低低温电除尘技术的研究及应用
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日本低低温除尘技术考察报告上海锅炉厂低低温除尘技术考察组2013年7月1、背景介绍我国环境保护已取得了积极进展,但环境形势依然严峻,以煤为主的能源结构导致大气污染物排放总量居高不下,其中燃煤电厂的污染物排放量十分巨大。
近年来随着燃煤电站装机容量不断增加,排放污染物的总量增加对大气环境造成了很大压力。
国家新颁布的火电厂污染物排放标准(gb13223-2011)已经正式实施,标准要求火电厂粉尘排放浓度低于30mg/nm3,重点地区低于20 mg/nm3,同时将pm2.5纳入环境空气质量标准,作为重点大气污染物进行监控。
2013年起在京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市率先开展pm2.5与臭氧等项目监测,2015年覆盖所有地级以上城市。
为了应对日趋严格的排放标准及保护环境,同时也为了上海电气电站环保集团的可持续发展,这对电厂的环保装置提出了更高的要求,急需引进新的环保技术以应对。
日本对火电厂的大气污染物排放有较高的标准,且有成熟的环保技术,除了已经在日本有20多年使用业绩的湿式电除尘器外,还有上世纪九十年代末兴起的低低温除尘技术,其中ihi公司在日本国内有多个低低温除尘技术的工程业绩。
为了深入了解和学习这两种除尘技术,我厂组织了本次赴日考察。
考察组人员组成详见附件1,考察内容主要包括:ihi公司低低温除尘技术原理和应用情况等。
考察组于2013年7月2日至2013年7月11日期间,重点对新日铁住金鹿岛电厂的低低温除尘技术应用情况。
考察期间,考察组与ihi公司技术人员就低低温除尘技术的原理、关键部件材料选择、辅助设备及运行可靠性和存在问题进行了交流。
所考察的相关电厂和公司的主要情况详见附件2。
通过国外实地技术考察和参观,考察组成员对低低温除尘技术在燃煤电厂应用的现状和该项技术的发展状况有了直观的了解,对低低温除尘技术的除尘效果有了更为深刻的认识。
2、低低温除尘技术原理简介低低温除尘技术包含了两种设备,即无泄漏管式水媒体加热器和低低温电除尘器。
我国火电厂大气污染物排放要求的提高,必将促进环保治理技术不断创新和进步。
低低温电除尘技术是在借鉴国外先进技术的基础上,结合我国燃煤电厂实际情况进行创新开发的一种适合我国国情的环保治理新技术和新工艺。
低低温电除尘技术将电除尘器入口烟气温度降至酸露点温度以下,在大幅提高除尘效率的同时可以高效捕集SO3 ,保证燃煤电厂满足低排放要求,并有效减少PM2.5 排放。
低低温电除尘系统采用低温省煤器时,还可以将回收的热量加以利用,具有较好的节能效果。
国内多个燃煤电厂低低温电除尘器的成功投运证明,这一技术可以很好地满足最严格的排放标准要求,具有显著的经济效益和广阔的市场前景。
这一新型技术的开发应用,不但扩大了电除尘器的适用范围,而且为实现节能减排开辟了一条新路径。
低低温电除尘技术何以值得关注?电除尘器具有高效率、低能耗、使用简单、维护费用低且无二次污染等优点,对国内大部分煤种具有良好的适应性。
在国内外工业烟尘治理领域,特别是电力行业,电除尘一直占据主导地位,是国际公认的高效除尘设备,但煤种会影响其除尘性能。
面对日益严格的排放标准,除了准确识别电除尘器对煤种的除尘难易程度、选取合适的比集尘面积外,合理选择烟尘治理工艺路线也尤为重要。
低低温电除尘器是指通过低温省煤器或热媒体气气换热装置(MGGH)将电除尘器入口烟气温度降至酸露点温度以下,最低温度满足湿法脱硫系统工艺温度要求的电除尘器。
1.这一技术能保持电除尘器的独特优点,大幅提高电除尘器的除尘效率,进一步扩大其适用范围。
●将电除尘器入口烟气温度降低至酸露点温度以下,使烟气中大部分SO3 冷凝形成硫酸雾,粘附在粉尘表面并被碱性物质中和,粉尘特性得到很大改善,比电阻大大降低,从而大幅提高除尘效率。
烟气温度对飞灰比电阻影响较大,图 1 为燃煤锅炉飞灰比电阻随温度变化的典型曲线。
可见,温度低于100℃时以表面导电为主,温度高于250℃时以体积导电为主,在100℃~250℃温度范围内则表面导电与体积导电共同起作用。
燃煤电厂协同除尘技术应用及电除尘器改造技术为适应燃煤电厂对烟尘排放的严格要求,需要对新建或原有锅炉的烟尘处理系统开展重新设计优化,并运用环保研究新技术,通过多个系统的共同作用,将净烟气烟尘排放浓度降到IOmg/m3以下。
对目前燃煤电厂有成功运用的烟气协同处理技术、对低低温省煤器的安装运用、电除尘的改造提效、增加湿法脱硫的除尘能力以及湿式除尘器的应用等方面开展分析,阐述各系统互相配合对烟尘开展协同处理,到达超低排放的目的。
近几年,环境保护约束愈加严格,对火力发电厂污染物排放限值到达世界最高标准,重点地区烟尘排放浓度执行20mg∕nι3限值。
