。2005年以來，我國燃煤電廠煙氣脫硫裝置迅速發(fā)展，其中應(yīng)用最為廣泛的是濕法石灰石—石膏法，該方法在脫硫的同時可以進一步脫除煙塵，一些電廠脫硫出口煙塵能達到10 mg /Nm3[1-3]。

目前，電廠廣泛使用的靜電除塵器(簡稱 ESP)存在3個方面的技術(shù)難題。第一，對細微顆粒物的捕集效率低，由于表面積很小的細微顆粒物主要通過擴散來獲得電荷量，在電場中受到的電場力很小，容易被引風吹走而不被陽極板捕集；第二，依靠振打擊落粉塵，容易產(chǎn)生嚴重的二次揚塵，使粉塵排放濃度增加；第三，高比電阻的粉塵容易引起反電暈現(xiàn)象，造成除塵效率降低。而徑流式除塵器可以很好解決以上技術(shù)難題，受到越來越多電廠的青睞[4-5]。

1 工作原理

在當前嚴峻的環(huán)保形勢下，徑流式電除塵+液柱塔工藝應(yīng)運而生。其中徑流式除塵器是在傳統(tǒng)靜電除塵技術(shù)上的一次革新，是當前高效的粉塵超低排放控制技術(shù)[6]。

徑流式電除塵技術(shù)的基本原理是將收塵陽極板垂直于氣流方向布置，使電場力的方向與電風作用力的方向在同一水平線上，使粉塵顆粒在電風與電場力的作用下，在陽極板上完成捕集。其結(jié)構(gòu)特點是：陰陽極均采用橫向布置，如圖1所示。

圖1 徑流式除塵器極板布置方式

徑流式除塵器陽極板細微粉塵收集能力很強，對粉塵具有一定物理攔截作用，能適應(yīng)較高的比電阻工況，減少收塵極數(shù)量，運行電壓高于常規(guī)陽極板。收塵區(qū)與清塵區(qū)分開，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 徑流式除塵器收塵結(jié)構(gòu)

在徑流式除塵器后面布置液柱塔，可以對SO2進行有效去除，實現(xiàn)SO2排放濃度<35 mg/Nm3，另外由于液柱塔的漿液覆蓋率高，可以實現(xiàn)對粉塵二次洗滌，與高效除霧器配合使用，可實現(xiàn)對粉塵的二次去除，除塵效率在70%左右，液柱塔結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 液柱塔結(jié)構(gòu)

2 工業(yè)應(yīng)用

某電廠7號爐(200 MW) 燃煤供熱機組配有1臺干式、臥式、板式四室四電場高壓靜電除塵器，吸風機后煙道采用干法脫硫系統(tǒng)，改造前脫硫煙塵指標為180 mg/m3，無法達到DB13/2209—2015《燃煤電廠大氣污染物排放標準》的要求(10 mg/m3)。結(jié)合該廠實際，該電廠7號機組決定采用在原有四級電場除塵器基礎(chǔ)上后增加一級徑流式除塵器，同時對前三級電場電源進行改造。吸風機后干法煙氣脫硫系統(tǒng)拆除，采用上海中芬環(huán)保有限公司設(shè)計的“U”型液柱噴淋塔。采用徑流式除塵器+液柱塔工藝，實現(xiàn)7號機組粉塵和SO2超低排放[7-8]。

3 設(shè)計參數(shù)與系統(tǒng)

3.1 設(shè)計參數(shù)

針對該機組的設(shè)計煤種，根據(jù)合理分配負荷的設(shè)計原則，對前四級除塵器和徑流式除塵器進行設(shè)計，除塵器和徑流式除塵器的設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 前四級除塵器與徑流式除塵器主要設(shè)計參數(shù)

3.2 系統(tǒng)構(gòu)成

本體部分:殼體、放電極、泡沫金屬旋轉(zhuǎn)陽極板、框架鋼梁、灰斗、進出口煙箱等。

吹掃部分:蒸汽吹掃組件、壓縮空氣吹掃組件。

控制系統(tǒng):低壓控制系統(tǒng)、高壓控制系統(tǒng)。

3.3 系統(tǒng)特點

3.3.1 采用新型陽極板

新型陽極板采用多孔金屬材料，制成1 000 mm×1 000 mm×20 mm的收塵板。多孔金屬材料和新型陽極板實物如圖4所示。

新型陽極板通孔率可達98%以上，幾乎全通透結(jié)構(gòu)，壓降小，流量大；比表面積大，在相同通孔率下，與其他多孔材料相比有著較大比表面積，達1 m2/g以上；孔徑<4 mm，加上粉塵顆粒徑流運動，其電場強度遠大于傳統(tǒng)除塵形式，極易收集細小粉塵顆粒[6]。

