低低溫電除塵技術(shù)

低低溫電除塵技術(shù)我國大氣環(huán)境形勢日益嚴(yán)峻，環(huán)保要求日趨嚴(yán)格。2014年9月12日，國家發(fā)展改革委、環(huán)境保護(hù)部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計(jì)劃（2014?2020年）》，要求東部十一省新建燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值。這表明通過新技術(shù)、新工藝、新路線達(dá)到超低排放的要求，是火電行業(yè)迫在眉睫的一道課題。在此背景下，低低溫電除塵技術(shù)的研發(fā)及推廣得到了政府部門的高度重視，國家科技部、環(huán)保部等部門在政策、項(xiàng)目和資金上給予大力支持，國內(nèi)環(huán)保企業(yè)聯(lián)合大專院校與燃煤電廠，也加大了對這些技術(shù)的研發(fā)、推廣力度。國內(nèi)現(xiàn)已通過自主研發(fā)、技術(shù)引進(jìn)或成立合資公司的方式在該技術(shù)上取得了較大突破，掌握了其核心技術(shù)，并在華能長興電廠等工程項(xiàng)目中成功應(yīng)用。1低低溫電除塵器的的原理及技術(shù)特點(diǎn)除塵效率高低低溫電除塵技術(shù)是指通過熱回收器降低電除塵器低低溫電除塵技術(shù)的工程應(yīng)用入口煙氣溫度至酸露點(diǎn)以下（一般在90°C左右），使煙氣中的大部分SO3在熱回收器中冷凝成硫酸霧并黏附在粉塵表面，粉塵性質(zhì)發(fā)生很大變化，比電阻大幅下降，從而避免了反電暈現(xiàn)象，同時(shí)由于煙氣溫度降低致使煙氣量下降，電除塵器電場內(nèi)煙氣流速降低，增加了粉塵在電場的停留時(shí)間，比集塵面積提高，除塵效率得以較大幅度的提高。1.2去除煙氣中大部分SO3由于入口煙氣溫度降至酸露點(diǎn)以下，氣態(tài)的SO3將轉(zhuǎn)化為液態(tài)的硫酸霧，因煙氣含塵濃度高，粉塵總表面積很大，為硫酸霧的凝結(jié)附著提供了良好的條件。相關(guān)研究表明低低溫電除塵技術(shù)對于SO3的去除率至少在80%以上，最高可達(dá)95%以上，是目前SO3去除率最高的煙氣處理設(shè)備。1.3提高濕法脫硫裝置協(xié)同除塵效果日立公司對低低溫電除塵器與常規(guī)電除塵器出口粉塵粒徑、電除塵器出口煙塵濃度與脫硫系統(tǒng)出口煙塵濃度關(guān)系作了研究，研究表明低低溫電除塵器出口粉塵平均粒徑在3“m左右，明顯大于常規(guī)電除塵器，當(dāng)采用低低溫電除塵技術(shù)時(shí)，可有效提高濕法脫硫裝置協(xié)同除塵效果，脫硫出口煙塵濃度明顯降低。1.4節(jié)能效果明顯低低溫電除塵技術(shù)節(jié)能效果明顯，有研究表明，以1臺1000MW機(jī)組低低溫系統(tǒng)為例，煙氣溫度降低30C，可回收熱量1.64X108kJ/h（相當(dāng)于1.2t標(biāo)煤/h）;可節(jié)約濕法脫硫系統(tǒng)水耗量;煙氣溫度降低后，實(shí)際煙氣量大大減少，可降低下游設(shè)備規(guī)格，風(fēng)機(jī)的電耗減小，脫硫系統(tǒng)用電量減小。1.5二次揚(yáng)塵有所增加由于粉塵比電阻的降低會削弱捕集到陽極板上的粉塵的靜電黏附力，從而導(dǎo)致低低溫電除塵器的二次揚(yáng)塵現(xiàn)象比常規(guī)電除塵技術(shù)有所增加，使得除塵性能有所下降。二次揚(yáng)塵形成原因如圖1所示。