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燃煤电厂除尘设备超低排放改造性能评价

北极星环保网来源:王文双2019/6/4 8:42:32我要投稿

北极星环保网讯:新的环保政策要求燃煤电厂烟尘排放浓度低于5mg/Nm3以达到超低排放标准,为达到标准要求,黑龙江某燃煤电厂对其2、3号机组采用不同路线进行超低排放改造,对不同改造路线进行系统研究,分析各改造路线技术原理及特点,并对改造后设备进行性能试验,试验结果表明,2号机组改造烟尘排放浓度为3.46mg/Nm3,3号机组改造后烟尘排放浓度为3.85mg/Nm3,两种改造路线均可达到5mg/Nm3的排放限值要求,且设备运行可靠稳定。

要使燃煤机组达到5mg/m3或10mg/Nm3的超净排放需求,目前改造方法主要为现有除尘器提效改造与脱硫除尘一体化技术改造或增加湿式电除尘装置改造组合方案。

黑龙江某燃煤电厂对其2号(1×350MW)、3号(1×600MW)机组进行超低排放改造。2号机组锅炉为HG-1170/17.4-YM1型号亚临界、一次中间再热、自然循环燃煤锅炉,原除尘器为双室四电场静电除尘器,每台炉配两台除尘器,电源为三相工频电源,脱硫工艺采用石灰石—石膏法脱硫工艺,一炉一塔设置。

3号机组锅炉为HG-2030/17.5-YM9型号亚临界、一次再热全悬吊结构Π型汽包锅炉。原除尘装置为静电除尘器,双室四电场结构,除尘器电源为三相工频电源,原脱硫系统采用石灰石—石膏湿法脱硫技术,一炉一塔设置。

2号机组烟尘超低排放改造路线采用电除尘器二、三、四电场脉冲电源改造、脱硫塔后增加湿式电除尘器组合路线,3号机组超低排放改造路线采用电除尘器一、二电场高频电源改造、三四电场脉冲电源改造、脱硫除尘一体化改造的组合路线。

现有超低排放对改造路线评价大多从可行性、经济效益和环境效益方面论述,关于超低排放改造环保设备试验验证较少,且多为单一路线或单一机组,通过对300MW和600MW机组不同改造技术路线进行系统介绍,对改造后环保设备进行性能试验,并对试验数据进行分析,充分验证了该改造路线的可行性。

1烟尘超低排放改造路线

现役除尘器中电除尘器机组容量占已投产燃煤电厂比例约为79.9%左右,除尘器原设计出口烟尘浓度一般为50~100mg/Nm3左右,电除尘器改造方式有高频电源改造、脉冲电源改造、移动电极改造、电袋改造、低低温改造、烟气调质改造等,对除尘器进行改造后通常除尘器出口烟尘排放浓度可以控制在20~30mg/Nm3,因此仅对电除尘器进行改造已无法满足5mg/Nm3或10mg/Nm3的超净排放要求,需在原有除尘器提效改造的基础上对后续环保设施进行改造。改造方式通常为脱硫塔脱硫除尘一体化技术改造,或在脱硫系统后增加湿式电除尘装置。

1.1电除尘器提效改造技术

目前应用最多的电除尘器提效改造技术为电源改造技术。通常采用高频电源加脉冲电源组合的改造技术。高频电源采用“工频交流”—“直流”—“逆变交流”—“升压整流”—“高频直流”的能量转变形式,最终可获得4~40kHz的脉动直流波形。

高频电源工作频率高、输出纹波小、平均电压电流高、转换效率与功率因数高,高频电源能够在保证荷电强度的同时具有节能效果,适用于处理高浓度烟尘,高频电源难以去除比电阻较大的超细烟尘颗粒,因此高频电源,多适用于一、二电场的改造,3号机组一、二电场电源采用这种方式改造。

静电除尘器脉冲电源改造多为直流叠加脉冲形式,在直流电源提供直流高压的基础上,叠加高压脉冲。直流叠加脉冲电源具有很大的电压上升率(μs级),脉冲电压持续时间短,不易触发闪络,峰值电场强度高,除尘效率高,能较好地抑制反电晕现象,脉冲电源的价格较为昂贵,更适用于末级电场的改造工作,2号机组二、三、四电场和3号机组三、四电场采用这种方式改造。

1.2脱硫除尘一体化技术

燃煤电厂的脱硫塔大多采用逆向喷淋塔形式,烟气中微细粉尘可以通过吸收区被液滴捕获去除或通过除雾器去除。在吸收区烟气中粉尘与液滴接触,主要通过惯性碰撞,截留、布朗扩散3种作用被捕获。

影响吸收区除尘效率的因素主要包括塔内流场、喷淋密度与液气比、液滴雾化性等。目前吸收区提效改造方法主要有增加喷淋层、改造原有喷淋层、增加合金托盘、增设或优化导流板、更换喷嘴或增加喷嘴数量。安装合金托盘或在脱硫入口设置导流板可以优化塔内流场,主要通过对原有喷淋层进行改造或新增喷淋层可以提高喷淋密度与液气比。

更换喷嘴或增加喷嘴数量可以提高雾化效果。除雾区主要是依靠重力和惯性撞击作用将液滴从烟气中分离出来。除雾器可分为平板式、屋脊式和管束式3种。除雾器使用级数大多为1~4级,一般而言,级数越大,除雾效率越高,但提高幅度却越来越低,而且压损和成本相应增加。

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