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正文內(nèi)容

電廠2215300mw機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告(編輯修改稿)

2025-05-22 13:49 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 名稱 符號 單位 設計煤種 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 % 氧化鎂 MgO % 氧化鈉 Na2O % 三氧化硫 SO3 % 二氧化鈦 TiO2 % 五氧化二磷 P2O5 % 氧化鉀 K2O % 氧化錳 MnO2 鍋爐燃煤量:原始設計燃煤量為 (校核煤種),國電南京環(huán)科院脫硫提效可研數(shù)據(jù)為 134t/h(2022 年 7月)。 現(xiàn)有電除塵器設備:序號 項目 單位 參數(shù)1 電場有效斷面積 m2 2692 電場有效長度 mm 電場長度:13 電場 m;4 電場 3 電場有效寬度 mm4 電場有效高度 mm 陽極電場高度:;陰極電場高度:5 同極間距 mm陽極(同極間距 400mm);陰極:(沿氣流方向放電極同極間隙:Ⅰ電場 500 ;Ⅱ、Ⅲ電場 250 ;Ⅳ電場 500mm;垂直氣流方向放電極同極間隙:400mm)6 有效收塵面積 m2 220227 處理煙氣量 m3/h m3/s電廠 2300MW 機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 17 / 528 入口含塵濃度 g/Nm3 9 出口含塵濃度 mg/Nm3 ?15010 電場數(shù)量 個 411 陰極排數(shù) 排12 陽極排數(shù) 排通道數(shù):Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ電場:2*23;Ⅳ電場2*2013 陰極陽極振打型式 陽極:整體撓臂錘振打;陰極:小框架撥 錘振打14 陽極板型式 大 C型15 陰極板型式Ⅰ電場:整體管狀芒刺線;Ⅱ、Ⅲ電場;寬體鋸齒線:Ⅳ電場:魚骨針加輔助電極型式16 設備阻力 Pa ?245Pa17 煙氣溫度 ℃ ℃18 煙氣負壓 Pa 650019 漏風率 % ?3%電廠 2300MW 機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 18 / 523. 電除塵器綜合改造方案的確定 除塵器增效改造技術的考察及初選結(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,可供選擇的解決方案可以分為本體及其附設設備改造和電控系統(tǒng)改造兩大類。 本體及其附設設備改造技術分析 本體及其附設設備改造方案有:電袋復合除塵器(布袋除塵器)、濕式電除塵、旋轉(zhuǎn)陽極板、徑流式電除塵器、低低溫煙氣換熱器、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部門召開過專題研討會,與會專家認為,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,臭氧是導致濾袋損壞的罪魁禍首。因此,電袋除塵器設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,引風機電動機容量勢必要增大。目前引風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電廠 2300MW 機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 19 / 52必要對風煙(包括:引風機、增加一次風機和相關風煙管道等)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: 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)電除塵器的優(yōu)點。旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器由前級固定電極電場和后級旋轉(zhuǎn)電極電場組成,旋轉(zhuǎn)電極電場中陽極部分采用旋轉(zhuǎn)的陽極板和旋轉(zhuǎn)的清灰刷。