部分地方标准更是高于国家标准,燃煤电厂正在开展“超低”、"近零''排放改造,就烟尘来说,单靠传统的电除尘技术已无法到达这样的要求。
为到达排放标准,对新建或现有锅炉设备的设计与改造,本着安全、经济、可靠的原则,优化组合脱硝、低低温省煤器、电除尘器、脱硫岛、湿式除尘器等系统的配置及选定方法,充分利用每个系统的特点,分担除尘功能,以求到达大系统协同控制的能力,如图1所示。
结果证明,可有效将烟尘质量浓度控制在5mg∕m3以下,日常运行在1~3mg∕m3之间。
1低低温电除尘技术分析研究说明,通过烟气冷却器或烟气换热系统降低电除尘入口烟气温度至酸露点以下(一般在90。
C左右),使烟气中大部分的S03在烟气冷却器中冷凝成硫酸雾并粘附在烟尘表面,使烟尘性质发生了较大变化,可大幅提升除尘效率,并同时能去除大部分的S03,同时解决了S03引起的酸腐蚀问题。
在锅炉空预器后设置低低温省煤器,使进入除尘器入口的烟气温度降低,能明显提高电除尘效率。
1.1低低温电除尘优点烟气温度的降低使烟尘比电阻下降。
低低温电除尘器将烟气温度降低到酸露点以下,由于烟气温度的降低,特别是由于S03的冷凝,可大幅度降低烟尘的比电阻(如图2),消除反电晕现象,从而提高除尘效率。
除尘器性能测试说明:在增设换热装置后,烟尘排放从原约60mg∕m3下降到20mg∕πι3,除尘效率明显提高。
低低温电除尘技术的应用摘要:近年来,我国不断加大大气污染治理力度,对各行业生产提出了更高的排放标准和要求。
依据环境现状分析,彻底解决污染问题依旧任重道远,面临着很大的挑战。
从污染防治的角度来说,通过不断加大研究力度,相关技术的发展取得了不错的成效。
电除尘技术在煤电行业大气治理标准提升的推动下,获得科技攻关和技术创新等成果。
其中,低低温电除尘技术以及湿式电除尘技术等,为煤电行业实现超低排放提供强有力的技术支持与保障。
关键词:低低温电除尘技术;优势;评估1 低低温电除尘系统的运行实现与优势系统概述。
低低温电除尘系统通过在电除尘器前端位置设置换热系统,例如以水为媒介的GGH或者低温省煤器,负责对烟气进行降温处理,使其温度降低到酸露点以下,大约在85~90℃范围内,烟气内含有的SO3因为温度降低的影响,在换热系统内产生冷凝反应,最终成为硫酸雾,同时被粉尘吸附与中和,粉尘比电阻明显下降,反电晕很少出现,同时除尘效率得到优化,增强了电除尘器装置对煤种的适应范围,并且去除大量SO3,系统运行效益显著,如果使用低温省煤器,还能够减少大约5%的能源消耗。
工艺路线。
使用的低低温电除尘系统,相比传统除尘工艺,在路线布置方面进行了优化,电除尘器的上游配置GGH热回收器。
一般来说,主要采取以下配置方式:(1)对烟气冷却器内的热量进行回收,为加热锅炉配置的汽轮机用气提供支持与保障,获得较好的节能效果。
(2)对烟气冷却器内的热量进行回收,经过传送后使其达到烟气再加热器装置,增加烟气温度,同时增强烟气的扩散性。
技术优势。
根据低低温电除尘系统使用效果分析,可以发现其有如下技术优势:(1)低温腐蚀性较低。
研究中烟气温度小于酸露点温度是否会造成低温腐蚀,始终是研究的重点,日本国内的排放标准要求较高,相关学者的研究显示,若能够做好ESP入口粉尘浓度的控制,使得SO3凝聚于粉尘内,则可避免设备腐蚀的出现。
日本三菱重工曾围绕此课题进行研究,结果显示:当灰硫比超过10,那么腐蚀率几乎为O,其交付的火电厂配套的低低温电除尘系统,运行的灰硫比远远超过100,未出现低温腐蚀问题。
低低温静电除尘器的运行稳定性与可靠性分析引言:除尘器是工业生产中常用的设备,用于去除空气中的颗粒物和有害物质,从而保证生产环境的清洁与卫生。
传统的除尘器通常采用机械振动、湿式喷淋、静电等方法进行除尘,而低低温静电除尘器因其高效、节能的特点,成为当前最为热门的除尘设备之一。
本文将对低低温静电除尘器的运行稳定性与可靠性进行详细分析。
一、低低温静电除尘器的原理及工作过程低低温静电除尘器的原理是利用电场力使颗粒物带电、沉积在带电板上,并通过定期清洗来除尘。
其工作过程可分为三个阶段:电场形成阶段、带电除尘阶段和静电清洗阶段。
1. 电场形成阶段:在该阶段,低低温静电除尘器内部的高压电源会产生高电压,并通过电极系统的交替排列产生均匀的电场。
形成的稳定电场将颗粒物带电。
2. 带电除尘阶段:在该阶段,带电的颗粒物随空气流经过带电板时,受到电场力的作用,在带电板上沉积下来。
由于带电板上带有负电荷,颗粒物带有正电荷,因此颗粒物会自动沉积。
3. 静电清洗阶段:在该阶段,经过一段时间的工作后,带电板上会积累大量的颗粒物,此时需要进行清洗。
清洗过程中,低低温静电除尘器会通过约束电极对带电板上的颗粒物进行除尘,使其重新恢复清洁状态。
二、低低温静电除尘器的运行稳定性分析运行稳定性是评价除尘器性能的重要指标之一,它直接影响到除尘器的使用寿命和效果。
1. 设备结构合理性:低低温静电除尘器的结构设计是否合理,是影响其运行稳定性的关键。
