單永華，劉海斌，張春輝，李富成，邴玉良

（1.國(guó)家能源集團(tuán)岳陽(yáng)發(fā)電有限公司，湖南 岳陽(yáng) 414100；2.國(guó)能清遠(yuǎn)發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 英德 513052；3.國(guó)能（福州）熱電有限公司，福建 福清 350309；4.浙江浙能中煤舟山煤電有限責(zé)任公司，浙江 舟山 316131；5.長(zhǎng)安石門(mén)發(fā)電有限公司，湖南 常德 415300）

1 設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件

（1）鍋爐規(guī)范。1000MW超超臨界參數(shù)直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、單切圓燃燒方式，塔式鍋爐。最大連續(xù)蒸發(fā)量3119t/h。鍋爐保證熱效率（BRL，空預(yù)器旁路煙道余熱利用方案投運(yùn)時(shí))：95.02%。（2）鍋爐(BMCR)燃煤量：357.21t/h（設(shè)計(jì)煤種）/399.23t/h（校核煤種）。（3）燃燒器直流式，四角切圓布置，每臺(tái)鍋爐共48只燃燒器（32只為直流式燃燒器，16只為等離子點(diǎn)火燃燒器），每臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)2層共計(jì)8只燃燒器。每臺(tái)爐配置2臺(tái)四分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。理論空氣量（干空氣）6.008Nm3/kg（設(shè)計(jì)煤種）/5.285Nm3/kg（校核煤種）。爐膛出口過(guò)?？諝庀禂?shù)1.15。鍋爐采用定-滑-定運(yùn)行或定-滑運(yùn)行的方式。鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷為19 %B-MCR。（4）中速磨煤機(jī)冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)。每臺(tái)爐配6臺(tái)中速磨，燃燒設(shè)計(jì)煤種時(shí)為5運(yùn)1備，燃燒校核煤種時(shí)為6臺(tái)運(yùn)行，采用氣力輸送除灰方式。（5）動(dòng)葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)。（6）脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝；脫硝系統(tǒng)采用SCR脫硝工藝，脫硝還原劑采用尿素水解制氨。（7）工程以活雞兔礦區(qū)煙煤作為設(shè)計(jì)煤種，布爾臺(tái)礦區(qū)煙煤作為校核煤種。

2 技術(shù)要求

2.1 參數(shù)、容量/能力

（1）臥式三室五電場(chǎng)靜電除塵器，前三個(gè)電場(chǎng)采用高頻電源，后兩個(gè)電場(chǎng)采用脈沖電源。（2）每臺(tái)鍋爐配2臺(tái)靜電除塵器，每臺(tái)除塵器應(yīng)按鍋爐燃用設(shè)計(jì)煤種BMCR工況進(jìn)口煙氣量考慮10 %的富裕和15℃溫度裕量。（3）基于表1的選型煙氣參數(shù)，除塵器保證效率：≥99.96%；且除塵器出口含塵濃度≤10mg/Nm3（標(biāo)態(tài)，干煙氣，過(guò)量空氣系數(shù)1.4）。本體阻力≤250Pa，漏風(fēng)率≤2%，氣流均布系數(shù)＜0.13。比集塵面積≥135 m2/m3/s，電場(chǎng)煙氣流速≤0.85m/s。（4）每臺(tái)除塵器灰斗數(shù)量30個(gè)，灰斗下法蘭標(biāo)高4.0m。每臺(tái)爐兩臺(tái)除塵器的寬度不得大于107m(含樓梯平臺(tái))，第一排鋼柱到最后一排鋼柱的距離小于32m。（5）陰極線(xiàn)振打加速度＞80g，陽(yáng)極板振打加速度＞150g。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)溫度為300℃。

表1 低溫電除塵器入口煙氣參數(shù)（單臺(tái)爐，選型工況，低溫省煤器不投運(yùn)時(shí)）

2.2 性能要求

（1）一個(gè)供電區(qū)不工作（對(duì)于小分區(qū)供電方式：一個(gè)供電區(qū)不工作相當(dāng)于2個(gè)小分區(qū)。（2）除塵效率不以修正曲線(xiàn)進(jìn)行修正的結(jié)果為依據(jù)，應(yīng)以實(shí)測(cè)的結(jié)果為依據(jù)。不能以煙氣調(diào)質(zhì)劑作為性能保證的條件。不得把設(shè)備進(jìn)口粉塵粒徑分布定為性能保證的一個(gè)條件。