附著于旋轉(zhuǎn)陽極板上的粉塵在尚未達到形成反電暈的厚度時,就被布置在非電場區(qū)的旋轉(zhuǎn)清灰刷較徹底地清除,因此不會產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象且沒有二次揚塵。 這種新技術的應用不僅可以增加粉塵的有效驅(qū)進速度,提高除塵效率,降低電除塵器出口煙塵濃度,減小煤種對除塵效率影響的敏感性,還可以使出口煙塵濃度保持穩(wěn)定。電廠 2300MW 機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 20 / 52對于改造項目,一般只需將末電場改成旋轉(zhuǎn)電極電場,不需另占場地,無需更換引風機及相關設備,經(jīng)濟、技術優(yōu)勢更為突出。 旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器不僅具有明顯的技術優(yōu)勢,還具有較好的經(jīng)濟性。與常規(guī)電除塵器相比,使用旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器電耗可節(jié)約 15%左右。與袋式除塵器相比,旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器維護費用低、性價比更高。旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器具有上述優(yōu)點。 但是,旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器存在著尚未得到有效克服的現(xiàn)實問題:有電除塵改造過程中,由于旋轉(zhuǎn)電極電除塵需要更多的安裝面積(是常規(guī)一個電場的 ),可能影響除塵器出口與引風機的煙道連接,間接影響后續(xù)煙氣的流動,甚至反過來影響除塵效果。多的電機驅(qū)動,任何安裝疏失或極板的變形都可能影響除塵器運行(比如,極板的掉落可能卡死使得電除塵不得不退出運行)。的運行、檢修強度。 從目前在用機組的實際使用效果看,減排效果不理想,運行不穩(wěn)定,多有發(fā)生機械故障停運的現(xiàn)象。 ④. 徑流式電除塵器: 徑流式電除塵器,采用旋轉(zhuǎn)橫向電極電場結(jié)構,移動陽極板采用鎳基泡沫金屬材料,具有新穎性,對細顆粒物()具有很好的捕集效果,可用于電除塵器末級粉塵的捕集。 但是,從目前為止僅有的兩個比較小型的實驗性工程實施情況看,效果不穩(wěn)定,而且,旋轉(zhuǎn)機構的故障以及陽極板的堵塞將是不可避免現(xiàn)實問題。 ⑤. 低低溫煙氣換熱器:低低溫省煤器技術是為了適應電廠進一步提高熱力系統(tǒng)循環(huán)效率而采取的一種在煙氣排放過程中進一步吸收煙氣中含有的可以利用的潛在熱量的新的回熱加熱新方法。由于在除塵器入口前安裝了低低溫省煤器,使得進入除塵器的煙溫大幅度降低,可起到以下作用:①煙氣流量變小,流速變緩,改善了除塵器工作環(huán)境;②降低煙塵的比電阻;③講煙溫降到熱力學酸露點以下(工程學酸露點以上),SO 3形成適量酸汽,吸附與粉塵吸附在一起,起到與煙氣調(diào)質(zhì)或電廠 2300MW 機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 21 / 52微顆粒凝聚異曲同工的作用,間接的提高了除塵效率,而且,能減輕后續(xù)脫硫負擔,還能減少對后面設備的酸腐蝕。本工程,溫度從 130℃降到 90℃左右,從經(jīng)驗看,一般可以起到減排 20%的功效。⑥. 煙氣調(diào)質(zhì)或微顆粒凝聚:煙氣調(diào)質(zhì)技術利用煙氣成分特性,采用酸性介質(zhì)中和灰分中的堿性成分,降低影響煙氣除塵效率中的灰分成分;微顆粒凝聚技術是目前解決灰分中小顆?;曳值妮o助措施。該類技術主要為輔助除塵技術,能夠一定程度地改善除塵效果。但是,其運營成本以及對環(huán)境的綜合負擔,成為長期使用的現(xiàn)實障礙。⑦. 本體擴容:通過增加電場或加高加寬,增大集塵面積,以提高除塵效率。本工程除塵器區(qū)域設備連接緊湊,在現(xiàn)有場地條件下沒有除塵器增容空間,理由如下:a.除塵器尾部與引風機連接緊湊,除塵器尾部煙道直接向下引入引風機,除塵器尾部柱腳距引風機室距離不足 3m,且引風機室后方由于有脫硫煙道無法向后移動,因而除塵器沒有向后增容的空間。b. 目前國內(nèi)陽極板高度設計最大為,因而陽極板高度增加對除塵器收塵面積增加的影響很小。 ⑧. 橫向陽極板:眾說周知,常規(guī)的集塵極板是順著氣流安裝的,而橫向集塵極板是橫過來逆著氣流安裝的。