设备结构应简单易行,便于维护和清洗。
合理的材料选择和良好的密封性,能有效降低漏电率和能效损失。
2. 控制系统可靠性:低低温静电除尘器的控制系统对设备的运行稳定性也起到关键作用。
电源系统、控制装置和传感器等关键部件的可靠性决定了除尘器的稳定性。
因此,在设备设计和制造过程中,应选择质量可靠的控制元件,以确保设备的正常运行。
3. 运行参数控制:低低温静电除尘器的运行参数包括电场电压、清洗周期、清洗时间等。
合理的运行参数设置可以提高除尘器的稳定性。
低压先导式输灰技术研究与应用摘要:低压先导式输灰系统使用电子稳压阀,给先导阀提供了稳定的气源压力,为输灰系统安全、稳定运行打下坚实的基础。
关键词:电子稳压阀;低压;节能;减少磨损中图分类号:文献标识码:A1.引言国家能源集团榆次热电#1 炉为330MW机组,电除尘气力输灰系统采用正压浓相输送方式,一电场A、B仓泵作为一个输送单元,用一条180*8输灰管至原灰库及粗灰库;一电场C、D仓泵作为一个输送单元,用一条180*8输灰管至原灰库及粗灰库;二电场4台仓泵串联,通过一条180*8输灰管至原灰库及细灰库;三、四、五电场合用一根输灰管道,脱硝单独一根输灰管道;共5条输灰管道,长度230m左右。
改造前使用底部流化进气,通过仓泵内出料管出灰。
2.改造情况从1号炉一电场输灰系统DN150气源母管上开口引一根DN80管道,在此管道上先安装DN80手动门、DN80气动阀、DN80稳压阀,然后安装DN80三通,一路去输灰主进气,在此路依次安装DN80手动蝶阀,两个DN80DR单向阀、DN80对夹式单向阀,管道压力变送器;一路去低压先导式自动成栓阀气源母管,在此路依次安装DN80手动蝶阀、DN80过滤器。
将一电场两个单元合并,只保留一个主进气,在主进气后端安装一台电子稳压阀,安装防止倒灰的单向阀三台,安装伴气管过滤器一台,投程控后,出料阀常开。
沿输灰管道铺设一条DN80伴气管,在输灰管上每隔1至3米安装低压先导阀;在一、二电场灰斗及仓泵上安装无源核子料位计。
自动阀在输灰系统中起着重要的作用,当压缩空气进入自动成栓阀的时候,它会在堵管的时候自动打开。
清理完后自动关闭。
它里面设置了一个相应的排气量,当进气以后,有微量的气从里面进入输灰管道。
当灰管里面的压力大于排气量到达一定值的时候,它会在瞬间自动打开,使大量的气进入输灰管道来清除堵塞的灰。
当清除完后瞬间自动关闭。
怎样看自动成栓打开,它上面有个压力表,当压力达到一定值的时候,值为(0.2-0.25MPa)。
燃煤电厂烟气污染物超低排放技术当今社会,发展迅速,能源的消耗量也逐渐增大,煤炭加工量也随之增加,其加工利用过程中产生的污染物也是越来越多,严重影响了大气环境。
因此,要想从本质上改善这种状况,就要从根源上减少烟气污染物的排放,对排出的污染物开展处理再利用,引进先进的技术让燃煤电厂烟气处理超低排放得到本质上的提高。
1燃煤电厂烟气超低排放技术现状从雾霾来看,我国雾霾天气出现的次数越来越多,严重影响了正常工作和生活。
在我国,能源的消耗主要是煤炭,发电在很长一段时间是燃煤为主。
目前我国,相对成熟的除尘设备是静电除尘器和布袋除尘器。
关于静电除尘器,这种除尘器的使用周期比较长,维护费用也相对较低,适用性广。
静电除尘器的缺点是:其耗电量比较大、设备构造比较复杂、体积大而且对粉尘的要求高。
关于布袋式除尘器,这种设备适用性很强、效率高、运行平稳、使用范围广、后期维护容易、操作简单,并可处理温度较高的、高比电阻类型的粉尘,但布袋除尘器使用寿命会受到滤袋寿命的影响,并且这种除尘器不适合湿度大、粘性强的粉尘,尤其是要注意烟气温度,烟尘的温度一旦低于了露点温度就会结露,造成滤袋堵塞。
2燃煤电厂烟气超低排放技术探讨(1)关于湿式电除尘器的应用探讨湿式电除尘器,其使用原理是直接让水雾喷向电极、电晕区,在芒刺电极来形成一个强大的电晕场内荷电后分裂,水雾进一步雾化,在这里,电场力与荷电水雾相互碰撞拦截、吸附凝结,一起对与粉尘粒子捕集,最后粉尘粒子会在电场力驱动作用下,在集尘极被捕集到;与干式电除尘器不同的是,干式电除尘器是通过振打,让极板灰振落至灰斗,而湿式电除尘器的原理是将水喷到集尘极上,从而形成了连续水膜,利用水清灰,并没有振打装置的存在,利用流动水膜的作用来将捕获粉尘开展冲刷,冲刷至灰斗中,随水排出完成除尘。
(2)关于低低温静电除尘器的应用探讨低(低)温静电除尘技术,其原理是利用温度的降低来开展除尘。
烟气途经低温省煤器,烟气尘的温度会迅速的降低,入口处的烟气温度低于烟气露点温度。
低低温电除尘技术的研究及应用作者:王鹏恒0 引言我国以煤炭为主的能源供应格局在未来相当长的时间内不会发生根本性改变,因此燃煤电厂污染物排放问题一直是人们关注的热点。
《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)的出台,将烟尘排放浓度限值由50mg/Nm3降至30mg/Nm3,重点地区降至20mg/Nm3。
