何毓忠，何海濤，胡露鈞，周岳鋒

（浙江菲達環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆憬?諸暨 311800）

低低溫電除塵技術的工程應用

何毓忠，何海濤，胡露鈞，周岳鋒

（浙江菲達環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，浙江 諸暨 311800）

結(jié)合華能長興電廠660MW高效超超臨界機組低低溫電除塵技術的成功應用案例，介紹了低低溫電除塵器的工作原理及技術特點、技術方案、提效措施等熱點問題，對低低溫電除塵技術的應用進行了總結(jié)，為將來類似工程建設積累了經(jīng)驗，提供了示范和指導。

低低溫電除塵技術；提效措施；工程應用

引言

我國大氣環(huán)境形勢日益嚴峻，環(huán)保要求日趨嚴格。2014年9月12日，國家發(fā)展改革委、環(huán) 境 保 護 部、國 家 能 源 局聯(lián)合發(fā)布《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014～2020年）》，要求東部十一省新建燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值。這表明通過新技術、新工藝、新路線達到超低排放的要求，是火電行業(yè)迫在眉睫的一道課題。在此背景下，低低溫電除塵技術的研發(fā)及推廣得到了政府部門的高度重視，國家科技部、環(huán)保部等部門在政策、項目和資金上給予大力支持，國內(nèi)環(huán)保企業(yè)聯(lián)合大專院校與燃煤電廠，也加大了對這些技術的研發(fā)、推廣力度。國內(nèi)現(xiàn)已通過自主研發(fā)、技術引進或成立合資公司的方式在該技術上取得了較大突破，掌握了其核心技術，并在華能長興電廠等工程項目中成功應用。

1 低低溫電除塵器的的原理及技術特點

1.1 除塵效率高

低低溫電除塵技術是指通過熱回收器降低電除塵器入口煙氣溫度至酸露點以下（一般在90℃左右），使煙氣中的大部分SO3在熱回收器中冷凝成硫酸霧并黏附在粉塵表面，粉塵性質(zhì)發(fā)生很大變化，比電阻大幅下降，從而避免了反電暈現(xiàn)象，同時由于煙氣溫度降低致使煙氣量下降，電除塵器電場內(nèi)煙氣流速降低，增加了粉塵在電場的停留時間，比集塵面積提高，除塵效率得以較大幅度的提高。

1.2 去除煙氣中大部分SO3

由于入口煙氣溫度降至酸露點以下，氣態(tài)的SO3將轉(zhuǎn)化為液態(tài)的硫酸霧，因煙氣含塵濃度高，粉塵總表面積很大，為硫酸霧的凝結(jié)附著提供了良好的條件。相關研究表明低低溫電除塵技術對于SO3的去除率至少在80%以上，最高可達95%以上，是目前SO3去除率最高的煙氣處理設備。

1.3 提高濕法脫硫裝置協(xié)同除塵效果

日立公司對低低溫電除塵器與常規(guī)電除塵器出口粉塵粒徑、電除塵器出口煙塵濃度與脫硫系統(tǒng)出口煙塵濃度關系作了研究，研究表明低低溫電除塵器出口粉塵平均粒徑在3μm左右，明顯大于常規(guī)電除塵器，當采用低低溫電除塵技術時，可有效提高濕法脫硫裝置協(xié)同除塵效果，脫硫出口煙塵濃度明顯降低。

1.4 節(jié)能效果明顯

低低溫電除塵技術節(jié)能效果明顯，有研究表明，以1臺1000MW機組低低溫系統(tǒng)為例，煙氣溫度降低30℃，可回收熱量1.64×108kJ/h（相當于1.2t標煤/h）；可節(jié)約濕法脫硫系統(tǒng)水耗量；煙氣溫度降低后，實際煙氣量大大減少，可降低下游設備規(guī)格，風機的電耗減小，脫硫系統(tǒng)用電量減小。

1.5 二次揚塵有所增加

由于粉塵比電阻的降低會削弱捕集到陽極板上的粉塵的靜電黏附力，從而導致低低溫電除塵器的二次揚塵現(xiàn)象比常規(guī)電除塵技術有所增加，使得除塵性能有所下降。二次揚塵形成原因如圖1所示。

