燃煤电厂除尘设备超低排放改造性能评价.docx

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1、燃煤电厂除尘设备超低排放改造性能评价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

2、置改造组合方案。黑龙江某燃煤电厂对其2号(1 X350MW)、3号(1X600MW)机组进行超低排放改造。2号机组锅炉为HG1170/17.4-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2030mg/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

3、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”一“升压整流”一“高频直流”的能量转变形式，最终可获得440kHz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

4、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（us级），脉冲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14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。管束式除雾器主要由管束筒体、增速器、分离器、汇流环、导流环等结构组成。细小液滴与颗粒在高速运动条件下凝聚、聚集，从而实现从气相中分离，管束式除雾器通常作为第一级除雾器使用。目前超低排放改造技术多为拆除原有除雾器，新增34级除雾器，第一级除雾器采用管式除雾器，第二级到第四级除雾器采用屋

5、脊式除雾器，57可以保证出口雾滴浓度在30n)g/Nn)3以下。脱硫除尘一体化改造技术系统简单，日常运行维护方便，改造工期短，运行费用与投资费用与湿式电除尘器比均较低。3号机组脱硫塔改造采用脱硫除尘一体化技术，改造增设一层喷淋层，增加装气流均布装置，更换喷淋层所有喷嘴，设置一层管式除雾器和三级屋脊式高效除雾器。1.3湿式静电除尘技术湿式电除尘器设置于脱硫设施与烟囱之间，用于去除脱硫后饱和湿烟气中的烟尘、石灰石、石膏胶等细微颗粒。粉尘荷电原理与干式电除尘技术相同，湿式电除尘器是在集尘极上形成连续的水膜，流动水将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。运行阻力小，对微细颗粒物及重金属颗粒脱除效果好，受煤种

6、变化影响较小。湿式电除尘器可同时脱除粉尘和雾滴，且由于没有振打装置,不会产生二次扬尘。厂环境监测技术规范、GB/T16157-1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法、GB/T13931-2002电除尘器性能测试方法、GB/T21508-2008燃煤烟气脱硫设备性能测试方法与GB/T15187 2017湿式电除尘器性能测定方法。测试位置选取在除尘器出入口，脱硫塔出入口，湿式电除尘器出入口烟道断面。除尘器出入口各4个烟道，脱硫塔出、入口各1个烟道，湿式电除尘器出入口各1个烟道。测试位置图见图1、图2。测试项目烟气流用：烟气含湿量烟气静压、动压烟气含氧量：烟气温度烟尘浓度检测方法压整

7、法干湿球法皮托管法定电位电解法温度计法等速采样称或法图2 3号机组试验位置在锅炉负荷、除尘器及脱硫塔运行稳定时，在各个断面采用网格布点法，同时测量烟气量、温度、氧量、湿度，将实测烟气量折算成标准状态、干基、69602时的烟气量。使用等速采样法采集烟尘样品，除尘器入口使用滤筒采样，除尘器出口、脱硫塔出、入口及湿式电除尘器出、入口使用滤膜采样，采样前后分别对滤筒、滤膜进行烘干称重，根据取样前后滤筒增重及标况采样体积计算出烟尘浓度。计算本体阻力及除尘效率。详细测试项目、仪器、方法见表lo计算公式见式（4）o表1检测项目、仪器及方法测试仪器自动烟尘（气）测试仪自动烟尘（气）测试仪自动烟尘（气,测试仪烟

8、气分析仪热电偶ri动烟尘（P测试仪电子天平烟尘浓度计算公式:八可xUx台式中:C为折算烟尘浓度，mg/Nn)3;g2为滤筒、滤膜终重，g;gl为滤筒、滤膜初重，g；Vnd为标况采样体积，L；q为实测空气过剩系数；1. 4为6%02的空气过剩系数。除尘效率计算公式：71 = 7 (， X 100%(2)I mm式中：q为除尘效率，/为进口烟尘息质量流量，kg/h;为出口烟尘总质量流量,kg/h.漏风率计算公式：(),H-().da = x 100%(3)人一2皿式中：Act为漏风率，；化,为出口断面烟气平均含氧量，； 3 m为入口断面烟气平均含氧量；大为大气中含氧量，%。设备阻力计算公式：(匕.