《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)增设了PM2.5排放浓度限值,并给出了监测实施的时间表。
鉴于中国煤种多变等特殊国情,新环保标准的实施,对电除尘技术来说,既是挑战更是机遇。
电除尘器因其具有除尘效率高、设备阻力低、处理烟气量大、运行费用低、维护工作量少且无二次污染等优点,长期以来在电力行业除尘领域占据着绝对的优势地位。
但电除尘器的除尘效率与粉尘比电阻有很大的关系,低低温电除尘技术可大幅度降低粉尘的比电阻,避免反电晕现象,从而提高除尘效率,不但能实现低排放,当采用低温省煤器时,还可节省能耗,同时去除烟气中大部分的SO3。
该技术在日本已得到工程实践的考验。
随着我国节能减排政策执行力度的进一步加大,国内对该技术的关注度也日益增加。
1低低温电除尘技术概述1.1 低低温电除尘技术发展历史低低温电除尘技术是从电除尘器及湿法烟气脱硫工艺演变而来。
在日本已有近20年的应用历史。
三菱重工于1997年开始在大型燃煤火电机组中推广应用基于MGGH管式气气换热装置使烟气温度在90℃左右运行的低低温电除尘技术,已有超6500MW的业绩,在三菱重工的烟气处理系统中,低低温电除尘器出口烟尘浓度均小于30mg/Nm3,SO3浓度大部分低于3.57mg/Nm3,湿法脱硫出口烟尘浓度可达5mg/Nm3,湿式电除尘器出口烟尘浓度可达1mg/Nm3以下。
目前日本多家电除尘器制造厂家均拥有低低温电除尘技术的工程应用案例,据不完全统计,日本配套机组容量累计已超15,000MW,典型的有三菱重工(MHI)、石川岛播磨(IHI)、日立(Hitachi)等。
错误!错误!分享四种除尘器技术的工作原理以及除尘效果除尘器的新技术主要有:余热利用降温、增设WESP、机电多复式双区、高频电源、零风速关断振打、烟气调质、电凝聚。
现将使用较多的四种除尘器技术从工作原理、除尘效果及工况适用性加以分析说明。
1、低低温除尘器技术:1.调温原理:采用汽机冷凝水与热烟气换热降温,除尘烟温由通常的120—160℃降为90—110℃低低温状态。
2.电除尘器提效原理:烟温降低,烟尘比电阻降低至108~1010Ω˙cm;烟温降低烟气量降低、电场风速也得以降低;烟温降低,电场击穿电压升高;烟温降低,气体粘滞性降低。
主要特点:余热利用,降低发电煤耗1.0—3.5克∕每度电,降低烟尘比电阻、降低电场风速,电降尘效率高;换热面采用膜式+复合翅片/销钉管排专利技术,烟温调节及余热利用效果好;三氧化硫去除率高,其被高质量浓度粉尘颗粒包裹吸附后被电除尘捕集,有效解决三氧化硫腐蚀难题。
2、旋转极板除尘器技术,将电场原固定极板改为转动极板,转动极板一般设在电除尘器末级电场。
极板平行烟气布置,链条传动,极板清灰不是依靠振打,而是凭借设置在极板下端的清灰刷。
当极板旋转到电场下端时,清灰刷在远离气流的位置对板面的粘灰实行刷除。
作用:1.转动极板可以消除二次扬尘;2.转动极板可以避免反电晕,反电晕现象往往会造成末级电场功能丧失,由于转动极板可以清灰彻底,极板表面洁净,在同一极板两次刷灰的时间间隔里,极板表面不会形成厚的连续的粉尘层,便彻底消除了由于气隙击穿所引发的反电晕,这对提高除尘效率起到了决定性作用;3.转动极板可以获得更优良的电场环境,由于转动极板采用了大平板结构,与常规电除尘器的波形极板相比,可以创建更均匀的电场环境,减少紊流影响,这样的电场和气流环境能加速灰尘驱极,提高收尘效率。
工况适应性:转动极板除尘器是常规静电除尘器的技术延伸,保留了传统电除尘器耐高温、耐高湿、抗腐蚀,运行费用低等诸多优点。
电除尘专栏第4期低低温电除尘器应用案例关键词:低低温电除尘超低排放除尘技术上期我们介绍了低低温电除尘器的基本原理、技术特点、适用条件及评判依据等,虽然也提到了一些案例,但也是简单地一带而过,让好多朋友都看得云里雾里的,今天我们就带大家通过一些具体的案例来更深入地了解低低温电除尘器。
低低温电除尘技术在国外应用非常成熟,也引起了国内业主的普遍关注。
我国环保企业从2009年开始加大对低低温电除尘技术的研究,据不完全统计,截至2016年底,火电厂安装低(低)温电除尘器机组容量约0.85亿千瓦,占全国燃煤机组容量的9.0%。
案例一浙能嘉华电厂3期7号、8号机(2×1000MW)技改工程▲国内首台超低排放机组1项目概况浙能嘉华电厂位于乍浦镇。
原电除尘器为双列三室四电场电除尘器,入口烟气温度122℃,出口烟尘浓度约50mg/m3。
本次技改工程为7号、8号机组进行2套低低温电除尘(含高频电源改造)设备及其辅助设备和附件的改造,并增设两套处理100%BMCR烟气量的金属极板WESP装置(布置于FGD吸收塔出口与管式烟气再热器之间的烟道上),除尘效率不低于70%,WESP出口烟尘排放浓度不大于5mg/m3。
2设计条件机组煤、灰成分分别如表1-1、1-2所示。
