聶孝峰,方建文,李強,劉源,張超

(1.西安熱工研究院有限公司,陜西西安 710032;2.寧夏大壩發(fā)電有限責任公司,寧夏青銅峽 751607)

300MW機組電袋復合除塵器的應用探討

聶孝峰1,方建文2,李強1,劉源1,張超1

(1.西安熱工研究院有限公司,陜西西安 710032;2.寧夏大壩發(fā)電有限責任公司,寧夏青銅峽 751607)

通過技術(shù)、經(jīng)濟比較,確定了寧夏大壩發(fā)電有限責任公司 3號機組電除塵器改造為電袋復合除塵器的方案。改造后電袋除塵器各項指標均達到設(shè)計要求,保證 300MW發(fā)電機組滿負荷運行。

電除塵器;改造方案;技術(shù)經(jīng)濟比較;電袋復合除塵器

0 引言

寧夏大壩發(fā)電有限責任公司 3號機組裝機容量300MW,1997年底建成投產(chǎn),配套除塵器為 2臺雙室三電場電除塵器。電除塵器運行多年,除塵效率較差。經(jīng)檢測,主要存在以下問題:燃煤煤質(zhì)變化導致電除塵器腐蝕、磨損嚴重,除塵效率降低;極距保持性不好,致使運行電壓低、電流小、電暈功率低;本體漏風嚴重,除塵器出口煙塵排放濃度嚴重超標;脫硫塔內(nèi)除霧器因積灰嚴重而堵塞,SO2脫除效率降低,威脅脫硫系統(tǒng)安全、高效運行。因此,廠方?jīng)Q定對 3號機組電除塵器進行改造。

1 改造前系統(tǒng)診斷試驗

電除塵器改造是一個系統(tǒng)工程,在改造前必須對鍋爐煙氣參數(shù)進行檢測,對電除塵器、引風機等設(shè)備性能進行試驗,依據(jù)系統(tǒng)的試驗結(jié)果確定最佳改造方案[1]。

1.1 試驗結(jié)果

機組負荷在 300MW時,電除塵器改造前的煙氣參數(shù)(本文煙氣量均為標準狀態(tài)值)、電除塵器性能、引風機等系統(tǒng)診斷試驗結(jié)果如表 1所示。

表1 改造前系統(tǒng)診斷試驗結(jié)果

1.2 試驗結(jié)果分析

(1)電除塵器的除塵效率僅為 98.05%,出口粉塵排放濃度高達 705mg/m3,如果要滿足排放濃度小于(150mg/m3)要求,則僅依靠增加電除塵器的收塵面積來提高除塵效率難度較大。

(2)電除塵器入口粉塵濃度達到 36.52 g/m3,粉塵濃度較高,如果采用袋式除塵器,則會使運行阻力增加,清灰周期短,濾袋壽命縮短,設(shè)備運行維護費用高。

(3)電除塵器入口煙氣溫度為 150℃左右,相對較高,如果改造為袋式除塵器使用 PPS濾料,仍可以滿足長期使用的要求。

(4)電除塵器入口在機組負荷為 300MW時,實測引風機開度較小,有較大裕量。在引風機在 90%開度左右時,能滿足鍋爐最大出力要求,風機軸功率為 1930.2 kW,電機額定功率為 2500 kW,電機裕量充足。如果改造為袋式除塵器,系統(tǒng)阻力為 1200 Pa左右,3號機組現(xiàn)有引風機不需要改造,完全可以滿足要求。

2 電除塵器改造方案

2.1 技術(shù)比較

(1)對于高比電阻、高 Al2O3含量的粉塵,電除塵器的除塵效率不穩(wěn)定。要達到小于 150mg/m3的排放標準,需將電除塵器加高、加長,而增加串聯(lián)電場個數(shù)受到場地限制無法實施。