3.3.2 采用清塵區(qū)與收塵區(qū)分開設(shè)計

傳統(tǒng)的電除塵器其收塵區(qū)和清塵區(qū)未分開，在清灰過程中，部分已收集的粉塵重新返回到氣流中，逸出電除塵器，致使粉塵排放增加，在高效電除塵器出口的粉塵中，約有20%是由清灰過程中的二次揚塵造成的。徑流式除塵器采用旋轉(zhuǎn)電極[9]，旋轉(zhuǎn)電極電場中的旋轉(zhuǎn)陽極板始終保持干凈，不會產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，對煤種變化的敏感性減小。旋轉(zhuǎn)電極帶動陽極板在集塵區(qū)與清塵區(qū)之間運動，最大限度減小二次揚塵。

(a)多孔金屬材料

(b)新型陽極板圖4 多孔金屬材料和新型陽極板

4 運行效果

4.1 阻力測試

徑流式除塵器吹灰采用壓差控制，當徑流式除塵的壓差達到150 Pa時，吹灰裝置啟動運行，開始吹掃清灰。各通道吹灰1 h后，停止運行，壓差數(shù)據(jù)見表2。

表2 徑流式除塵器吹掃后壓差 Pa

從表2中可看出，徑流式除塵器可以保持較低運行阻力，平均運行阻力為110～120 Pa。

4.2 除塵效果

2014年12月，對7號機組徑流式除塵器出口和液柱塔出口粉塵濃度進行測試，粉塵濃度見表3。

表3 徑流式除塵器出口與液柱塔出口粉塵濃度對比 mg/Nm3

通過表3可以看出，徑流除塵器出口濃度<18.24 mg/Nm3，液柱塔出口<6.5 mg/Nm3，符合超低排放標準要求。自2014 年投入使用以來，徑流式除塵器運行穩(wěn)定并維持高效除塵。徑流式除塵器+液柱塔工藝出口粉塵濃度運行2年內(nèi)<10 mg/Nm3，取得了很好的效果。徑流式除塵器+液柱塔工藝在該電廠改造中取得較好的應(yīng)用效果。

5 存在問題及對策

5.1 存在問題

a. 除塵器排灰方式。徑流式除塵器是將除塵器收集下來的細粉塵通過收塵風機抽入電除塵器入口，重新進行收集，該工藝增加前級電場負荷。

b. 部分陽極板密封條脫落。陽極板密封條采用螺栓固定，部分螺栓由于未安裝牢固，運行過程中松動，造成部分陽極板密封條脫落。

c. 部分瓷瓶內(nèi)壁結(jié)垢，電場絕緣等級降低，二次電壓達不到設(shè)計值，降低了徑流式除塵器收塵能力。

5.2 解決措施

a. 改變原設(shè)計排灰方式。將徑流式除塵器收塵風機出口接入小型布袋除塵器進行收塵，然后通過水排灰將粉塵排走。

b. 嚴格控制安裝工藝，將密封條固定螺栓安裝牢固。

c. 在瓷瓶內(nèi)增加壓縮空氣吹掃裝置，對瓷瓶內(nèi)壁進行間斷性吹掃，防止瓷瓶內(nèi)壁結(jié)垢。

6 結(jié)論

a. 徑流式除塵器+液柱塔工藝可穩(wěn)定高效除塵。該工藝采用電除塵+水利覆蓋除塵為一體的除塵機制，提高了除塵效率。7號機組采用此工藝以來，達到了徑流除塵器出口粉塵濃度<18.24 mg/Nm3，液柱塔出口粉塵濃度達到<10 mg/Nm3的超低排放標準要求。

b. 徑流式除塵器運行平均阻力為110～120 Pa，比同除塵能力的布袋除塵器阻力500 Pa[1]低400 Pa左右，采用該除塵脫硫工藝大大降低了風煙系統(tǒng)阻力，降低了吸風機電耗和廠用電率。

c. 徑流式除塵器+液柱塔工藝具有廣闊的市場前景，該工藝不僅可以應(yīng)用于新建電廠，而且可有效地應(yīng)用于現(xiàn)有電廠的電除塵器系統(tǒng)改造，利用現(xiàn)有電廠的電除塵器一個電場改造為徑流式除塵器，無需額外占地和空間；另外，徑流式除塵器陽極材料可以循環(huán)利用，不產(chǎn)生二次污染。因此，徑流式除塵器+液柱塔工藝可作為電廠超低排放改造的優(yōu)選方案。

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Application of Radial Flow Electrostatic Precipitator and Fliquid Column Tower Technology in A 200 MW Power Plant

LI Shuhua

(Datang Hebei Matou Cogeneration Co.,Ltd.,Handan,Hebei,056044)

This paperintroduces the working principle and echnical merits of radial flow electrostatic precipitator and fiquid column tower.Taking a 200 MW power plant as an example,through the test and analysis on resistance and dust concentration, the technology of radial flow electrostatic precipitator and fiquid column tower can be used as the optimal method for the ultra low emission reform of the power plant.

radial flow electrostatic precipitor;fliquid colune tower; resistance; concentration of dust

TM621;X773

A

1004-7913(2017)06-0033-04

李樹華(1983)，男，碩士，工程師，從事環(huán)保點檢工作。

2017-02-05)