表1-1煤成分表1-2灰成分低低温电除尘器入口烟气参数及性能要求见表1-3。
表1-3低低温电除尘器入口烟气参数及性能要求(单台炉)关键词:低低温电除尘超低排放除尘技术 3技术方案采用前苏联公式,对浙能嘉华电厂2×1000MW机组低低温电除尘器的酸露点进行了计算,设计煤种、校核煤种1与校核煤种2的酸露点值分别为:90.56℃、92.60℃和101.57℃。
根据上期提供的灰硫比计算公式,计算设计煤种灰硫比最小为299,校核煤种1灰硫比为446,校核煤种2灰硫比为382,此三个煤种灰硫比均大于100,可以认为不存在低温腐蚀风险,适合采用低低温电除尘技术。
供热系统低温余热利用技术研究与应用随着能源需求的不断增加和环境污染问题的日益严重,低温余热的利用成为了一个备受关注的研究领域。
供热系统中的低温余热利用技术,能够有效地提高能源利用效率,减少环境污染,具有重要的经济和环境效益。
本文将对供热系统低温余热利用技术进行研究与应用的现状和发展前景进行探讨。
首先,我们来看一下供热系统中的低温余热资源。
供热系统通常包括锅炉房、换热站等设备。
在这些设备中,燃烧产生的烟气和热水等都会产生低温余热,这些余热的温度通常在100-150摄氏度之间。
如果不加以有效利用,这些低温余热将会导致能源的浪费和环境的污染。
目前,供热系统低温余热利用技术主要包括余热回收和热泵技术两种。
余热回收技术是指将锅炉排烟中的余热通过换热器进行回收利用,用于供热或供应其他热能需求。
这种技术具有简单、可靠、经济的特点,对于燃煤锅炉等高温余热资源的利用尤为有效。
而热泵技术则是通过热泵设备将低温余热提升到高温水平,从而满足供热系统的需求。
这种技术适用于低温余热资源无法直接利用的情况,如燃气锅炉的废气。
在实际应用中,供热系统低温余热利用技术存在一些挑战。
首先是技术的成熟度和可靠性问题。
由于低温余热利用技术涉及到多个领域的知识,如热力学、热传导、流体力学等,因此技术的成熟度和可靠性是一个重要的问题。
这需要多学科的合作和技术的不断创新。
其次是经济性和投资回报问题。
尽管供热系统低温余热利用技术具有重要的经济和环境效益,但是在实际应用中往往面临着高投资成本和较长的回报周期。
这需要政府的政策扶持和企业的积极参与,以促进低温余热利用技术的发展和推广。
另外,与供热系统低温余热利用技术相关的环境问题也不可忽视。
供热系统的低温余热通常包含一定的污染物,如颗粒物、硫化物等。
如果处理不当,这些污染物将会对环境造成负面影响。
因此,在低温余热的利用过程中,需要加强对污染物的处理和控制,以保护环境和人民的健康。
然而,供热系统低温余热利用技术在未来的发展前景仍然非常广阔。
论温度对电除尘的影响摘要:排烟温度的高低影响着电除尘的正常运行,温度高容易导致热损失,温度低会使烟气中除出的粉尘潮湿,粘附在极板极线上不容易被振打下来,粉灰形成结块堵塞下灰口。
关键词:排烟温度热损失潮湿堵塞电除尘是利用直流高压使气体电离产生电晕放电进而使粉尘荷电,并在强电场力的作用下,将粉尘从气体中分离出来的装置,其特点是除尘效率高,普遍在99%以上,阻力损失小,运行费用低。
电除尘器主要由两大部分组成,一部分是产生高压直流电的电流及其控制装置和低压控制装置;另外一部分是电除尘器本体,烟气在本体内完成净化过程。
电除尘器本体的主要部件包括有:烟箱设备、电晕板设备、收尘板设备、振打设备、槽形板设备、储灰设备、壳体、管路系统、壳体保温和梯子平台等。
电除尘在运行中最常见最严重的故障就是电场堵灰,烟气中的灰尘在电除尘产生电离后,大量的灰尘粒受温度和湿度的影响而变得潮湿,粘附在阳极板和阴级线上,受振打后不容易坠落,使阴阳极之间的极距改变,导致电场的电压、电流升不高,甚至短路。
每次电除尘停运检修时,由于三电场的温度较低灰斗都积大量的湿灰,形成积块堵住下灰口。
产生电除尘故障的原因分析电除尘壳体焊接不良有缝隙,人孔门密封差,导致漏风率大,潮湿空气被吸入电除尘器内,特别到了雨天,雨水随着缝隙渗进电除尘内,使工况改变、温度下降,沉积在极板极线上的灰尘中和很慢,粘附很大,使振打后难以脱落,特别是省煤器管泄漏等故障直接导致烟气潮湿,大量湿灰积聚灰斗内。
灰斗加热的疏水阀故障也会使疏水积聚在蛇形蒸汽管内,降低了对灰斗的加热,使灰斗内的潮灰温度不能升高。
主要电除尘故障的处理方法电除尘内部经常大量积灰,跟室内的温度和湿度有关,需要经常检查人孔门密封不良处,焊补壳体缝隙,更换绝缘子室和保温箱的密封条,修复电加热。
可对电除尘进口水平烟道增加加热器,采用安装蒸汽管或电加热对烟气加温,达到提高烟气温度的效果。
可对振打系统改进,把振打锤增大一点,以增加振打力矩,使积灰容易落下。
国家技术发明一等奖燃煤机组超低排放关键技术路线与应用1月8日,国家科学技术奖对外发布,浙江大学能源工程学院高翔教授领衔,与浙江省能源集团有限公司合作的“燃煤机组超低排放关键技术研发及应用”项目获得国家技术发明奖一等奖。
