低低溫電除塵器技術(shù)介紹

低低溫電除塵器

結(jié)構(gòu)與應(yīng)用江蘇紫光吉地達(dá)環(huán)境科技有限公司

2015年12月主要內(nèi)容技術(shù)背景1低低溫對電除塵的提效分析2低低溫電除塵器應(yīng)用的主要問題3應(yīng)用業(yè)績4節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益分析5一、技術(shù)背景1.基本情況GB13223-2011明確，新建火電廠鍋爐2012.1.1起、在役火電廠鍋爐2014.7.1組執(zhí)行30mg/m3標(biāo)準(zhǔn)；《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020）》要求東部11省和中部8省參照執(zhí)行煙塵、二氧化硫、氮氧化物10、35、50mg/m3;部分地區(qū)提出要求煙塵排放≤5mg/m3。一、技術(shù)背景2.燃煤機(jī)組的煙氣特點(diǎn)（1）煤種的多樣性導(dǎo)致煙氣中的煙塵特性差異大，煤質(zhì)不確定性，造成電除塵、脫硫設(shè)施不達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)；（2）排煙溫度較高120-160℃，熱損失大，引起脫硫工藝水損失量增加，余熱回收利用價值較高（3）煙氣成分復(fù)雜、除含有大量一次可憐物外，大部分是構(gòu)成霧霾微粒的前驅(qū)物；一、技術(shù)背景3.排煙溫度較高的危害（1）鍋爐效率的下降；（2）除塵效率的下降；（3）脫硫效率的下降；（4）脫硫耗水量的增加。因此降低煙溫是非常必要的一、技術(shù)背景4.常規(guī)電除塵的特點(diǎn)（1）電除塵除塵器效率受煤種和工況影響較大，排放濃度≤20-30mg/m3較為困難；（2）電除塵收集粗顆粒粉塵效率高能耗低，選用電除塵投資省，運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)濟(jì)；（3）收集微細(xì)粉塵效率低能耗高；一、技術(shù)背景（4）電除塵器對煤種變化比較敏感，除塵效率受粉塵比電阻影響大、不穩(wěn)定.電除塵高比電阻、微細(xì)粉塵（PM10和PM2.5荷電極其困難、易產(chǎn)生二次揚(yáng)塵）時除塵效率低，投資高，能耗高一、技術(shù)背景右表為對國內(nèi)84臺電除塵出口煙塵濃度實(shí)測結(jié)構(gòu)出口排放濃度（mg/m3）數(shù)量（臺）占總數(shù)比分別30以下0030-601720.2460-1003238.10100-120910.71120-15044.76150以上2226.19二、低低溫電除塵的提效分析1.低低溫電除塵器概述加裝低低溫?fù)Q熱器使電除塵器的入口煙溫由140℃降至90℃左右，可有效降低飛灰比電阻，降低除塵器煙氣流速，延長煙塵流經(jīng)電場時間，提高除塵器效率二、低低溫電除塵的提效分析2.低低溫電除塵器幾個概念（1）入口煙氣溫度的選擇；（2）SO3的去除機(jī)理（3）低壓省煤器布置位置；二、低低溫電除塵的提效分析2.1入口煙氣溫度的選擇目前國內(nèi)火電廠運(yùn)行的燃煤機(jī)組設(shè)計排煙溫度一般為120℃～130℃，燃用褐煤時為140℃～160℃。排煙溫度偏高，造成了鍋爐效率下降、電除塵器除塵效率下降、脫硫耗水量增加等危害。低低溫電除塵技術(shù)是能大幅提高除塵效率、節(jié)約煤耗的一種有效新技術(shù)。相關(guān)研究表明，80℃～90℃的低低溫電除塵系統(tǒng)除硫酸霧或SO3效率明顯高于130℃～150℃的常規(guī)電除塵系統(tǒng)，是SO3去除率最高的煙氣處理設(shè)備。