【正文】 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。除塵器出口排放濃度＜100mg/Nm 3。 除塵器運(yùn)行現(xiàn)狀經(jīng)過(guò) 6 多年的運(yùn)行，除塵器內(nèi)部部件磨損老化的較嚴(yán)重，除塵器的整體除塵效率偏低。 電除塵器技術(shù)性能參數(shù)如下：雙室四電場(chǎng)除塵器(ZFAA4*40M2*96125)序號(hào) 名 稱 單 位 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 現(xiàn)在運(yùn)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(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)告 6 / 463 陽(yáng)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。并且原設(shè)計(jì)的除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)型式已老化過(guò)時(shí)，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。②. 燃用煤種變化大，灰份升高，導(dǎo)致除塵器出口濃度偏高。由于實(shí)際燃用煤種灰份遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)煤種，超出了除塵器的適應(yīng)能力，從而導(dǎo)致除塵器運(yùn)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。 隨著電力的發(fā)展和大氣惡化，針對(duì)火電廠污染物排放的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB132232022）業(yè)已出臺(tái)。目前，電廠二期2 發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)告 7 / 46臺(tái)機(jī)組煙塵排放濃度均滿足不了新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。 ②. 適應(yīng)主要燃用煤種變化的要求。由于實(shí)際燃用煤種灰份遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)煤種，導(dǎo)致煙氣含塵濃度高。③. 煙氣脫硫工藝的要求。同時(shí)，煙塵中不斷溶出的重金屬會(huì)抑制 Ca2+與 HSO3反應(yīng)。大量研究證明燃煤含硫量越低,對(duì)脫硫效率的影響越大,這主要是通常以鈣硫摩爾比來(lái)計(jì)算石灰石用量,燃煤含硫量低,相應(yīng)所用石灰石量就少，當(dāng)進(jìn)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(duì)脫硫效率的影響也越大。濃度高粒徑小的煙塵不但直接影響脫硫效率,還會(huì)降低石膏脫水效果,并造成噴頭、管道甚至脫水“皮帶”塞。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。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(shí)也降低了運(yùn)行費(fèi)用。通過(guò)改造，以使該機(jī)組在 2022 年 7 月 1 日之前達(dá)到《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB132232022》中允許煙塵濃度排放≤30mg/Nm 3的最新要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能。 ②. 國(guó)家頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)定及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 主要技術(shù)原則及目標(biāo) ①. 本工程為環(huán)保工程改造項(xiàng)目。 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)。 ⑤. 環(huán)境保護(hù)、職業(yè)安全和工業(yè)衛(wèi)生、防火和消防均應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 除塵器改造設(shè)計(jì)目標(biāo) 根據(jù)目前國(guó)家環(huán)保形勢(shì)及未來(lái)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(jì)基準(zhǔn)，將除塵器出口煙塵排放濃度按 30mg/Nm3 設(shè)計(jì)，煙囪入口煙塵排放濃度按 20mg/Nm3（α=）考慮。 