目前,通过与企业的产学研用合作,这一成果在全国十多个省市的1000MW、600MW、300MW等级燃煤机组和中小型热电机组上实现了规模化应用,累计装机容量超过1亿千瓦,近三年应用上述发明成果新增销售109.6亿元。
何为超低排放?超低排放是指火电厂燃煤锅炉在发电运行、末端治理等过程中,采用多种污染物高效协同脱除集成系统技术使其大气污染物排放浓度达到天然气燃气轮机组标准的排放限值,即烟尘不超过5mg/m³、二氧化硫不超过35mg/m³、氮氧化物不超过50mg/m³,比《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定的燃煤锅炉重点地区特别排放限值分别下降75%、30%和50%,由浙能集团在2011年首次提出,是燃煤发电机组清洁生产水平的新标杆。
相关大气污染物排放浓度限值如下表:在国家和省部级科研项目的持续支持下,高翔研发团队和浙能集团等单位经过长期的产学研用合作,对NO x、PM、SO2、Hg、SO3等多污染物高效协同脱除技术进行了深入研究,研发了高效率、高可靠、高适应、低成本的燃煤机组超低排放关键技术——多污染物高效协同脱除超低排放系统,实现了复杂煤质和复杂工况下燃煤烟气多种污染物的超低排放,让燃煤变得更加清洁,其技术路线为:1)针对烟尘,采用低低温电除尘、湿式电除尘、高频电源等技术,实现除尘提效,排放浓度不超过5mg/m³;2)针对二氧化硫,采用增加均流提效板、提高液气比、脱硫增效环、分区控制等技术,对湿法脱硫装置进行改进,实现脱硫提效,排放浓度不超过35mg/m³;3)针对氮氧化物,采用锅炉低氮燃烧改造、SCR脱硝装置增设新型催化剂等技术,实现脱硝提效,排放浓度不超过50mg/m³;4)针对汞及其化合物,采用SCR改性催化剂技术,可使汞氧化率达到50%以上,经过吸收塔脱除后,排放浓度不超过3μg/m³;5)针对三氧化硫,采用低低温电除尘、湿式电除尘等,排放浓度不超过5mg/m³。
低低温电除尘器的应用与安装发布时间:2021-11-10T06:44:20.546Z 来源:《河南电力》2021年7期作者:胡承兵[导读] 低低温高压静电除尘器在入口温度为85℃时,除尘效率显著提高,其出口含尘浓度明显低于30mg/Nm3,这是常规电除尘远远达不到的数值。
入口温度的降低,粉尘在电场里的停留时间变长,采用高频电源后其效率得到进一步提升。
为防止采用高频电源后产生的二次扬尘问题,采用了相邻电场错峰振打技术。
胡承兵(上海电力安装第一工程有限公司)摘要:低低温高压静电除尘器在入口温度为85℃时,除尘效率显著提高,其出口含尘浓度明显低于30mg/Nm3,这是常规电除尘远远达不到的数值。
入口温度的降低,粉尘在电场里的停留时间变长,采用高频电源后其效率得到进一步提升。
为防止采用高频电源后产生的二次扬尘问题,采用了相邻电场错峰振打技术。
关键词:低低温高压静电除尘器;除尘效率;高频电源引言:大气污染问题的治理一直是一个热门问题,尤其是在火电行业。
燃煤电厂因以煤为燃烧物,其污染物的排放一直是重点监查项目。
2012年1月1日,国家质量监督检验检疫部门正式实施《火电厂大气污染物排放标准》[1](CB13223-2011),其中就明确规定烟尘排放浓度由50mg/Nm3下降到30mg/Nm3,有些重点地区甚至下降至20mg/Nm3。
生态环境部也发布了《环境空气质量标准》(GB3095-2012/XG1-2018),其中增加了对PM2.5排放浓度的规定。
这些对低低温高压静电除尘器技术的发展与应用是一大机遇。
甘肃甘肃电投常乐电厂4×1000MW(1、2号机组)工程位于甘肃省酒泉市瓜州县境内。
本工程采用了兰州电力修造厂的低低温电除尘,每台炉配套两台三室五电场高压静电除尘器,除尘器截面2X757m2,电场高度16.16m,有效长度25m,设计效率99.94%。
1、低低温高压静电除尘器技术概述低低温高压静电除尘器技术是在电除尘器及湿法烟气脱硫工艺上演变而来,在国内大型燃煤机组上已有大规模应用。
中国环保产业2014.3郦建国,郦祝海,何毓忠,赵海宝,余顺利(浙江菲达环保科技股份有限公司,浙江 诸暨 311800)摘 要:低低温电除尘技术是实现燃煤电厂节能减排的有效技术之一,可进一步扩大电除尘器的适用范围,满足新环保标准要求,并可去除烟气中大部分的SO3,此技术在国外得到了工程实践的考验,国内也正进行有益的探索和尝试,已有600MW机组的投运业绩。
文章归纳了低低温电除尘技术的发展及技术特点,分析了该技术的研究现状,列举了国内外工程应用案例,对该技术的核心问题及对策措施进行了探讨,为我国燃煤电厂低低温电除尘技术的应用和发展提供了借鉴。
关键词:低低温电除尘技术;除尘效率;燃煤电厂;节能减排;对策中图分类号:X701.2 文献标志码:A 文章编号:1006-5377(2014)03-0028-07低低温电除尘技术的研究及应用引言我国以煤炭为主的能源供应格局在未来相当长的时间内不会发生根本性改变,因此燃煤电厂污染物排放问题一直是人们关注的热点。