圖1 低低溫電除塵器二次揚塵形成原因

2 華能長興電廠660MW機組超低排放的技術方案

2.1 華能長興電廠工程概況

華能長興電廠“上大壓小”工程是在關?，F(xiàn)有的兩臺老機組（125MW + 135MW）的基礎上，利用浙江省內(nèi)關停的小火電機組發(fā)電容量，新建2×660MW超超臨界燃煤發(fā)電機組，同步建設煙氣脫硫、脫硝裝置，并留有擴建條件。

2.2 華能長興電廠超低排放技術路線

隨著《浙江省大氣污染防治行動計劃（2013～2017年）》的出臺，華能長興電廠需要實現(xiàn)最終煙塵排放小于5mg/Nm3的設計值。長興電廠根據(jù)經(jīng)濟性及技術合理性分析，最終確定采用以低低溫電除塵技術為核心的煙氣協(xié)同治理技術路線（如圖2所示）。該技術路線通過低低溫電除塵器有效降低除塵器出口的煙塵濃度，同時借助了高效濕法脫硫技術。該技術由于采用了漿液洗滌的氣液接觸方式，不但具有良好的脫硫功能，而且具有一定的除塵功能，可將從電除塵器逸出的顆粒物進行二次捕集，從而降低煙塵排放濃度，達到協(xié)同治理的效果。

經(jīng)脫硫廠家論證，在下列條件下該項目的脫硫裝置出口煙塵濃度可達到5mg/Nm3甚至更低：1）采用低低溫電除塵技術。煙氣經(jīng)熱回收器后溫度降到90℃，從而降低飛灰比電阻，在高效濕法脫硫裝置前端采用低低溫電除塵器，確保高效濕法脫硫裝置入口煙塵濃度為15mg/Nm3以下，出口煙塵濃度控制在≤5mg/Nm3；2）提高噴嘴壓力，降低漿液霧化粒徑，噴嘴更換為高效雙頭噴嘴；3）更換華能長興工程原設計除霧器。

除上述條件外，保證脫硫裝置高效除塵的其他技術措施有：增加吸收塔周邊噴嘴流量及密度，保證噴淋層噴嘴的覆蓋率和優(yōu)化覆蓋均勻度，設置托盤，設置塔壁增效環(huán)，進行煙氣流場CFD模擬以及確保除霧器的沖洗等。

圖2 以低低溫電除塵技術為核心的煙氣協(xié)同治理技術路線

3 華能長興電廠低低溫電除塵器設計相關措施

3.1 確定入口煙氣溫度及除塵器型號

采用前蘇聯(lián)公式對華能長興電廠2×660MW機組低低溫電除塵器的酸露點進行計算，設計煤種與校核煤種1的酸露點值分別為98.87℃、96.82℃，考慮到低低溫電除塵器入口煙氣溫度應低于酸露點溫度，一般為90℃±5℃，確定長興電廠入口煙氣溫度為90℃。

通過專家評審，結(jié)合企業(yè)在電除塵器設計制造方面多年來積累的經(jīng)驗以及相關選型程序的計算結(jié)果，確定長興電廠低低溫電除塵器采用雙室5電場。

3.2 防止低溫腐蝕

（1）灰斗部分

由于電除塵器灰斗需要一定時間的存灰，因此，灰斗是電除塵器防腐的重點之一，主要措施有：1）提高材料的防腐等級，灰斗板采用防腐材料；2）采用效果更可靠、均勻的蒸汽加熱方式。加熱面積達整個灰斗高度的2/3；3）在灰斗外表面設置更可靠的保溫層，保持灰斗溫度。

（2）人孔門

人孔門防腐措施如下：1）所有人孔門均采用雙層密封結(jié)構(gòu)，整體組裝出廠，確保關啟嚴密；2）在采用常用雙層結(jié)構(gòu)人孔門及硅橡膠玻纖密封條基礎上，內(nèi)門在煙氣接觸面采用不銹鋼材料；3）每個人孔門周圍約1米范圍內(nèi)的殼體板都采用耐腐蝕鋼板。