現(xiàn)有電除塵器設(shè)備： 型式： 干式、臥式、板式 每臺(tái)爐所配臺(tái)數(shù)： 2 臺(tái) 每臺(tái)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(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)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(chǎng)數(shù)： 4 個(gè)每臺(tái)除塵器進(jìn)、出口數(shù)： 進(jìn)口 2 個(gè) 出口 2 個(gè) 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(dāng)前國(guó)內(nèi)外提高除塵效率的常規(guī)解決方案和先進(jìn)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(lèi)。①. 電袋復(fù)合除塵器（布袋除塵器）：前級(jí)電除塵區(qū)秉承了電除塵器第一電場(chǎng)的除塵優(yōu)勢(shì)，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(dá) 70～80%，并使流經(jīng)電除塵區(qū)未被收集下的微細(xì)粉塵電離荷電，一方面大大降低進(jìn)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(dá)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。但其主要弊病是濾袋破損的問(wèn)題。因此，電袋除塵器設(shè)備的使用還需要謹(jǐn)慎。布袋的原料 PPS 纖維和脈沖閥主要依賴進(jìn)口，布袋價(jià)格較貴，價(jià)格變化范圍較大，約 450～1100 元/個(gè)。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(jī)電動(dòng)機(jī)容量勢(shì)必要增大。因此，改為電袋式除塵器勢(shì)必要對(duì)風(fēng)煙（包括：引風(fēng)機(jī)、增加一次風(fēng)機(jī)和相關(guān)風(fēng)煙管道等）系統(tǒng)進(jìn)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(yùn)行維護(hù)管理成本也將增加許多。因此，從投資及運(yùn)行的角度看，本方案不是好的選擇，雖然，排放濃度可以達(dá)到國(guó)家新的排放要求。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(chǎng)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(zhǎng)期高效運(yùn)行。如果需要增設(shè)則需要額外增加潔凈水系統(tǒng)。增加了電廠電耗，廠用電小指標(biāo)降低。旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器由前級(jí)固定電極電場(chǎng)和后級(jí)旋轉(zhuǎn)電極電場(chǎng)組成，旋轉(zhuǎn)電極電場(chǎng)中陽(yáng)極部分采用旋轉(zhuǎn)的陽(yáng)極板和旋轉(zhuǎn)的清灰刷。 這種新技術(shù)的應(yīng)用不僅可以增加粉塵的有效驅(qū)進(jìn)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(duì)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。 旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器不僅具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，還具有較好的經(jīng)濟(jì)性。與袋式除塵器相比，旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器維護(hù)費(fèi)用低、性價(jià)比更高。 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(shí)問(wèn)題：有電除塵改造過(guò)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(gè)電場(chǎng)的 倍面積），可能影響除塵器出口與引風(fēng)機(jī)的煙道連接，間接影響后續(xù)煙氣的流動(dòng)，甚至反過(guò)來(lái)影響除塵效果。的運(yùn)行、檢修強(qiáng)度。 