9、加一匕川口 +优一匕)+(Piin -p，u) x 9. 8(4)式中：AP为烟气阻力，Pa; Pf 为入口测量断面处的烟气静压，Pa； 皿为出口测量断面处的烟气静压,P，；匕为入口测量断面处的烟气动压，Pa:匕，为出口测量断面处的烟气动压，Pa ； p,n为入口测量断面处的烟气密度,kg/m pa为出口测量断面处的烟气密度,kg/m为入口测量断面处的水平标高，m； k 为出口测量断面处的水平标高，m。2. 2试验结果2号机组电除尘器阻力满足性能保证值，除尘效率满足性能保证值，但出口烟尘浓度未满足设备性能保证值，主要原因是电除尘入口烟尘浓度大于设计入口烟尘浓度。2号机组湿式电除尘器的本体阻力、

10、除尘效率、出口烟尘浓度均满足设备性能保证值。湿式电除尘入口烟尘浓度比电除尘器出口烟尘浓度低17. 85mg/Nm3,这部分粉尘的去除主要是由脱硫塔去除。具体试验结果如表2、表3o试验表明2号机组经过超低排放改造后可以达到烟尘排放浓度W5mg/Nm3的超低排放要求，改造路线可行，效果良好。3号机组电除尘器本体阻力、除尘效率、出口烟尘浓度均能满足设备性能保证值要求，3号机组吸收塔阻力、出口烟尘浓度均能满足性能保证值。具体试验结果见表4、表5。试验表明3号机组经过超低排放改造后可以达到烟尘排放浓度W5mg/Nn）3的超低排放要求，改造路线可行，效果良好。表2 2号机组电除尘器性能试验结果项目单位 测

11、试结果 性能保证值除尘效率入口氧量出口氧量入口烟气量（标干、实际（）出口烟气量（标干、实际入口烟尘浓度（标态、F基、6%。出口烟尘浓度（标态、卜基、6%（）%99.93799.933%6.23-%6.49-NnJ/h 1 100 743-Nm3/h I 110 735-mg/Nm3 57 714. 76 W 45 000mg/Nm* 36.45W30入口烟温七117.8一出口烟温七115.8-入口全压Pa-3 190一出口全压Pa-3 361-压力损失Pa168W196表3 2号机组湿式电除尘器性能试验结果修测项目单位性铺保证侑除尘效率%H 1.40田80入口烟气早：（标干，实际2）Zh1 2

12、26 6241助F班（札K实际2）/I11 236入口氧母%7. 501K 口银俄%7. 61除尘静本体C11力Pa134W 250入n期尘浓度标干mg/ 1 X. 60W 25Hl U烟土浓隹林 | . 23. 46W 5m 口烟气温应47. O表4 3号机组电除尘器性能试验结果惊涧！页目用攸合” / 产均十生f呆iif: m余,打我工把一M OO. Q7%入口加I F星、* / liI 797 93N桥f 美际 二）口 3 F 坦、in 1 /ii1 8N9 S2O入11银阜%4. 3-4山1银层稣-4. GN入Ul JUI 匕浓0( 标 p e% 人)5-4. 64V+IO%):H l-

13、l XUI 诙；也t” / ?Sfii31 S. 3)W 20入II 3二源I ）法P1 2G. 3十H 口比1小 显度P1 2A. O入r压力I。3 084US 1 1压力Po-3 242闻尘小d二i本身1Pit1 58W 250表5 3号机组脱硫系统性能试验结果项目单位测试结果性能保i正值吸收班阻力Pu1 207w I 650出口烟气温度七50. 8入口烟气流研（标干实际）2）Nm 3 / h1 840 526山口烟气流虽（林I:实际2）Nm3 /h1 809 520入口烟尘浓度（标干6%。2）m ;/ N m 19. 451 口烟生浓度标干6%。n】g /、m 3. 85W5入口氧里：%

14、4. 65H，口银早%4. 933结论要达到烟尘的排放小于10mg/Nm3或5mg/Nm3或更低的排放要求，必须对现役机组除尘设备进行全面升级改造，同时对脱硫塔进行脱硫除尘一体化改造或者增加湿式电除尘器装置，通过对黑龙江某燃煤电厂2、3号机组超低排放改造性能试验研究表明，电除尘器脉冲电源增加湿式电除尘器改造的组合方式和电除尘器高频电源、脉冲电源改造，脱硫塔脱硫除尘一体化改造的组合方式均可达到烟尘浓度不大于5mg/Nm3的排放要求。对于改造工期短，改造占地空间小的机组，可以选用除尘器改造加脱硫除尘一体化改造技术路线，对于系统稳定性要求高，改造占地及工期条件满要求的机组，采用除尘器改造和增加湿式电除尘器技术路线。