煙氣余熱利用低低溫電除塵器的試驗研究

煙氣余熱利用低低溫電除塵器的試驗研究

根據(jù)“25”計劃的環(huán)境保護(hù)指標(biāo)，2015年全國硫排放量比2010年減少8%。在重點地區(qū)，硫、工業(yè)煙霧量的排放量分別下降12%和10%，顆粒和細(xì)顆粒的年濃度分別下降10%和5%。為了更好地適應(yīng)“25”環(huán)境空氣的新要求，國防部發(fā)布了最新的焚燒裝置標(biāo)準(zhǔn)。火力發(fā)電廠作為大氣污染物的主要來源,面對著嚴(yán)格的控制目標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn),電廠配套的環(huán)保設(shè)施面臨著巨大的改造壓力。中電投新昌發(fā)電有限公司經(jīng)過了前期調(diào)研,最終決定采用福建龍凈環(huán)保股份有限公司(以下簡稱“龍凈”)的余熱利用高效低低溫電除塵器技術(shù)對電廠已有電除塵器進(jìn)行改造,項目投運后取得了良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。本文將結(jié)合該改造項目以及完成的相關(guān)性能試驗數(shù)據(jù),重點闡述低低溫電除塵器優(yōu)越的除塵性能以及對于PM2.5、SO1余熱利用型電除塵器余熱利用高效低低溫電除塵器是指將煙氣余熱利用、電除塵及其自動控制技術(shù)有機融合,具有高效除塵、多污染物協(xié)同治理、節(jié)能等屬性的一種新型電除塵器。主要由煙氣調(diào)溫系統(tǒng)、氣流分布系統(tǒng)、陰陽極系統(tǒng)、低低溫電除塵控制系統(tǒng)等組成。日本及歐洲等國家較早實施了基于煙氣余熱利用的低低溫電除塵器技術(shù)的應(yīng)用。特別是日本,從2000年以來就已開始大規(guī)模應(yīng)用煙氣余熱利用低低溫靜電除塵器,實現(xiàn)高效去除煙氣污染物和節(jié)能2工程背景和重建理念2.1直流爐超超臨界改造中電投江西電力有限公司新昌發(fā)電分公司2臺700MW發(fā)電機組于2010年投運發(fā)電,鍋爐采用東方電氣集團(tuán)設(shè)計制造的超超臨界參數(shù)變壓運行直流爐,單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、鍋爐采用露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型煙煤鍋爐,汽輪機采用東方汽輪機廠的超超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、凝汽式。同時每臺爐配套2臺龍凈生產(chǎn)的雙室四電場靜電除塵器。工程改造前,除塵器進(jìn)口平均溫度達(dá)到143℃,煙塵排放濃度達(dá)到50mg/N·m2.2cfd在煙氣治理中的應(yīng)用1)加裝電除塵煙氣余熱利用調(diào)溫節(jié)能裝置,使得電除塵器的運行溫度下降到95℃左右;2)同步對進(jìn)入換熱器及電除塵器的氣流分布進(jìn)行CFD數(shù)值模擬計算分析與改進(jìn),改善各室流量分配及氣流均布,并使得煙氣流阻最低;3)對原電除塵本體設(shè)備作全面的氣密檢查處理、電場陰陽極檢修調(diào)整等;4)對電除塵器本體及相應(yīng)的電控系統(tǒng)(如振打控制、絕緣子加熱、灰斗電加熱等方面)作相應(yīng)的控制調(diào)整,以更加適應(yīng)改造后低低溫電除塵器的相關(guān)要求,保證電除塵器提效達(dá)標(biāo)。3主要污染物的排放檢測為了更好的驗證余熱利用高效低低溫電除塵器的性能,改造后龍凈公司委托江西電科院對各主要污染物的排放進(jìn)行了詳細(xì)的檢測試驗。