【正文】 600KW 機組設(shè)備費用比較 ...............................................................................................46發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 5 / 461. 工程概述 工程實施的必要性 電廠概況 某市位于黑龍江省東部，北距佳木斯市 172 公里，南距牡丹江市 232 公里，勃七鐵路通往某市，是黑龍江省四大煤炭產(chǎn)地之一，當前年產(chǎn)煤炭超過 1500 萬噸。某發(fā)電有限責(zé)任公司（以下簡稱：某電廠）廠址位于某市茄子河區(qū)，距市區(qū) 5 公里。二期擴建工程 4機組為 2 臺 600MW 國產(chǎn)亞臨界濕冷燃煤發(fā)電機組， 2022 年投產(chǎn)發(fā)電。 鍋爐系哈爾濱鍋爐有限責(zé)任公司制造的 HG2030/，配 600MW 汽輪發(fā)電機組的亞臨界壓力、一次中間再熱、控制循環(huán)、汽包鍋爐；采用平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣方式；鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量 2030t/h。 除塵器為浙江菲達的雙室四電場布置的電除塵器，限于當時國家環(huán)保標準，原設(shè)計標準和要求較低，保證除塵效率僅為 ％。除塵器出口排放濃度＜100mg/Nm 3。 本項目即針對的是某電廠二期 4機組電除塵器改造工程。 除塵器運行現(xiàn)狀經(jīng)過 6 多年的運行，除塵器內(nèi)部部件磨損老化的較嚴重，除塵器的整體除塵效率偏低。2022 年 9 月份對 4機組除塵器進行了性能測試，其除塵效率均低于 %，降至 %， 除塵器的實際粉塵排放濃度在 60mg/Nm3～100mg/Nm 3之間，濃度平均值為 。 電除塵器技術(shù)性能參數(shù)如下：雙室四電場除塵器(ZFAA4*40M2*96125)序號 名 稱 單 位 設(shè)計數(shù)據(jù) 現(xiàn)在運行數(shù)據(jù)1 處理煙氣量 m3/h 4000000 44000002 入口煙溫 ℃ 110160 132發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 6 / 463 陽極線 480C 480C4 陰極線 RS RS5 入口煙氣含塵量 g/Nm3 3040 6 本體漏風(fēng)率 % 7 出口煙氣含塵量 mg/Nm3 35 8 本體阻力 Pa 245 2189 除塵效率 % 除塵器效率下降的原因分析①. 除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)老化。 2022 年投運至今，除塵器內(nèi)部部件磨損老化現(xiàn)象比較嚴重，電場內(nèi)部陰極線放電尖電蝕較重，極板極線腐蝕變形較多。并且原設(shè)計的除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)型式已老化過時，煙道均風(fēng)效果差，極板極線適應(yīng)性差，也導(dǎo)致電源能耗高，性能差。致使除塵器效率降低，僅為 %。②. 燃用煤種變化大，灰份升高，導(dǎo)致除塵器出口濃度偏高。當前實際燃燒煤種偏離設(shè)計煤種較多，實際燃煤低位發(fā)熱量在 4000～5000大卡左右（設(shè)計煤種為 5500 大卡左右），灰份在 30～40%左右（設(shè)計煤種 25%左右)，除塵器入口粉塵濃度 60g/Nm3左右（設(shè)計 30～40g/Nm 3左右）。