這樣可以把常規(guī)氣流帶著粉塵離開極板的趨勢,轉(zhuǎn)變?yōu)榇迪驑O板的趨勢,也可以說把氣流流向?qū)瘔m極板不利的因素轉(zhuǎn)化為有利因素。通常電除塵設計是按照多依奇公式:η=1e Aω/Q ,把粉塵遷移速度 ω 看作常數(shù),要提高除塵效率 η,在風量 Q一定的情況下,勢必要提高集塵面積 A,也就是說對原有排放不達標的除塵器要改造成達標,勢必要加寬或加長或加高,通常的做法是增加一級電除塵。但如果現(xiàn)場空間不夠的情況下,這種改造就顯得無能為力。研究表明,通常被看作常數(shù)的 ω,完全可以通過電極結(jié)構和氣流方向的改變來最大限度提高,從而提高除塵效率,橫向極板就是極為有效的措施。研究結(jié)表明;縱向極板改造為橫向雙層極板,其 ω 可以提高 5倍,其 1個電場可以電廠 2300MW 機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 22 / 52頂 3縱向電場。這就是為原來排放不達標的電除塵,在外形尺寸不變動的情況下,只進行內(nèi)部改造本體使除塵器排放達標成為現(xiàn)實。電除塵器效率與粉塵驅(qū)進速度、比集塵面積的大小有關。在電除塵器尺寸一定的前提下,比集塵面積愈大、驅(qū)進速度愈大除塵效率愈高。因此,在煙氣量一定的條件下,要提高電除塵器的效率,必須增加收塵的面積(即比集塵面積)或粉塵驅(qū)進速度。如果保證出口煙塵排放≤30 mg/Nm179。時,除塵效率需要達到理論上 %的除塵效率(入口濃度 30 g/Nm179。),因此至少要將原除塵器收塵板的面積或驅(qū)進速度增加 1~2 倍,這樣才能在理論上滿足除塵器出口達到排放≤30 mg/Nm179。綜上所述,某電廠 2X300MW機組電除塵器本體改造可采用以下兩種有效且安全可靠的方式是低低溫省煤器和橫向雙層極板。從本體上確保提高除塵效率。 電控系統(tǒng)及其技術分析 靜電除塵原理及主要電源靜電除塵電源是靜電除塵裝置的核心部分,其性能直接影響除塵的效率。在追求不斷提高除塵效率的過程中,其結(jié)構不斷改進,性能不斷提升。目前,工頻電源的明顯有效的替代產(chǎn)品有:;;。 電除塵器除塵主要依托的是電暈放電原理,如下圖 31所示。通常電除塵器電暈線是細長的金屬線,上面布滿了芒刺線。當電暈線與陽極板之間加高壓直流電時,兩極之間將形成不均勻電場,離電暈線越近,電場強度就越強;當電暈線附近的一個很小區(qū)域內(nèi)(一般為 2~3mm)電場強度大至某一值時,在電暈線附近的少量游離子在電場力的作用下被加速至很高的速度,并在運動中與中性氣體相碰撞,使氣體分子電離為正離子和電子。自由電子獲得了足夠的能量,它和氣體分子碰撞產(chǎn)生正離子和新的電子,而新生的電子立刻又參與到碰撞電離中去,使得電離過程加強,生成更多的正離子和電子。這樣,由于在電子的行程上新生成電子不斷參加碰撞電離,結(jié)果氣體中的電子像雪崩似的增長,形成電子崩,遷移率較大的電子集中在“崩”的頭部迅速向陽極方向發(fā)展,而正電廠 2300MW 機組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報告 23 / 52離子則留在“崩”尾向陰極加速并撞擊陰極使其釋放出達到自持放電所必須的二次電子。因此,在電暈極附近的狹小區(qū)域就產(chǎn)生了放電條件,形成電暈,這就是電暈形成的機理。在強電場區(qū)以外(電暈外區(qū)),電子逐漸減慢到小于碰撞電離所必需的速度(多次碰撞后動能減少),并附著在氣體分子上形成負離子向陽極運動,其運動速度和它們的電荷及電場強度成比例。這些氣體離子構成了電暈外區(qū)的電暈電流,這時如含塵的煙氣進入電場,其中塵粒將被負離子碰撞而荷電,形成負粒子,而負粒子在電場力作用下向陽極(集塵極)運動,以達到收塵的目的。當集塵極板上的粉塵達到一定厚度時,再通過振打裝置使粉塵落入下部灰斗,再把灰塵通過輸灰裝置輸送出去,即完成了整個除塵工作。反電暈是沉積在收塵極表面上高比電阻粉塵層產(chǎn)生的局部放電現(xiàn)象。靜電除塵器在處理高比電阻(510 10Ωcm)粉塵時,隨著沉積在極板上的粉塵層增厚,電荷釋放更加困難。此時,一方面由于粉塵層未能將電荷全部釋放,其表面仍有與電暈極相同的極性,便排斥后來的荷電粉塵;另一方面,由于荷電粉塵電荷釋放緩慢,于是在粉塵間形成較大的電位梯度。當粉塵層中的電場強度大于其臨界值時,就在粉塵層的孔隙間產(chǎn)生局部擊穿,產(chǎn)生與電暈極極性相
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