(2)電袋復合除塵器和袋式除塵器均能有效去除這種高比電阻、高Al2O3含量粉塵,且能保證出口粉塵排放濃度長期、穩(wěn)定小于 50mg/m3。

(3)電袋復合除塵器更適合電除塵器改造,減小濾袋單元粉塵負荷,降低運行阻力,使清灰周期增長,延長濾袋使用壽命[2-3]。

2.2 經(jīng)濟比較

300MW機組電袋復合除塵器與袋式除塵器的經(jīng)濟對比詳見表 2。

表2 電袋復合除塵器與袋式除塵器經(jīng)濟比較 萬元

從表 2可知,電袋復合除塵器比袋式除塵器設(shè)備投資費用可節(jié)省 41萬元,年運行維護費用節(jié)省64.07萬元。因此,綜合技術(shù)、經(jīng)濟比較結(jié)果,在滿足排放標準要求的條件下,采用電袋復合除塵器不僅投資費用較低,而且可以降低運行維護費用[4]。

3 電袋復合除塵器改造方案

3.1 電袋復合除塵器改造方案

電袋復合除塵器改造中,保留原電除塵器的第一電場并對其進行維修,提高運行的安全、可靠性。拆除原電除塵器第二、三電場全部陽極板、陰極線和振打裝置,利用原電除塵器的殼體把每臺除塵器從其中間利用隔板分成 2個室;拆除原電除塵器的出口煙箱,利用此空間將除塵器的殼體加長 3m。在原電除塵器立柱的頂部水平布置花板,安裝濾袋、籠骨和行脈沖噴吹清灰系統(tǒng)。每臺除塵器濾袋單元設(shè)置 12個區(qū),實現(xiàn)在線檢修和離線清灰。除塵器的頂部設(shè)旁路煙道,當煙氣超溫或發(fā)生四管泄漏時煙氣通過旁路,保護濾袋。

3.2 主要設(shè)計參數(shù)

電袋復合除塵器的主要設(shè)計參數(shù)見表 3。

3.3 電袋復合除塵器關(guān)鍵技術(shù)

3.3.1 氣流分布

通過模型試驗和計算機數(shù)值模擬計算,對氣流均布方案進行優(yōu)化。在電除塵區(qū)進口和電袋中間結(jié)合部位設(shè)置開孔率不同的均流板,并在各濾袋單元的下部設(shè)置導流板[5-6]。通過采取氣流均布措施,使電袋復合除塵器內(nèi)形成一個均勻分布的流場,既保證電除塵區(qū)的效率不降低,又使濾袋迎風面氣流形成上小下大的氣流流場分布趨勢,使大部分氣流從袋底自下而上進入濾袋,袋底區(qū)域流場均勻平緩,避免了因上升氣流流速過高造成清灰下來的粉塵二次附著,降低設(shè)備阻力。

3.3.2 低壓脈沖清灰技術(shù)

脈沖清灰系統(tǒng)采用低壓固定行噴吹技術(shù),開發(fā)了高效引流噴嘴。引流噴嘴具有噴吹氣源壓力低的優(yōu)點,避免了高壓氣流直接噴吹對濾袋造成損害,延長了濾袋使用壽命。噴吹清灰過程中阻力損失小,濾袋底部壓力高,清灰效果好。常規(guī)噴嘴布置為等截面積噴嘴,沿噴吹管長度氣流壓力偏差超過40%,流量偏差達到 500%。設(shè)計時沿噴吹管長度方向的 18個引流噴嘴均采用變截面布置,最大限度地減小偏差現(xiàn)象,使壓力偏差減小到 5%～8%,增強整體清灰效果[7-8]。

3.3.3 濾料技術(shù)

濾袋是袋式除塵器的核心部件,濾袋質(zhì)量不僅直接影響除塵效率和阻力損失,而且還關(guān)系到袋式除塵器的投資費用和運行費用。

寧夏大壩發(fā)電廠 3號機組電除塵器改造工程,袋式除塵器入口煙氣溫度小于160℃,選用100%進口聚苯硫醚纖維,濾料克重不低于 550 g/m2。PPS濾料經(jīng)熱定型、特氟龍浸漬、防水、防油和表面壓光處理,減少了粉塵在濾袋表面形成粉層后板結(jié)的可能,保證過濾和清灰性能。