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(chǎng)結(jié)構(gòu)，移動(dòng)陽(yáng)極板采用鎳基泡沫金屬材料，具有新穎性，對(duì)細(xì)顆粒物（）具有很好的捕集效果，可用于電除塵器末級(jí)粉塵的捕集。 ⑤. 低低溫?zé)煔鈸Q熱器:低低溫省煤器技術(shù)是為了適應(yīng)電廠進(jìn)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(guò)程中進(jìn)一步吸收煙氣中含有的可以利用的潛在熱量的新的回?zé)峒訜嵝路椒?。本工程，溫度?130℃降到 90℃左右，從經(jīng)驗(yàn)看，一般可以起到減排 20%的功效。該類(lèi)技術(shù)主要為輔助除塵技術(shù)，能夠一定程度地改善除塵效果。⑦. 本體擴(kuò)容：通過(guò)增加電場(chǎng)或加高加寬，增大集塵面積，以提高除塵效率。b. 目前國(guó)內(nèi)陽(yáng)極板高度設(shè)計(jì)最大為，因而陽(yáng)極板高度增加對(duì)除塵器收塵面積增加的影響很小。這樣可以把常規(guī)氣流帶著粉塵離開(kāi)極板的趨勢(shì)，轉(zhuǎn)變?yōu)榇迪驑O板的趨勢(shì)，也可以說(shuō)把氣流流向?qū)瘔m極板不利的因素轉(zhuǎn)化為有利因素。但如果現(xiàn)場(chǎng)空間不夠的情況下，這種改造就顯得無(wú)能為力。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(gè)電場(chǎng)可以頂 3 縱向電場(chǎng)。電除塵器效率與粉塵驅(qū)進(jìn)速度、比集塵面積的大小有關(guān)。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(jìn)速度。時(shí)，除塵效率需要達(dá)到理論上 %的除塵效率（入口濃度 60 g/Nm179。因此，雙層橫向極板電除塵器技術(shù),是一個(gè)雙層橫向極板電場(chǎng)可以達(dá)到常規(guī)電場(chǎng) 2～3 倍除塵效果的新型技術(shù)。從本體上確保提高除塵效率。在追求不斷提高除塵效率的過(guò)程中，其結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，性能不斷提升。發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)告 16 / 46 電除塵器除塵主要依托的是電暈放電原理，如下圖 31 所示。當(dāng)電暈線與陽(yáng)極板之間加高壓直流電時(shí)，兩極之間將形成不均勻電場(chǎng)，離電暈線越近，電場(chǎng)強(qiáng)度就越強(qiáng)；當(dāng)電暈線附近的一個(gè)很小區(qū)域內(nèi)(一般為 2～3mm)電場(chǎng)強(qiáng)度大至某一值時(shí)，在電暈線附近的少量游離子在電場(chǎng)力的作用下被加速至很高的速度，并在運(yùn)動(dòng)中與中性氣體相碰撞，使氣體分子電離為正離子和電子。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(zhǎng)，形成電子崩，遷移率較大的電子集中在“崩”的頭部迅速向陽(yáng)極方向發(fā)展，而正離子則留在“崩”尾向陰極加速并撞擊陰極使其釋放出達(dá)到自持放電所必須的二次電子。在強(qiáng)電場(chǎng)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(dòng)能減少)，并附著在氣體分子上形成負(fù)離子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度和它們的電荷及電場(chǎng)強(qiáng)度成比例。當(dāng)集塵極板上的粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，再通過(guò)振打裝置使粉塵落入下部灰斗，再把灰塵通過(guò)輸灰裝置輸送出去，即完成了整個(gè)除塵工作。靜電除塵器在處理高比電阻(510 10Ω此時(shí)，一方面由于粉塵層未能將電荷全部釋放，其表電除塵器工作原理發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)告 17 / 46面仍有與電暈極相同的極性，便排斥后來(lái)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。高比電阻粉塵可能產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，致使收塵效率降低。