2華能長興電廠660MW機(jī)組超低排放的技術(shù)方案華能長興電廠工程概況華能長興電廠“上大壓小”工程是在關(guān)停現(xiàn)有的兩臺老機(jī)組（125MW+135MW）的基礎(chǔ)上，利用浙江省內(nèi)關(guān)停的小火電機(jī)組發(fā)電容量，新建2X660MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，同步建設(shè)煙氣脫硫、脫硝裝置，并留有擴(kuò)建條件。華能長興電廠超低排放技術(shù)路線隨著《浙江省大氣污染防治行動計(jì)劃（2013?2017年）》的出臺，華能長興電廠需要實(shí)現(xiàn)最終煙塵排放小于5mg/Nm3的設(shè)計(jì)值。長興電廠根據(jù)經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)合理性分析，最終確定采用以低低溫電除塵技術(shù)為核心的煙氣協(xié)同治理技術(shù)路線（如圖2所示）。何IfIlSTi何IfIlSTi￡0上f該技術(shù)路線通過低低溫電除塵器有效降低除塵器出口的煙塵濃度，同時(shí)借助了高效濕法脫硫技術(shù)。該技術(shù)由于采用了漿液洗滌的氣液接觸方式，不但具有良好的脫硫功能，而且具有一定的除塵功能，可將從電除塵器逸出的顆粒物進(jìn)行二次捕集，從而降低煙塵排放濃度，達(dá)到協(xié)同治理的效果。經(jīng)脫硫廠家論證，在下列條件下該項(xiàng)目的脫硫裝置出口煙塵濃度可達(dá)到5mg/Nm3甚至更低：1） 采用低溫電除塵技術(shù)。煙氣經(jīng)熱回收器后溫度降到90°C，從而降低飛灰比電阻，在高效濕法脫硫裝置前端采用低低溫電除塵器，確保高效濕法脫硫裝置入口煙塵濃度為15mg/Nm3以下，出口煙塵濃度控制在W5mg/Nm3;2） 提高噴嘴壓力，降低漿液霧化粒徑，噴嘴更換為高效雙頭噴嘴;3） 更換華能長興工程原設(shè)計(jì)除霧器。除上述條件外，保證脫硫裝置高效除塵的其他技術(shù)措施有：增加吸收塔周邊噴嘴流量及密度，保證噴淋層噴嘴的覆蓋率和優(yōu)化覆蓋均勻度，設(shè)置托盤，設(shè)置塔壁增效環(huán)，進(jìn)行煙氣流場CFD模擬以及確保除霧器的沖洗等。3華能長興電廠低低溫電除塵器設(shè)計(jì)相關(guān)措施確定入口煙氣溫度及除塵器型號采用前蘇聯(lián)公式對華能長興電廠2X660MW機(jī)組低低溫電除塵器的酸露點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)煤種與校核煤種1的酸露點(diǎn)值分別為98.87C、96.82C，考慮到低低溫電除塵器入口煙氣溫度應(yīng)低于酸露點(diǎn)溫度，一般為90C±5C，確定長興電廠入口煙氣溫度為90C。通過專家評審，結(jié)合企業(yè)在電除塵器設(shè)計(jì)制造方面多年來積累的經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)選型程序的計(jì)算結(jié)果，確定長興電廠低低溫電除塵器采用雙室5電場。防止低溫腐蝕（1） 灰斗部分由于電除塵器灰斗需要一定時(shí)間的存灰，因此，灰斗是電除塵器防腐的重點(diǎn)之一，主要措施有：1）提高材料的防腐等級，灰斗板采用防腐材料;2）采用效果更可靠、均勻的蒸汽加熱方式。加熱面積達(dá)整個灰斗高度的2/3;3）在灰斗外表面設(shè)置更可靠的保溫層，保持灰斗溫度。（2） 人孔門人孔門防腐措施如下：1）所有人孔門均采用雙層密封結(jié)構(gòu)，整體組裝出廠，確保關(guān)啟嚴(yán)密;2）在采用常用雙層結(jié)構(gòu)人孔門及硅橡膠玻纖密封條基礎(chǔ)上，內(nèi)門在煙氣接觸面采用不銹鋼材料;3）每個人孔門周圍約1米范圍內(nèi)的殼體板都采用耐腐蝕鋼板。