4 電袋復合除塵器運行效果

4.1 電袋復合除塵器性能試驗

機組負荷在 310MW時,采用德國 SI CK公司生產(chǎn)的全自動粉塵濃度測試儀,用網(wǎng)格法逐點等速取樣。電袋復合除塵器整機性能試驗結(jié)果見表 4。

表4 電袋復合除塵器性能試驗結(jié)果

4.2 電袋復合除塵器阻力特性

在除塵器入口煙塵濃度為 35 g/m3,過濾風速為1.19m/min時,電袋復合除塵器最大阻力設(shè)定為900 Pa,清灰周期達到 240min左右;最大阻力設(shè)定為 650 Pa左右,清灰周期達到 100min左右。

5 結(jié)語

(1)燃煤電廠現(xiàn)有電除塵器改造項目,改造前必須進行系統(tǒng)診斷試驗,依據(jù)試驗結(jié)果確定最佳技術(shù)方案,以保證機組負荷要求。

(2)電袋復合除塵技術(shù)在燃煤電廠現(xiàn)役除塵器改造中得到廣泛應用,同時也適用于新建機組,可以滿足煙塵排放濃度小于 50 g/m3,甚至小于 30 g/m3的環(huán)保要求。

(3)電袋復合除塵器的核心技術(shù)是氣流分布,在設(shè)計前應進行模型試驗和數(shù)值模擬,保證設(shè)備低阻力、長時間的穩(wěn)定、高效運行。

(4)濾袋區(qū)過濾風速是一個技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)。針對含塵濃度高、比電阻高的煙塵特性,過濾風速不宜大于 1.2m/min,以保證設(shè)備本體阻力損失小于900 Pa,清灰周期達到 240min左右;也可改變清灰周期,將設(shè)備運行阻力控制在 600 Pa左右。過濾風速和清灰周期是影響濾袋使用壽命的關(guān)鍵因素。

[1]祁君田,黨小慶,張濱渭.現(xiàn)代煙氣除塵技術(shù)[M].北京:化學工業(yè)出版社,2008.

[2]蔡銘,劉練波,陳俊峰.燃煤電廠靜電除塵器改造方案[J].中國電力,2005,38(7):74-77.

[3]肖寶恒.燃煤電廠電除塵器增效改造的途徑[J].電力環(huán)境保護, 2007,23(6):13-15.

[4]胡滿銀,張瑞英,楊勇.電—袋除塵器經(jīng)濟技術(shù)性分析[J].電力科學與工程,2008,24(1):58-60.

[5]黨小慶,高蕊芳,馬廣大,等.直通式袋式除塵器氣流分布數(shù)值分析[J].環(huán)境工程,2007,25(4):38-40.

[6]劉練波,許世森.靜電布袋復合除塵器的試驗研究[J].動力工程,2007,27(1):103-106.

[7]祁君田,聶孝峰,張超,等.循環(huán)流化床電—袋組合除塵技術(shù)應用研究[J].熱力發(fā)電,2007,(12):49-52.

[8]方輝.1000MW機組電除塵器的設(shè)計及技術(shù)改進[J].電力環(huán)境保護,25(5):38-40.

Application of electrostatic bag precipitator in 300MW units in ther mal power plant

Based on the technical and econom ical comparison of several reform ation program s,the electrostatic bag p recipitator reformation program had been identified fo r the ESP of the No.3 units in Daba Ther m al Power Plant.The perform ance parameters of the modified equ ipment had reached the design value and ensured the full capacity operation of 300MW units in ther m alpower plants.

electrostatic precipitator;refor m ation program;technical and econom ical comparison;electrostatic bag p recipitator

X701.2

B

1674-8069(2010)02-037-03

科技部科研院所技術(shù)開發(fā)研究專項課題(TD-07-SST01)

2009-11-28;

2010-03-04

聶孝峰(1960-),男,陜西咸陽人,研究員,從事燃煤電廠煙塵污染控制技術(shù)研究與工程應用。E-mail niexiaofeng@tpri. com.cn