由于實際燃用煤種灰份遠遠超出設(shè)計煤種，超出了除塵器的適應(yīng)能力，從而導(dǎo)致除塵器運行參數(shù)較低，排煙含塵濃度很高，出口煙塵排放濃度平均值為。 除塵器改造的必要性 ①. 滿足國家新的環(huán)保排放標準的要求。 隨著電力的發(fā)展和大氣惡化，針對火電廠污染物排放的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB132232022）業(yè)已出臺。按照新的標準，2022 年7 月1 日起，某發(fā)電有限責(zé)任公司兩臺機組煙塵排放濃度限值為30mg/Nm 3。目前，電廠二期2 發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 7 / 46臺機組煙塵排放濃度均滿足不了新標準的排放要求。因此，在標準實施前有必要進行除塵器改造，保證煙塵排放值滿足國家新標準的要求。 ②. 適應(yīng)主要燃用煤種變化的要求。 實際燃燒煤種偏離設(shè)計煤種較多，實際燃煤低位發(fā)熱量在3000大卡左右（設(shè)計煤種5000大卡左右），灰份在2835%左右（設(shè)計煤種25%左右)。由于實際燃用煤種灰份遠超過設(shè)計煤種，導(dǎo)致煙氣含塵濃度高。也由于傳統(tǒng)點除塵器對煤種變化的適應(yīng)性較差，因而導(dǎo)致現(xiàn)有電除塵器運行效率較低。③. 煙氣脫硫工藝的要求。煙氣脫硫工藝對煙氣中的粉塵濃度有較為嚴格的要求，除塵器出口的排煙粉塵濃度高，將對脫硫工藝產(chǎn)生不良影響，進入吸收塔的煙氣含塵濃度對脫硫效率影響較大,這是因為煙塵在一定程度上阻礙了 SO2與脫硫劑的接觸降低了石灰石中 Ca2+的溶解速率。同時，煙塵中不斷溶出的重金屬會抑制 Ca2+與 HSO3反應(yīng)。此外,煙塵中的 Al3+會與液相中的 F反應(yīng)生成對石灰石有包裹作用的氟化鋁絡(luò)合物,使脫硫效率降低。大量研究證明燃煤含硫量越低,對脫硫效率的影響越大,這主要是通常以鈣硫摩爾比來計算石灰石用量,燃煤含硫量低,相應(yīng)所用石灰石量就少，當進入吸收塔前煙塵濃度一定的情況下,煙塵與石灰石比例發(fā)生變化,煙塵所占份額越大,對脫硫效率的影響也越大。另外,煙塵濃度高還會造成塔內(nèi)積灰以及除霧器堵塞等。濃度高粒徑小的煙塵不但直接影響脫硫效率,還會降低石膏脫水效果,并造成噴頭、管道甚至脫水“皮帶”塞。④. 節(jié)能降耗的要求。電除塵器是極為重要的環(huán)保設(shè)備，通常也是火力發(fā)電廠的高能耗設(shè)備。常規(guī)工頻可控硅電源系統(tǒng)在一般情況下的耗電量約占機組容量的 4‰。電除塵器系統(tǒng)的提效節(jié)能既可以提升電廠節(jié)能降耗建設(shè)，同時也降低了運行費用。鑒于以上原因，對二期 2 臺機組靜電除塵器進行全面改造，已經(jīng)勢在必行，刻不容緩。通過改造，以使該機組在 2022 年 7 月 1 日之前達到《燃煤電廠大氣污染物排放標準 GB132232022》中允許煙塵濃度排放≤30mg/Nm 3的最新要求，同時實現(xiàn)大幅度節(jié)能。發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 8 / 46 編制依據(jù) ①. 某電廠提供的電除塵改造相關(guān)資料。 ②. 國家頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)定及相應(yīng)的技術(shù)標準。 可行性研究范圍和內(nèi)容深度依據(jù)《火力發(fā)電廠可行性研究報告內(nèi)容深度規(guī)定》（DL/T53752022），本工程由我所完成的研究范圍及深度如下： ——論證本工程建設(shè)的必要性；——落實改造條件；——就除塵器改造工程建設(shè)條件、布置方案進行比較；——就改造方案及工程內(nèi)容提出工程設(shè)想；——工程投資估算。 