【正文】 畢業(yè)論文 在我國的電力工業(yè)結(jié)構(gòu)中，燃煤機(jī)組占了 75％左右，發(fā)電量占 80％以上。近年來國家 大力發(fā)展核電、生物能、風(fēng)電等新能源，但我國的一次能源構(gòu)成表明，煤電仍然會在 70%左右，在新增的裝機(jī)中火電比例達(dá)到 88． 2％，而新增的火電中大型超臨界機(jī)組的比重逐年增加。大型火電機(jī)組的節(jié)能減排，有利于提高機(jī)組熱效率，降低發(fā)電煤耗，對減少二氧化碳和其他大氣污染物的排放，保護(hù)環(huán)境有重要的意義。 我國以煤炭為主的能源供應(yīng)格局在未來相當(dāng)長的時間內(nèi)不會發(fā)生根本性改變，因此燃煤電廠污染物排放問題一直是人們關(guān)注的熱點。近年來 ,隨著燃煤價格的日益上漲 ,燃煤電廠的成本不斷增加 ,各電廠面臨著節(jié)能的巨大壓力。鍋爐的排煙溫度過高 ,主要原因之一是煤質(zhì)變差 ,導(dǎo)致灰分增大 ,使鍋爐各受熱面產(chǎn)生積灰 ,這樣不僅降低了鍋爐效率 ,造成燃煤電廠煤的消耗量增加 。而且給電除塵器也帶來了較大的影響 ,如電除塵器處理煙氣量增大、氣體粘滯性變大、粉塵比電阻增大以及擊穿電壓下降等影響 ,造成了電除塵器除塵效率降低。 隨著環(huán)保部與質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布的新版《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223一 2021)于 2021年 l 月 1日開始執(zhí)行 ,煙氣排放濃度要求越來越高。新建火電廠煙 氣含塵濃度執(zhí)行 30mg/Nm3 標(biāo)準(zhǔn) ,重點地區(qū)提高到 20mg/Nm3。達(dá)到了與歐美發(fā)達(dá)國家同樣嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求。 為達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn) ,燃煤電廠鍋爐降低排煙溫度、節(jié)約能源、降低粉塵排放濃度成為當(dāng)前急需解決的難題 ,尋求節(jié)能減排的新技術(shù)、新方法是形勢所趨。低低溫高效電除塵器技術(shù)有效的解決了這一難題。 在化工生產(chǎn)過程中 ,介質(zhì)常常需要進(jìn)行加熱或冷卻 ,即熱量的傳遞。換熱器管程和殼程分別通過兩不同溫度的流體時 ,溫度較高的流體通過換熱管壁將熱量傳遞給溫度較低的流體 ,使得溫度較高的流體被冷卻 ,溫度較低的流體被加熱 ,進(jìn)而實現(xiàn)兩流體換 熱的工藝目的。經(jīng)過幾個世紀(jì)的發(fā)展 ,目前已開發(fā)出多種結(jié)構(gòu)形式的換熱器 ,例如管殼式、板翅式、螺旋板式、空冷器、熱管等形式。 1．電除塵技術(shù) 靜電除塵器是通過電場電暈放電在陽極板和陰極線之間形成一個強(qiáng)靜電電場 ,使煙氣中的氣體分子電離 ,產(chǎn)生電子和離子 ,電子和離子在電場力的作用下分別向兩極移動 ,在移動過程中吸附煙氣中的粉塵顆粒并使粉塵荷電。 國際上美國、德國等歐美國家的電廠大多采用靜電除塵器 ,除塵器出口煙塵排放濃度多在 50mg/m3以下 ,有些 電廠達(dá)到 30mg/m3,甚至更低。德國大型燃煤機(jī)組采用的除塵技術(shù)主要是高效靜電除塵器 ,即通過對電除塵器的控制部分和對煙氣通道的改進(jìn)來提高除塵效率 ,保證粉塵排放濃度在 20 mg/m3以下。美國較常用的除塵技術(shù)是電除塵器調(diào)質(zhì)除塵工藝 ,以及布袋除塵器除塵工藝。 亞洲國家的火電廠也大多采用靜電除塵技術(shù)。為保證排放濃度 ,日本新建大容量燃煤機(jī)組大多采用低低溫電除塵器技術(shù)和移動電極電除塵器技術(shù) ,通過將進(jìn)入除塵器的煙氣溫度降低到合適的數(shù)值 ,來降低粉塵的比電阻 ,提高收塵效率 ,移動電極電除塵器技術(shù)可以減少二次揚塵 ,除塵效率可達(dá) %以上。 