超低排放湿式电除尘器方案的比较

2017-10-19 14:42:51 山东保蓝烟气脱白



超低排放湿式电除尘器方案的比较
 
 
 
司徒有功

(大唐南京发电厂,江苏 南京 210059)

 


目录
1湿式除尘器的方案比较 -------------------------------------------------------1
1.1柔性电极湿式电除尘技术 ---------------------------------------------------2
1.2金属电极湿式电除尘技术 ---------------------------------------------------2
1.3导电玻璃钢电极湿式电除尘技术 --------------------------------------------3
1.4湿式电除尘技术方案的比较 ------------------------------------------------4
2立式玻璃钢结构湿式静电除尘器结构特点 ------------------------------------5
2.1阳极系统(沉淀极) --------------------------------------------------------5
2.2阴极系统(电晕线) --------------------------------------------------------6
2.3供电电源 ---------------------------------------------------------------------6
2.4间断冲洗系统-----------------------------------------------------------------6
2.5电场设计 ---------------------------------------------------------------------6
3结束语 --------------------------------------------------------------------------7

【摘要】降低污染物排放量,国内燃煤发电机组开始了新一轮环保改造。介绍了目前所用湿式电除尘器的3种类型,即柔性电极湿式电除尘、金属电极湿式电除尘和导电玻璃钢电极湿式电除尘的工作原理和技术特点,并进一步阐述了立式玻璃钢结构湿式除尘器的结构形式和特点,对燃煤发电机组超低排放改造增加湿式除尘器的方案选择具有一定的参考价值。
关键词湿式除尘器;立式玻璃钢结构湿式除尘器;沉淀极;电晕线;超低粉尘检测
        国家环保部为降低燃煤发电机组污染物排放量,联合发改委、国家能源局下发了关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》的通知,要求到2020年,现役600MW及以上燃煤机组、东部地区300MW及以上公用燃煤发电机组、100MW以上自备燃煤发电机组及其他有条件的燃煤发电机组,改造后大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值。
       排放限值为:SO2≤35mg/m3,NOx≤50mg/m3,烟尘≤10mg/m3(标准状态下,下同)。火电厂目前配置的烟尘处理装置是为了满足国家环境保护部颁布的《关于执行大气污染物特别排放限值的公告》(公告2013年第14号)[1]的要求,电除尘前加低温省煤器、在静电除尘上增加高频电源、增加旋转电极、增加布袋除尘器等方案很难实现烟尘≤10mg/m3的目标。
       文中介绍了3种湿式电除尘技术,并从性能、可靠性和除尘效果等方面进行了比较,着重介绍了立式玻璃钢结构湿式除尘器。

1湿式除尘器的方案比较

       在目前国内外的湿式电除尘器技术中,主要的差别在于阳极板材质的选取。该设备处理的对象为含大量游离水的饱和湿烟气,在工作过程中存在电化学腐蚀、电位差腐蚀、低温腐蚀等,因此阳极板的选取和工作状态至关重要。
主要的湿式静电除尘器的类型或技术流派有3种:柔性电极湿式电除尘、金属电极湿式电除尘和导电玻璃钢电极湿式电除尘。

1.1柔性电极湿式电除尘技术

        柔性电极湿式除尘器是利用静电除尘原理,采用新型耐酸碱腐蚀性优良的柔性纤维材料,强化超细颗粒物高效收集与彻底清灰,实现燃煤脱硫烟气清洁达标排放。
阳极板采用耐酸碱腐蚀柔性纤维织物,正常运行耗水量为零。阴极线采用铅锑合金芒刺线,耐腐蚀,广泛适用于饱和湿烟气环境。柔性电极湿式除尘器的指标如下:粉尘去除率(含石膏):≥70%;SO3去除率:≥20%;雾滴含量:低于20mg/m3;系统阻力:200~400Pa。
       此类型湿式电除尘器已在国电益阳300MW机组、国电荥阳600MW机组等工程中投运,从运行情况看除尘效果基本达到粉尘浓度设计值。柔性电极湿式除尘器的电压稳定性、抗腐蚀能力等还需进一步提升。

1.2金属电极湿式电除尘技术

       金属电极湿式电除尘器运行的3个阶段与干式电除尘器相同:荷电、收集和清灰。喷淋水在湿式静电除尘器下部的灰斗收集后,自流至循环水箱用于喷淋。在灰斗中收集的喷淋水不仅含有灰尘,还溶解了烟气中的SO3和从烟气脱硫(FGD)携带的水滴,因此pH值将呈酸性,为降低腐蚀性,需加入NaOH以提高pH值。
       NaOH的加入量将根据循环水箱中的pH值调节。金属电极湿式除尘器的指标如下:粉尘去除率(含石膏):≥70%;SO3去除率:≥20%;雾滴含量:低于100mg/m3;系统阻力:300Pa。
此类型湿式电除尘器已经在国内的华电淄博300MW、嘉兴电厂1000MW等工程中应用。金属电极湿式除尘器阳极板的腐蚀是一个致命弱点,一旦碱性水膜消失(如喷嘴堵塞),腐蚀将无法避免。同时,不间断的喷水增加了烟气的湿度,在湿式电除尘后增加烟气升温装置也必不可少。

1.3导电玻璃钢电极湿式电除尘技术

       导电玻璃钢电极湿式电除尘收尘(雾)是使含尘(雾)气体通过高压直流4个过程:(1)气体电离;(2)颗粒荷电;(3)荷电烟尘(雾)运动;(4)荷电颗粒放电。导电玻璃钢电除雾器主要由以下部分组成:上壳体、集尘极室、中下壳体、绝缘子室、阴极系统及内部冲洗装置。其结构如图1所示。
 
       导电玻璃钢阳极板,蜂窝结构,具有收尘面积大、荷电均匀、长寿命等特点。玻璃钢电除雾器本体、阳极管组等的材料为碳纤维增强复合塑料,阴极线材料为钛合金。CF是一种力学性能优异的新材料,它的密度不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000MPa亦高于钢。
       因此CF的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000MPa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59MPa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。导电玻璃钢电极湿式除尘器的指标如下:粉尘去除率(含石膏):≥80%;SO3去除率:≥20%;雾滴含量:不高于20mg/m3;系统阻力:300~400Pa。
       目前,导电玻璃钢电极湿式除尘器已在国电都匀福泉电厂的600MW机组中、国电苏龙电厂、宿迁电厂投运,国电泰州电厂、大唐南京电厂等正在施工中。


(来源:江苏电机工程 司徒有功)

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