主要技術(shù)原則及目標 ①. 本工程為環(huán)保工程改造項目。②. 在鍋爐檢修停爐期間，電除塵器主體改造完成，具備通煙條件。 ③. 為節(jié)約資金和縮短工期，并在滿足技術(shù)要求的前提下，盡可能利用現(xiàn)有電除塵器的材料和電除塵器基礎(chǔ)。 ④. 采用先進的除塵器控制系統(tǒng)，除塵器的運行實行自動控制。 ⑤. 環(huán)境保護、職業(yè)安全和工業(yè)衛(wèi)生、防火和消防均應(yīng)符合國家標準。在滿足技術(shù)要求的前提下，外形尺寸盡量不變。 除塵器改造設(shè)計目標 根據(jù)目前國家環(huán)保形勢及未來發(fā)展需要，本工程以 60g/Nm3 的除塵器入口煙塵濃度作為除塵器改造設(shè)計基準，將除塵器出口煙塵排放濃度按 30mg/Nm3 設(shè)計，煙囪入口煙塵排放濃度按 20mg/Nm3（α=）考慮。發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 9 / 462. 設(shè)計原始資料 廠址氣象和地理條件：序號 名 稱 單 位 數(shù) 值1 海拔高度 m2 當?shù)卮髿鈮毫?Pa 986703 年平均最高氣溫 ℃4 年平均最低氣溫 ℃5 多年極端最高溫度 ℃ 6 多年極端最低溫度 ℃ （P=%）7 多年平均氣溫 ℃ 8 平均相對濕度 % 619 設(shè)計最大風(fēng)速 m/s （P=%）10 多年平均風(fēng)速 m/s 11 基本風(fēng)壓 KN/m212 基本雪載 KN/m213 地震烈度 度 鍋爐燃煤資料：項 目 符號 單位 設(shè)計煤種 校核煤種收到基水分 Mar % 空氣干燥基水分 Mad % 收到基灰分 Aar % 干燥無灰基揮發(fā)份 Vdaf % 收到基碳 Car % 收到基氫 Har % 收到基氧 Oar % 收到基氮 Nar % 收到基全硫 % 收到基低位發(fā)熱量 KJ/kg 16720 18172變形溫度 DT ℃ 1260 1270軟化溫度 ST ℃ 1460 1540發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 10 / 46項 目 符號 單位 設(shè)計煤種 校核煤種熔化溫度 FT ℃ 1500 1540哈氏可磨指數(shù) HGI 78 77磨損指數(shù)（英巴沖刷試驗法） AI 灰分析：項 目 符 號 單 位 設(shè)計煤種 校核煤種二氧化硅 SiO2 % 三氧化二鋁 Al2O3 % 三氧化二鐵 Fe2O3 % 氧化鈣 CaO % 二氧化鈦 TiO2 %氧化鉀 K2O % 氧化鈉 Na2O % 氧化鎂 MgO % 三氧化硫 SO3 % 比電阻（120℃時） 鍋爐燃煤量：設(shè)計煤質(zhì)為 336t/h；校核煤質(zhì)為 367t/h。 現(xiàn)有電除塵器設(shè)備： 型式： 干式、臥式、板式 每臺爐所配臺數(shù)： 2 臺 每臺除塵器入口煙氣量： 3141058/2 (3170454/2) m 3/h除塵器入口煙氣溫度： 120 ℃發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 11 / 46除塵器入口含塵量： ～ 36 g/Nm 3 保證效率： ≥ % 本體阻力： ≤ 245 Pa本體漏風(fēng)率： ≤ %在 BMCR 工況下的煙氣速度： ＜ m/s電場數(shù)： 4 個每臺除塵器進、出口數(shù)： 進口 2 個 出口 2 個 3. 電除塵器綜合改造方案的確定 除塵器增效改造技術(shù)的考察及初選結(jié)合當前國內(nèi)外提高除塵效率的常規(guī)解決方案和先進技術(shù)，可供選擇的解決方案可以分為本體及其附設(shè)設(shè)備改造和電控系統(tǒng)改造兩大類。 