《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)的出台,将烟尘排放浓度限值由50mg/Nm3降至30mg/Nm3,重点地区降至20mg/Nm3,达到了与欧美发达国家同样严格的标准要求。
《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)增设了PM2.5排放浓度限值,并给出了监测实施的时间表。
鉴于中国煤种多变等特殊国情,新环保标准的实施,对电除尘技术来说,既是挑战更是机遇。
电除尘器因其具有除尘效率高、设备阻力低、处理烟气量大、运行费用低、维护工作量少且无二次污染等优点,长期以来在电力行业除尘领域占据着绝对的优势地位。
国内电除尘领域的众多专家在对国内煤种的适应性进行了研究后,认为在满足新排放标准并保证经济性的前提下,电除尘器仍有广泛的适应性。
但电除尘器的除尘效率与粉尘比电阻有很大的关系,低低温电除尘技术可大幅度降低粉尘的比电阻,避免反电晕现象,从而提高除尘效率,不但能实现低排放,当采用低温省煤器时,还可节省能耗,同时去除烟气中大部分的SO3。
该技术在日本已得到工程实践的考验。
随着我国节能减排政策执行力度的进一步加大,国内对该技术的关注度也日益增加。
1 低低温电除尘技术概述1.1 低低温电除尘技术发展历史低低温电除尘技术是从电除尘器及湿法烟气脱硫工艺演变而来[1-2]。
在日本已有近20年的应用历史。
三菱重工于1997年开始在大型燃煤火电机组中推广应用基于MGGH管式气气换热装置使烟气温度在90℃左右运行的低低温电除尘技术,已有超6500MW的业绩,在三菱重工的烟气处理系统中,低低温电除尘器出口烟尘浓度均小于30mg/Nm3,SO3浓度大部分低于3.57mg/Nm3,湿法脱硫出口烟尘浓度可达5mg/Nm3,湿式电除尘器出口烟尘浓度可达1mg/Nm3[3,20]以下。
目前日本多家电除尘器制造厂家均拥有低低温电除尘技术的工程应用案例,据不29CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 2014.3技术与工程应用Technology & Engineering Application(Hitachi)等。
1.2 低低温电除尘技术简介换热装置(MGGH)降低电除尘器入口烟气温度至酸露点温度以下,一般在90℃左右,使烟气中的大部分SO 3在低温省煤器或MGGH中冷凝形成硫酸雾,黏附在粉尘上并被碱性物质中和,大幅降低粉尘的比电阻,避免反电晕现象,从而提高除尘效率,同时去除大部分的SO 3,当采用低温省煤器时还可节省能耗。
低低温电除尘系统布置如图1所示,与传统工艺路线布置不同的是,电除尘器的上游布置了GGH热回收器。
硫系统后的再加热器,提高烟囱烟气温度,该工艺路线在日本应用非常广泛。
1.3 低低温电除尘技术特点根据在日本电厂的应用情况,与传统电除尘器相出口烟尘浓度低于30mg/Nm 3,通过湿法脱硫装置保证出口烟尘浓度小于10mg/Nm 3排放[6]。
图1 低低温电除尘系统布置图图4 粉尘比电阻与烟气温度的关系)典型系统布置图二20~30 含尘浓度(mg/m 3)比电阻(Ω·c m )101010101010烟气温度(℃)323: 8~10 vol %H O : 3.57~49.98mg /Nm SO 测试环境腐蚀率(%):实验数据2)击穿电压上升。
排烟温度降低,使电场击穿电压上升,除尘效率提高。
从以下经验公式看,排烟温度每降低10℃,电场击穿电压将上升3%[9]。
30中国环保产业 2014.3技术与工程应用Technology & Engineering Application式中: U =击—实际击穿电压(V );0U —温度为0)(tT T 时的击穿电压(V )03861.200T T t U U −=击上升温度(℃)+273(K ); 0)(t T =273K。
而在实际应用中,由于可有效避免反电晕,击穿电压有更大的上升幅度。
3)烟气量降低。
由于排烟温度降低,烟气量相应下降,电除尘电场风速降低,比集尘面积增加,有利于粉尘的捕集。
(2)可除去绝大部分SO 3电除尘器烟气温度降至酸露点以下,气态的SO 3将转化为液态的硫酸雾。
因烟气含尘浓度很高,粉尘总表面积很大,这为硫酸雾的凝结附着提供了良好的条件。
当灰硫比(D/S),即粉尘浓度(mg/Nm 3)与硫酸雾浓度(mg/Nm 3)之比大于100时,烟气中的SO 3去除率可达到95%以上,SO 3质量浓度将低于1ppm (约3.57mg/Nm 3)[4]。
日本通过实验得出燃煤电厂烟气处理系统中硫酸雾质量浓度变化趋势情况如图5所示,80℃~90℃的低低温电除尘系统除硫酸雾或SO 3效率明显高于130℃~150℃的常规电除尘系统[10]。