3.3 防止絕緣子結(jié)露

絕緣子設有加熱裝置及強制熱風吹掃系統(tǒng)。絕緣瓷件的保溫規(guī)格與常規(guī)設計基本相同，但絕緣子室需要更有效地加熱，并需對絕緣子室設置熱風吹掃系統(tǒng)以保證絕緣瓷件內(nèi)壁干凈不沾灰。

3.4 防止灰斗堵灰

為防止灰斗堵灰采取了相應措施，主要包括：灰斗斜壁與水平面的夾角不小于65°?；叶肪哂辛己玫谋卮胧?，在灰斗下部2/3區(qū)域內(nèi)設置蒸汽加熱器，外層敷設保溫。在第一電場每個灰斗的適當位置增設手動緊急出灰裝置，必要時采取強制排灰?；叶吩O有防止灰斗內(nèi)灰結(jié)拱的氣化裝置，每個灰斗設有兩個灰斗氣化板并對稱布置。

3.5 降低漏風率

漏風主要產(chǎn)生于殼體的現(xiàn)場拼接焊縫和孔、洞、門處，長興項目的低低溫電除塵器通過以下幾個方面有效控制漏風：1）陰極振打采用頂部傳動側(cè)面機械振打方式，每一個電場只有一個穿墻絕緣點，可最大限度地減少電除塵器的孔、洞數(shù)量，絕緣性能好、漏風少；2）殼體在運輸可能條件下盡量在廠內(nèi)拼接成大件，以減少現(xiàn)場的拼接焊縫；3）所有人孔門均采用雙層密封結(jié)構(gòu)，整體組裝出廠，確保關啟嚴密。

3.6 防治二次揚塵

由于煙氣溫度的降低，煙塵比電阻下降，煙塵黏附力有所降低，二次揚塵會適當增加，為防止二次揚塵可采用下述措施之一：1）適當增加電除塵器容量，即通過加大流通面積，降低煙氣流速，設置合適的電場數(shù)量來控制二次揚塵；2）當需控制電場數(shù)量時，可采用旋轉(zhuǎn)電極式電除塵技術或離線振打技術。

在采取上述措施的同時還應注意：1）設置合理的振打周期；2）設置合理的振打制度：末電場各室不同時振打；最后2個電場不同時振打；末電場陰、陽極不同時振打。

針對長興電廠的實際情況，根據(jù)選型計算，如不考慮二次揚塵，低低溫電除塵器一般3～4個電場即可滿足排放要求。當?shù)偷蜏仉姵龎m器采用5電場時，相對較多的電場可加大對二次揚塵的再次吸收，從而在合理減少二次揚塵的同時，避免由于采取旋轉(zhuǎn)電極式電除塵技術和離線振打技術而帶來的系統(tǒng)復雜、相對更容易引起故障的難題。同時對于低低溫電除塵器振打引起的二次揚塵，通過控制或調(diào)整末電場的振打，制定出合理的振打制度和振打邏輯，從而最大限度的減少和避免二次揚塵。

4 長興電廠低低溫電除塵器運行情況

華能長興電廠2×660MW機組每臺爐配套2臺雙室5電場低低溫電除塵器，設計煙氣溫度90℃，于2014年11月安裝完畢并試運行，2014年12月投入使用，經(jīng)初步測試，電除塵器出口煙塵濃度約為12mg/m3，經(jīng)濕法脫硫后，出口煙塵排放約為3.5mg/m3，濕法脫硫協(xié)同除塵效果約70%，達到了超低排放對粉塵的要求。

5 結(jié)語

隨著以低低溫電除塵技術為核心的煙氣協(xié)同治理技術路線越來越受到如華能國際、浙能等業(yè)主的廣泛關注和推崇，低低溫電除塵技術得到了極大的肯定，其具有除塵效率高、SO3去除率可達90%以上、當采用熱回收器時還具有節(jié)能效果等一系列優(yōu)點。該技術可作為環(huán)保型燃煤電廠的首選除塵工藝，也可與其它成熟技術優(yōu)化組合，應用前景十分廣闊。

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Engineering Application of Electric Precipitation Technology with Low-low Temperature

HE Yu-zhong, HE Hai-tao, HU Lu-jun, ZHOU Yue-feng

X701

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：1006-5377（2016）04-0022-03