下文將結(jié)合試驗數(shù)據(jù)從電除塵提效及多污染物協(xié)同控制兩方面介紹試驗內(nèi)容,同時對于試驗結(jié)果進(jìn)行比較分析來說明余熱利用低低溫電除塵器多污染物的系統(tǒng)治理效果。3.1電除砂效果改進(jìn)3.1.1除塵器1.2排放試驗試驗是在:機組穩(wěn)定與額定負(fù)荷運行;制粉系統(tǒng)、卸灰系統(tǒng)投運并處于正常運行狀態(tài);鼓風(fēng)、引風(fēng)系統(tǒng)完整,調(diào)整風(fēng)門靈活、可調(diào);電除塵器各電廠正常穩(wěn)定運行;鍋爐煤種不變,燃燒狀況穩(wěn)定,不進(jìn)行爐膛打焦和吹灰的工況下進(jìn)行的。試驗應(yīng)用3012H-C型自動煙塵(氣)測試儀,按國家環(huán)保局頒發(fā)的《空氣與廢氣監(jiān)測分析方法》(第四版)中污染源監(jiān)測分析方法進(jìn)行。在除塵器進(jìn)、出口煙道測量斷面上同步進(jìn)行采集煙塵樣。按重量法計算除塵器煙塵排放濃度及除塵效率。除塵器漏風(fēng)率、本體阻力的試驗也按照《電除塵器性能測試方法》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。3.1.2機組余熱利用低低溫電除塵器乙側(cè)投運前后性能試驗對比表1是1#機組余熱利用低低溫電除塵器甲側(cè)投運前后性能試驗對比結(jié)果。表2是1#機組余熱利用低低溫電除塵器乙側(cè)投運前后性能試驗對比結(jié)果。從表1、表2可以看出余熱利用低低溫電除塵器投運后,余熱利用低低溫電除塵器甲側(cè)出口煙塵平均濃度16.5mg/m3.2多污染物聯(lián)合控制粉塵、硫氧化物、氮氧化物及汞均是火力發(fā)電廠排放的主要大氣污染物。排放中SO3.2.1SO3.2.1.1測試內(nèi)容SO3.2.1.2.試驗結(jié)果的分析試驗結(jié)果表明,投運余熱利用裝置時,甲側(cè)電除塵器進(jìn)、出口SO3.2.22.5處理3.2.2.顆粒物采樣方法PM2.5是指空氣動力學(xué)直徑小于2.5μm的顆粒,是造成灰霾天氣的主要原因。電站燃煤是PM2.5的主要來源之一。本次顆粒物采樣使用低壓撞擊器(DLPI)作為顆粒物采樣儀器。試驗將電除塵器4個通道沿著煙氣流動方向從左至右分別定義為通道A、B、C、D。采用如圖2的采樣系統(tǒng)進(jìn)行采樣試驗。3.2.2.飛灰顆粒高效靜電除塵器的抗菌性能表3所示為煙氣中PM濃度。從表3可以看出進(jìn)入4個通道的煙氣中所含的顆粒物總量有比較明顯的區(qū)別,其濃度變化范圍為2104~2745mg/N·m國內(nèi)學(xué)者研究結(jié)果表明常規(guī)靜電除塵器對較大的飛灰顆粒(d>2.5μm)的除塵效率理論上幾乎接近100%,但由于1μm附近的顆粒處于不利于荷電的區(qū)域,因此常規(guī)靜電除塵器對于0.1~1μm飛灰顆粒的除塵效率只有65%~85%3.2.3汞柱處理3.2.3.總汞和總汞的檢測汞的測試采用在線監(jiān)測法USEPAMethod30A,測試系統(tǒng)由煙氣取樣系統(tǒng)、煙氣加熱與傳輸系統(tǒng)、汞形態(tài)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)和汞檢測與標(biāo)定系統(tǒng)4部分組成;煙氣分成兩路,分別測量元素汞和總汞含量。3.2.2.2試驗結(jié)果分析HgHg從表5、表6中可以看出,余熱利用低低溫電除塵器在運行之后對Hg以上測試結(jié)果表明,余熱利用低低溫電除塵器投入運行后有利于減少總汞排放,從為期一周的測試結(jié)果可以看出余熱利用低低溫電除塵器運行后對煙氣中總汞的減排效率可以提高近40%。4提高1.2分配率,節(jié)約除塵