據(jù)統(tǒng)計 ,歐盟靜電除塵器數(shù)量約占除塵設(shè)備的 85%,美國靜電除塵器數(shù)量約占除塵設(shè)備的 80%,日本燃煤電廠則幾乎全都采用靜電除塵器。 我國火電廠最早是在 20世紀(jì) 50年代開始采用靜電除塵器 ,電除塵技術(shù)于 20世紀(jì) 90 年代得到推廣，在我國應(yīng)用廣泛。目前我國火電廠鍋爐配套的除塵設(shè)備大部分為靜電除塵器 ,但比集塵面積 (SCA)普遍偏小 ,大部分只在 80~110 m2/m3/s之間。隨著優(yōu)質(zhì)電煤的不斷開采，電煤的質(zhì)量也逐步下降。由于電除塵的除塵效率與粉塵比電阻值關(guān)系很大，比電阻在 l 104Ω . cm以下的粉塵沉積時，會被中和甚至帶上正電，易再狀進(jìn)入氣流，使電除塵效率降低。比電阻在 1x104Ω . cm~4x104Ω . cm之間的粉塵沉積時中和適當(dāng)，當(dāng)振打極板時，粉塵層成片下落，保證了電除塵的高除塵效率。而比電阻在 1011Ω .cm 以上的粉塵沉積后很難中和．粉塵層逐漸形成負(fù)電場．電場升高會在覆蓋層孔隙發(fā)生電擊穿并伴隨向電極發(fā)射正離子，即發(fā)生反電暈現(xiàn)象．此時電除坐效率將降低 (如圖 1所示 )。于是為了滿足火電廠的粉塵排放應(yīng)小于 30mg/Nm3的要求，根據(jù)煤種不同，電除塵器需采用 5 電 場 、 6 電 場 、 甚 至 7 電 場 設(shè) 計 。 隨著新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB132232021)的實施 ,很多按原有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的電廠 ,粉塵的排放濃度已無法滿足環(huán)保要求 ,因此需對現(xiàn)有除塵器進(jìn)行改造或更換。所以單純的依靠電除塵技術(shù)，顯然不是一種很好的選擇。 2．布袋除塵技術(shù) 布袋除塵是利用纖維材料組成的一層濾層 ,通常稱為“濾袋”進(jìn)行過濾 ,達(dá)到將煙塵捕集的作用。由于國內(nèi)電站鍋爐煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步加強(qiáng) ,按原電除 塵器標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計項目的粉塵排放大多不能達(dá)到小于 30mg/Nm3 的環(huán)保要求 ,而袋式除塵器出口粉塵濃度可以低于 30mg/Nm3,甚至可達(dá) lOmg/Nm3。因此袋式除塵效率較高 ,在一般應(yīng)用中都可以達(dá)到 99%以上的除塵效率。但是由于袋除塵對于煙溫、煙的成分等適應(yīng)性差 ,容易造成過濾纖維發(fā)生腐蝕、結(jié)露等嚴(yán)重影響纖維組織的壽命 ,而且由于煙氣阻力損失較大 ,會使引風(fēng)機(jī)阻力增加 ,最終導(dǎo)致電廠用電率升高。正是由于其運行費用高、維護(hù)成本大 ,布袋除塵器在我國還沒有大面積應(yīng)用和推廣。 澳大利亞 90%電廠以上都釆用了布袋除塵器 ,是世 界上采用布袋除塵器最多的國家。這主要是因為澳大利亞的燃煤含硫量低 ,收到基硫 Sar— 般為 %~%,而灰成分中的 Si02和 AL2O3 總含量高達(dá) 85%左右 ,導(dǎo)致煤灰比電阻很高 ,如果選用靜電除塵器 ,則除塵效果很差。因此澳大利亞電廠廣泛采用布袋除塵器 ,粉塵排放濃度能達(dá)到 30mg/Nm3 以下 ,甚至達(dá)到 lOmg/Nm3。此外 ,加拿大及部分歐洲國家也較多采用布袋除塵器。 布袋除塵器在我國最早是應(yīng)用在鋼鐵與水泥行業(yè) ,至今已有數(shù)十年的歷史。20 世紀(jì) 80 年代 ,我國在小范圍的電廠中采用過布袋除塵器 ,但受當(dāng)時工藝水平的限制 ,濾料質(zhì)量不過關(guān) ,技術(shù)不成熟 ,使用效果并不好 ,因此沒有進(jìn)行更大范圍的推廣應(yīng)用。 電除塵器因其具有除塵效率高、設(shè)備阻力低、處理煙氣量大、運行費用低、維護(hù)工作量少且無二次污染等優(yōu)點，長期以來在電力行業(yè)除塵領(lǐng)域占據(jù)著絕對的