當(dāng)煙氣量為 106m3/h 時(shí)，在理想狀況下電除塵器達(dá)到較高的除塵效率僅需要一千多瓦的電功率，雖然在實(shí)際狀況下由于二次揚(yáng)塵、氣流分布不均勻、電除塵器供電特性等因素的影響，電除塵運(yùn)行消耗的能量會(huì)高于理論值，但也會(huì)在合理的范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)分析研究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)如此大的差距主要是因?yàn)槌Ｒ?guī)大功率大功耗工作方式下的電能利用率極低。在電除塵器實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，有效、反效、無(wú)效電能是交織在一起的；在總的電能消耗中，有效電能的比例很小，反效和無(wú)效電能占了絕大部分。 a. 高頻電源：發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)告 18 / 46高頻靜電除塵電源采用了大功率高頻功率器件(如 IGBT)、高頻升壓變壓器以及高頻調(diào)制技術(shù)的新一代靜電除塵電源。但是，實(shí)際應(yīng)用中，高頻電源的減排效果并沒(méi)有廠家宣傳那么有效。另外，高頻電源對(duì)煤種的適應(yīng)性較差，尤其對(duì)高比電阻和細(xì)微粉塵處理效果不好。b. 脈沖電源：脈沖電源是混合供電模式，即是指在靜電除塵器直流供電的基礎(chǔ)上疊加高頻脈沖電壓。直流疊加高頻脈沖電壓供電形式的優(yōu)點(diǎn)是：①脈沖電壓持續(xù)時(shí)間短，不易觸發(fā)閃絡(luò)；②脈沖電壓幅值高，可增加粉塵的荷電量，進(jìn)而增加粉塵驅(qū)進(jìn)速度提高除塵效率；③采用單獨(dú)的脈沖電壓源，高壓脈沖可以以較高的頻率產(chǎn)生；采用間歇脈沖供電技術(shù)來(lái)克服高比電阻粉塵引起的反電暈，根據(jù)工況條件變化自動(dòng)選擇工作方式（選擇間歇脈沖供電的占空比）、自動(dòng)選擇運(yùn)行參數(shù)，可以提高除塵效率而且還可以大量節(jié)約電能。c. 軟穩(wěn)電源：所謂“軟穩(wěn)”,就是電源輸出的是瞬時(shí)工況下的火花始發(fā)點(diǎn)下的臨界電壓，其“穩(wěn)”特性，不受隨燃用煤質(zhì)、煙氣濕度、機(jī)組負(fù)荷以及電網(wǎng)周波的等因素的波動(dòng)的影響，除塵有效性是常規(guī)電源的 2 倍以上，同時(shí)節(jié)能 50%以上。而“軟穩(wěn)電源”，則突破了發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)告 19 / 46統(tǒng)治百年的懷特理論。因而，“軟穩(wěn)”電源最大的特點(diǎn)是避免火花放電，工作電壓一直穩(wěn)定在火花始發(fā)點(diǎn)以下的臨界處。當(dāng)前應(yīng)用于大型火電廠的軟穩(wěn)電源技術(shù)已經(jīng)是該系列的第三代產(chǎn)品，三代科研人員歷經(jīng)三十余年的不斷研發(fā)，不斷突破的成果。2022 年開(kāi)始，主振元件采用可控硅，功率較大，輸出高壓電流可達(dá) 1050mA。軟穩(wěn)電源技術(shù)已在國(guó)內(nèi)高比電阻燃煤大容量機(jī)組的電除塵上實(shí)施應(yīng)用，并通過(guò)了市、自治區(qū)、國(guó)家環(huán)科院等權(quán)威機(jī)構(gòu)的測(cè)試鑒定。 不同電源供電原理的比較分析 總的來(lái)說(shuō)，脈沖電源與高頻電源的供電模式是以檢測(cè)建立電場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的火花電壓為前提的。這與軟穩(wěn)電源相比有本質(zhì)的區(qū)別。而軟穩(wěn)電源可以隨著電場(chǎng)負(fù)載的變化自動(dòng)調(diào)整電壓輸出狀態(tài)。如上圖所示，與軟穩(wěn)電源相比，建立電場(chǎng)的平均電壓要小于軟穩(wěn)電源的供電平均電壓。 ④脈沖電源、高頻電源的火花現(xiàn)象必然產(chǎn)生對(duì)放電極的擊穿現(xiàn)象或者電腐蝕現(xiàn)象。 軟穩(wěn)電源技術(shù)的優(yōu)勢(shì) 軟穩(wěn)電源與脈沖、高頻電源以上原理上的不同帶來(lái)更多優(yōu)勢(shì)： ①軟穩(wěn)電除塵技術(shù)采用軟特性、準(zhǔn)穩(wěn)定直流供電的技術(shù)路線和工藝路線，有效抑制火花放電的連續(xù)發(fā)生，從根本上消除了電場(chǎng)全擊穿的電耗，電場(chǎng)100％處于電暈放電狀態(tài)。 ③軟穩(wěn)電除塵技術(shù)能夠處理高比電阻礦物粉塵，極大限度的抑制“反電暈現(xiàn)象”的發(fā)生，增大了收集粉塵顆粒的范圍，并避免除塵設(shè)備內(nèi)部收塵極“結(jié)瘤”現(xiàn)象。 ⑤供電裝置先進(jìn)，自行設(shè)計(jì)的感應(yīng)電路集成模塊，把供電電源和除塵器本體視同統(tǒng)一整體，通過(guò)硬件主導(dǎo)、軟件輔助的同步控制模式有效地抑制了火花放電，保持電源自適應(yīng)工況的“軟特性”能力。 ⑥能夠有效拓寬捕