二、低低溫電除塵的提效分析低低溫電除塵器的煙氣溫度一般控制在80℃～95℃之間，低于煙氣酸露點(diǎn)溫度，使煙氣中的大部分SO３在煙氣冷卻器或煙氣換熱系統(tǒng)中冷凝成硫酸霧，粘附在粉塵上并被堿性物質(zhì)吸收、中和，從而使煙氣粉塵的比電阻下降、擊穿電壓上升、煙氣處理量減少，從而大幅提高除塵效率，同時脫除煙氣中大部分的SO3。二、低低溫電除塵的提效分析2.2對SO3的去除機(jī)理兩個不同的出發(fā)點(diǎn)：（1）過去為了防止發(fā)生低溫腐蝕，煙氣溫度要高于酸露點(diǎn)以上20-30℃。（使SO3保持在氣態(tài)）（2）現(xiàn)在要去除SO3，煙氣溫度要低于酸露點(diǎn)。（使SO3保持在液態(tài)）二、低低溫電除塵的提效分析SO3轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩嵴羝姆蓊~與溫度的關(guān)系二、低低溫電除塵的提效分析從圖得到以下結(jié)論：（1）220℃以上，SO3和H2O都是氣態(tài)，而且不化合成H2SO4蒸汽。（2）從220℃到110℃，SO3和H2O才逐漸化合成H2SO4蒸汽。（3）到110℃，SO3和H2O全部化合成H2SO4蒸汽。二、低低溫電除塵的提效分析因此：（1）110℃是個臨界溫度點(diǎn)，是低低溫電除塵器煙氣溫度的上限點(diǎn)。（2）而低低溫電除塵器煙氣溫度的下限點(diǎn)，一般選90℃左右，原因其一是和濕法脫硫的入口溫度一致，其二是若溫度再低，會影響電除塵器內(nèi)灰的流動性。二、低低溫電除塵的提效分析2.3低壓省煤器布置的位置（1）低壓省煤器布置在電除塵后或引風(fēng)機(jī)后；（2）換熱器分為兩部分（串聯(lián)），分別布置在電除塵前后；（3）低壓省煤器布置在電除塵器前二、低低溫電除塵的提效分析（1）低壓省煤器布置在電除塵后或引風(fēng)機(jī)后；優(yōu)點(diǎn)：兩處的灰量很少，磨損問題小。換熱器的風(fēng)速可選擇的較高（11m/s）,換熱器體積相對較小，用氟塑料換熱器可以深度節(jié)能（溫度可降低至70℃）。缺點(diǎn)：a.不能去除SO3，金屬換熱器以及尾部設(shè)備仍會發(fā)生低溫腐蝕。b.不能使電除塵器提效，不能克服電除塵對高比電阻粉塵產(chǎn)生反電暈的問題。因此不能解決超低排放的問題。二、低低溫電除塵的提效分析（2）換熱器分為兩部分（串聯(lián)），分別布置在電除塵前后；優(yōu)點(diǎn)：a.前一級降溫到110℃以上，后一級降溫到90℃或更低。對部分煤種有電除塵提效作用，也能去除部分SO3。b.后一級換熱器風(fēng)速可選的較高（11m/s）,換熱器體積相對較小。缺點(diǎn)：a.不能對所有煤種使電除塵器提效。b.對SO3去除不完全，后級換熱器及尾部設(shè)備有腐蝕風(fēng)險。

c.換熱器管道較長。前后級串聯(lián)運(yùn)行，相互控制有干擾。二、低低溫電除塵的提效分析（3）低壓省煤器布置在電除塵器前；優(yōu)點(diǎn)：a.能對所有煤種使電除塵器提效，能解決超低排放問題。b.SO3去除率達(dá)95%，低低溫電除塵器是鍋爐尾部所有環(huán)保設(shè)備中SO3去除率最高的設(shè)備。c能保護(hù)下游設(shè)備不發(fā)生低溫腐蝕。缺點(diǎn)：雖然除塵器前的高濃度灰是去除SO3的充分條件，但高濃度灰也會帶來換熱器的磨損。因此風(fēng)速選擇較大（8-10m/s），換熱器體積也較大。二、低低溫電除塵的提效分析綜上所述，對于解決超低排放這一目標(biāo)而言，還是將低壓省煤器布置在電除塵器前為好三、低低溫電除塵器應(yīng)用的主要問題1.