本體及其附設(shè)設(shè)備改造技術(shù)分析 本體及其附設(shè)設(shè)備改造方案有：電袋復(fù)合除塵器（布袋除塵器）、濕式電除塵、旋轉(zhuǎn)陽極板、徑流式電除塵器、低低溫?zé)煔鈸Q熱器、煙氣調(diào)質(zhì)或微顆粒凝聚、本體擴容、橫向陽極板。①. 電袋復(fù)合除塵器（布袋除塵器）：前級電除塵區(qū)秉承了電除塵器第一電場的除塵優(yōu)勢，其除塵效率與極板有效面積呈指數(shù)曲線變化，能收集煙塵中大部分粉塵，收塵效率達 70～80%，并使流經(jīng)電除塵區(qū)未被收集下的微細粉塵電離荷電，一方面大大降低進入布袋除塵器區(qū)含塵濃度，另一方面荷電后的粉塵在濾袋沉積的粉餅呈低阻特性，從而既達到排放濃度小于 30mg/Nm3的環(huán)保要求，又提高了除塵器整體性能的功效，構(gòu)思比較合理。電袋除塵器是最近幾年國內(nèi)新出現(xiàn)的一種煙氣除塵裝置，收塵效果較為理想，可以保證除塵器出口排放濃度不大于 30mg/Nm3。但其主要弊病是濾袋破損的問題。針對該問題國家相關(guān)部門召開過專題研討會，與會專家認發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 12 / 46為，濾袋為國產(chǎn)的情況下，煙氣經(jīng)過電袋除塵器電區(qū)時會產(chǎn)生臭氧，臭氧是導(dǎo)致濾袋損壞的罪魁禍首。因此，電袋除塵器設(shè)備的使用還需要謹慎。如果采用進口濾袋，那么電袋除塵器造價將很高。布袋的原料 PPS 纖維和脈沖閥主要依賴進口，布袋價格較貴，價格變化范圍較大，約 450～1100 元/個。而且，檢修維護工作較大，運行成本較高，在線檢修工作困難且環(huán)境較差。另外，改為電袋式除塵器，必然使得煙氣系統(tǒng)阻力增加，引風(fēng)機電動機容量勢必要增大。目前引風(fēng)機的電機裕量受廠用電系統(tǒng)容量限制已經(jīng)達到極限，增容本身非常困難，并且由于引風(fēng)機的增容，又帶來廠用電率的增加。因此，改為電袋式除塵器勢必要對風(fēng)煙（包括：引風(fēng)機、增加一次風(fēng)機和相關(guān)風(fēng)煙管道等）系統(tǒng)進行改造，不但引起廠用電量的增加，投資也將增加很大，今后的運行維護管理成本也將增加許多。以 600MW 為例，目前的投資大約需要 3000 萬元人民幣，以 5 年為濾袋的壽命期測算，平均每年的運行維護費用大約需要 300 萬元人民幣。因此，從投資及運行的角度看，本方案不是好的選擇，雖然，排放濃度可以達到國家新的排放要求。 ②. 濕式電除塵： 濕式電除塵布置在脫硫系統(tǒng)之后至煙囪之間的場地，其工作原理與干式電除塵器相同，但由于在濕式電除塵器里噴入水霧而使除塵效果發(fā)生很大的不同。水霧的噴入使粉塵凝并、增濕，降低了粉塵比電阻，粉塵和水霧在電場中一起荷電，一起被收集，水霧在收塵極板上形成水膜，水膜使極板保持潔凈，使得濕式電除塵長期高效運行。 但是，新建濕式電除塵面臨以下幾個問題：，且由于直接用來沖洗灰塵，水將被污染，無法回收或直接利用。如果需要增設(shè)則需要額外增加潔凈水系統(tǒng)。改造，需要專門引出脫硫后煙氣在場地外布置，無形中增加了系統(tǒng)阻力，破壞了設(shè)計的煙氣流動場特性。，增加了電廠電耗，廠用電小指標降低。 ③. 旋轉(zhuǎn)陽極板：發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 13 / 46 旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器的收塵機理與常規(guī)電除塵器完全相同，并保留了常規(guī)