重,影响除尘性能。
图6表示了烟气温度与ESP除尘效率的关系及ESP出口烟尘浓度的构成。
从图6可以看出,常规电除尘器中排放的烟尘主要是未能捕集的一次粒子,而低低温电除尘器中二次扬尘部分是主体,未采取特别对策的低低温电除尘器的二次扬尘主要由振打再飞散粉尘组成,而未能捕集的一次粒子仅仅占很小一部分。
低低温电除尘器如不对二次扬尘采取针对性的措施,烟尘排放量将会超过常规电除尘器,但在采取特别对策后,烟尘排放浓度可大幅降低[6]。
(3)当采用低温省煤器时,节能效果明显对1台1000MW机组低低温电除尘系统的节能效进行果计算分析,烟气温度降低30℃,可回收热量1.64×108kJ/h (相当于1.2吨标煤/h ),节约湿式脱硫系统水耗量70t/h,同时,烟气温度降低后,实际烟气量大大减少,这不仅可以降低下游设备规格,而且可使风机(IDF)的电耗约减少10%,脱硫系统用电量由原来的1.3%减小到1.0%[4,6,11]。
(4)二次扬尘加剧粉尘比电阻的降低会削弱捕集到阳极板上的粉尘静电黏附力,从而导致二次扬尘现象比常规电除尘器严图5 硫酸雾浓度变化趋势烟气温度与ESP除尘效率ESP出口烟尘浓度的构成图6 烟气温度与ESP除尘效率及ESP出口烟气浓度的构成2 低低温电除尘技术研究现状2.1 低温腐蚀问题由于烟气温度在MGGH中被降低至90℃左右,低于31CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 2014.3技术与工程应用Technology & Engineering Application题,有日本学者的研究结果显示,合适的ESP入口粉尘浓度可以保证SO 3凝聚在粉尘表面,不会发生设备腐蚀[13]。
三菱重工的研究结果显示当灰硫比大于10时,腐蚀率几乎为零(如图7a所示),三菱重工已交付的火电厂的低低温电除尘器灰硫比一般远大于100,都没有低温腐蚀问题[4]。
美国南方电力公司也通过灰硫比来评价腐蚀程度(如图7b所示)[14],当低低温电除尘器采用含硫量为2.5%的燃煤时,灰硫比在50~100之间可避免腐蚀,当采用含硫量更高的燃煤时,为避免腐蚀,灰硫比应大于200。
高,其对应的酸露点温度就越高,发生腐蚀的风险会增加。
低低温电除尘器对高硫煤的腐蚀情况还有待进一步研究[16-18]。
常陆那珂电厂将高硫煤和次烟煤等混合后燃用,在一定程度上解决了高硫煤低温腐蚀问题。
总之,低低温电除尘器一般不存在腐蚀问题,但对高硫煤工况尚未见工程应用。
2.2 二次扬尘问题在低低温电除尘系统中,二次扬尘会对烟尘排放起决定性的作用,应采用防止二次扬尘的措施。
现有的措施有:1)采用离线振打技术。
在振打时关断该通道的气流,也可配合断电振打来提升极板的清洁效果(如图8所示),三菱重工主要采用这种技术。
2)采用移动电极电除尘技术[11] ,日立主要采用这种技术。
3)出口封头内设置收尘板式的出口气流分布板,使部分来不及捕集或二次飞扬的粉尘进行再次捕集[7-8]。
a.灰硫比(D/S)与腐蚀率的关系b.美国某项目评价腐蚀方法比电阻(Ω·c m )1010101010烟气温度(℃)323: 8~10 vol %H O : 3.57~49.98mg /Nm SO 测试环境1614121086420灰硫比(D/S )腐蚀率(%):实验数据采用离线振打技术增大了电除尘器尺寸,增加了成本和结构的复杂性,需要对隔离门进行维护,当一个室因振打而关闭时会破坏正常的气流[13,19,20]。
2.3 灰斗堵塞问题[7]。
国外低低温电除尘技术已有近20年的应用历史,投运业绩超过20个电厂,机组容量累计超15,000MW,国外的试验。
日本各电厂的燃煤稳定,因此其酸露点温度也较稳定。
由于燃煤含硫量越高,烟气中的SO 3浓度越32中国环保产业 2014.3技术与工程应用Technology & Engineering Application投运情况为低低温电除尘技术的国内应用提供了借鉴。
国内在2010年开始加大该技术研发,目前已有600MW 机组投运业绩。
3.1 石川岛播磨(IHI)的常陆那珂1号机组石川岛播磨(IHI)的常陆那珂1号机组1000MW燃煤电厂2003年12月投运,热回收器从烟气中吸收相当于发电量的3%~5%的热量[16,21],其工艺流程为:含有高浓度粉尘和SO 3的烟气通过空气预热器将烟气温度从370℃降到138℃,通过MGGH将烟气温度降至92℃,然后进入低低温电除尘器,出口烟尘浓度为30mg/Nm 3,出口烟气温度90℃,除尘效率为99.8%。
脱硫装置出口SO 3浓度111mg/Nm 3、塔内流速4.0m/s、石膏纯度在95%以上、石膏含水率在10wt%以下,为了使脱硫装置出口烟气温度达到酸露点以上,符合日本烟气排放的温度标准,通过烟气再加热器将温度升高到90℃左右,烟尘排放浓度小于8.0mg/Nm 3且避免了对下游设备的腐蚀 [16,17,21]。