低溫腐蝕（1）影響低溫腐蝕的是壁溫，而不是煙溫；（2）要考慮機(jī)組燃煤多變，進(jìn)水溫度選70℃以上。（3）對低壓省煤器進(jìn)水側(cè)材質(zhì)ND鋼（耐腐蝕），煙氣側(cè)采用20g（耐磨損）。采用聲波吹灰器，停爐時采用水清洗。三、低低溫電除塵器應(yīng)用的主要問題2.防磨損問題低壓省煤器受熱面布置在電除塵之后的尾部煙道，煙氣中含灰量少，對管束的磨損很輕，但布置在電除塵前的低壓省煤器的磨損比較嚴(yán)重，為了防止長時間運(yùn)行可能出現(xiàn)的磨損，本工程采取了以下有利于降低磨損的措施：四、低低溫電除塵器應(yīng)用的主要問題2.防磨損問題1）對煙氣流場進(jìn)行數(shù)值模擬CFD，設(shè)計上避免出現(xiàn)煙氣走廊、煙氣偏流及產(chǎn)生煙氣渦流；2）采用合適的煙氣流速，使煙氣流具有自清灰功能的同時又不至因煙氣流速過高而產(chǎn)生不可控的磨損。根據(jù)低壓省煤器運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，電除塵前低壓省煤器一般控制其煙氣流速在10m/s左右，煙氣粉塵對管束的磨損較小，同時煙氣清灰性較好；四、低低溫電除塵器應(yīng)用的主要問題3）考慮到電除塵器出現(xiàn)狀況，低壓省煤器進(jìn)風(fēng)側(cè)安裝假管；4）采用厚壁管、加大翅片厚度，使受熱面具有一定的磨蝕裕度；5）在煙氣迎風(fēng)面加裝兩排防磨假管，根據(jù)實(shí)際使用情況，定期更換；四、低低溫電除塵器應(yīng)用業(yè)績1.粵嘉電力6#135MW余熱利用性能測試結(jié)果煙塵排放：由100mg/Nm3下降到20mg/Nm3每度電省煤約2.6g經(jīng)統(tǒng)計引風(fēng)機(jī)每小時節(jié)約電耗約25度電四、低低溫電除塵器應(yīng)用業(yè)績四、低低溫電除塵器應(yīng)用業(yè)績序號電廠名稱機(jī)組容量數(shù)量(臺套)合同交貨時間1廣東梅縣粵嘉電力有限公司#61×135MW12010年投產(chǎn)2廣東梅縣粵嘉電力有限公司#51×135MW12011年投產(chǎn)3龍巖坑口電廠#41×135MW12011年投產(chǎn)4大唐寧德電廠#41×600MW12012年投產(chǎn)5大唐寧德電廠#31×600MW12013年投產(chǎn)6江西新昌電廠余熱回收利用及除塵提效改造#1爐1×700MW12013年投產(chǎn)7內(nèi)蒙古通遼第二電廠余熱回收利用及除塵提效改造#5爐1×600MW12013年投產(chǎn)8廣東大唐國際潮州發(fā)電廠提效改造EPC項(xiàng)目#21×600MW12013年投產(chǎn)9廣東大唐國際潮州發(fā)電廠提效改造EPC項(xiàng)目#11×600MW12014年投產(chǎn)10廣東河源電廠一期2×600MW工程1#機(jī)組改造1×600MW12013年投產(chǎn)11東莞東糖三聯(lián)熱電#1爐配套電除塵器改造1×135MW12014年投產(chǎn)四、節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益分析1.在運(yùn)行期間，按節(jié)約煤耗1.0g/KWh,年發(fā)電小時數(shù)5800h(100%THA、75%、50%三種工況下進(jìn)行比較運(yùn)行)，標(biāo)煤價按900元/噸進(jìn)行計算，每年可降低電煤費(fèi)用：66*5800*1.9/106*≈655萬元；2.由于煙溫下降，引風(fēng)機(jī)處理風(fēng)量下降，克服新增換熱增加煙氣流速阻力，每年還可以節(jié)省40萬元的風(fēng)機(jī)電