3.3防止絕緣子結(jié)露絕緣子設(shè)有加熱裝置及強(qiáng)制熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)。絕緣瓷件的保溫規(guī)格與常規(guī)設(shè)計(jì)基本相同，但絕緣子室需要更有效地加熱，并需對絕緣子室設(shè)置熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)以保證絕緣瓷件內(nèi)壁干凈不沾灰。3.4防止灰斗堵灰為防止灰斗堵灰采取了相應(yīng)措施，主要包括：灰斗斜壁與水平面的夾角不小于65°。灰斗具有良好的保溫措施，在灰斗下部2/3區(qū)域內(nèi)設(shè)置蒸汽加熱器，外層敷設(shè)保溫。在第一電場每個灰斗的適當(dāng)位置增設(shè)手動緊急出灰裝置，必要時(shí)采取強(qiáng)制排灰?；叶吩O(shè)有防止灰斗內(nèi)灰結(jié)拱的氣化裝置，每個灰斗設(shè)有兩個灰斗氣化板并對稱布置。3.5降低漏風(fēng)率漏風(fēng)主要產(chǎn)生于殼體的現(xiàn)場拼接焊縫和孔、洞、門處，長興項(xiàng)目的低低溫電除塵器通過以下幾個方面有效控制漏風(fēng)：1）陰極振打采用頂部傳動側(cè)面機(jī)械振打方式，每一個電場只有一個穿墻絕緣點(diǎn)，可最大限度地減少電除塵器的孔、洞數(shù)量，絕緣性能好、漏風(fēng)少;2）殼體在運(yùn)輸可能條件下盡量在廠內(nèi)拼接成大件，以減少現(xiàn)場的拼接焊縫;3）所有人孔門均采用雙層密封結(jié)構(gòu)，整體組裝出廠，確保關(guān)啟嚴(yán)密。3.6防治二次揚(yáng)塵由于煙氣溫度的降低，煙塵比電阻下降，煙塵黏附力有所降低，二次揚(yáng)塵會適當(dāng)增加，為防止二次揚(yáng)塵可采用下述措施之一：1）適當(dāng)增加電除塵器容量，即通過加大流通面積，降低煙氣流速，設(shè)置合適的電場數(shù)量來控制二次揚(yáng)塵;2）當(dāng)需控制電場數(shù)量時(shí)，可采用旋轉(zhuǎn)電極式電除塵技術(shù)或離線振打技術(shù)。在采取上述措施的同時(shí)還應(yīng)注意：1）設(shè)置合理的振打周期;2）設(shè)置合理的振打制度：末電場各室不同時(shí)振打;最后2個電場不同時(shí)振打;末電場陰、陽極不同時(shí)振打。針對長興電廠的實(shí)際情況，根據(jù)選型計(jì)算，如不考慮二次揚(yáng)塵，低低溫電除塵器一般3?4個電場即可滿足排放要求。當(dāng)?shù)偷蜏仉姵龎m器采用5電場時(shí)，相對較多的電場可加大對二次揚(yáng)塵的再次吸收，從而在合理減少二次揚(yáng)塵的同時(shí)，避免由于采取旋轉(zhuǎn)電極式電除塵技術(shù)和離線振打技術(shù)而帶來的系統(tǒng)復(fù)雜、相對更容易引起故障的難題。同時(shí)對于低低溫電除塵器振打引起的二次揚(yáng)塵，通過控制或調(diào)整末電場的振打，制定出合理的振打制度和振打邏輯，從而最大限度的減少和避免二次揚(yáng)塵。4長興電廠低低溫電除塵器運(yùn)行情況華能長興電廠2X660MW機(jī)組每臺爐配套2臺雙室5電場低低溫電除塵器，設(shè)計(jì)煙氣溫度90°C，于2014年11月安裝完畢并試運(yùn)行，2014年12月投入使用，經(jīng)初步測試，電除塵器出口煙塵濃度約為12mg/m3，經(jīng)濕法脫硫后，出口煙塵排放約為3.5mg/m3，濕法脫硫協(xié)同除塵效果約70%，