2.3 結(jié)構(gòu)要求/系統(tǒng)配置要求

除塵器本體：（1）基本要求：1）每臺(tái)除塵器的進(jìn)口都配備多孔板和迷宮式均流收塵裝置，均要求均布?xì)饬骱?5%收塵效率，阻力設(shè)計(jì)＜150Pa。技術(shù)要求如下：①多孔板+迷宮式均流收塵裝置，具有均化煙氣流場(chǎng)和粉塵收集功能。②多孔板和迷宮式收塵裝置的開(kāi)孔率需根據(jù)CFD模擬結(jié)果確定，保證氣流均勻進(jìn)入電場(chǎng)，流場(chǎng)均勻性系數(shù)小于0.13。③迷宮式收塵裝置單塊結(jié)構(gòu)為“W”型百葉孔板，單件展開(kāi)寬度1250mm，進(jìn)口均流收塵裝置面積13500m2。螺栓固定連接，耐磨耐腐蝕材料，整體沖軋而成，長(zhǎng)度和寬度方向不允許拼接；④每個(gè)喇叭配振打清灰裝置（不少于8個(gè)振打點(diǎn)），振打頻率及強(qiáng)度可調(diào)。⑤不得改變進(jìn)口喇叭結(jié)構(gòu)，在壽命周期內(nèi)不發(fā)生磨損，不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。2）每臺(tái)除塵器的出口喇叭都需配備防止二次揚(yáng)塵的抑塵收集裝置，技術(shù)要求如下：①抑塵裝置具有捕捉微細(xì)粉塵能力，能夠有效抑制電場(chǎng)振打時(shí)產(chǎn)生的二次飛揚(yáng)。②出口喇叭處全截面均勻布置。裝置結(jié)構(gòu)阻力小，每臺(tái)爐2臺(tái)除塵器的出口喇叭的收塵表面積不小于15000m2，材質(zhì)不銹鋼。③抑塵裝置單個(gè)模塊不允許拼接，裝置模塊包邊采用不銹鋼材料。④出口喇叭段阻力小于50Pa。⑤振打點(diǎn)要求不少于20個(gè)，程序控制、振打頻率及振打力度可調(diào)。

（2）陽(yáng)極板和陰極線(xiàn)。陽(yáng)極板的厚度不應(yīng)小于1.5mm材質(zhì)采用SPCC，公差應(yīng)符合DL/T514-2017《電除塵器》的有關(guān)規(guī)定。所有陽(yáng)極板和陰極線(xiàn)框架均應(yīng)鉛垂安裝，應(yīng)有防止其擺動(dòng)的措施。采用技術(shù)成熟、先進(jìn)的振打技術(shù)，陰陽(yáng)極框架均自由懸掛，陽(yáng)極在垂直于氣流方向每個(gè)室前后設(shè)有限位裝置。應(yīng)有措施使低負(fù)荷時(shí)，絕緣子不致結(jié)露和積灰。根據(jù)入口煙氣濃度、粉塵比電阻、灰分中氧化鈣、灰的黏性等特點(diǎn)，合理選擇極配形式。

（3）第一、五電場(chǎng)采用整體式芒刺線(xiàn)，陰極線(xiàn)放電端采用316L，陰極線(xiàn)應(yīng)設(shè)有斷線(xiàn)防短路設(shè)計(jì)。第二、三、四電場(chǎng)采用放電+輔助陰極收塵裝置，輔助陰極收塵裝置技術(shù)要求如下：①第二、三、四電場(chǎng)采用放電+輔助陰極收塵裝置，放電芒刺、收塵體為一體沖軋制造，耦合焊接成形，中心設(shè)骨架，具有收塵功能且不影響放電，能實(shí)現(xiàn)對(duì)正電荷粉塵的收集；②雙層耦合結(jié)構(gòu)，中心圓管直徑不大于φ38mm，扭曲度不超過(guò)0.8/1000。每根線(xiàn)的正反兩側(cè)，分別配置配兩排四齒芒刺，刺的上下間距不大于100mm，刺排水平間距不大于160mm，各芒刺尖端平面度不超過(guò)4mm；③收塵體展開(kāi)寬度不小于240mm，不大于300mm，總長(zhǎng)度與極板長(zhǎng)度相當(dāng)；材料要求：冷連軋?zhí)妓劁摚⊿PCC）及以上等級(jí)材料，中心骨架Q235,管徑不超過(guò)50mm,壁厚不小于1.5mm；④陰極收塵裝置的透氣率根據(jù)粉塵粒徑、濃度等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)整，保證氣流流場(chǎng)均勻性；⑤陰極收塵裝置與陽(yáng)極板吊掛或極板保持大于200mm的安全放電距離；⑥清灰裝置可采用機(jī)械振打、電磁振打等形式，清灰裝置應(yīng)全覆蓋；⑦陰極收塵裝置在壽命周期內(nèi)不發(fā)生磨損，不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度減弱。

2.4 技術(shù)數(shù)據(jù)表（表2）

3 結(jié)語(yǔ)

電除塵器傳統(tǒng)多依奇效率公式：

式中，A為總集塵極面積，m2；Q為煙氣流量，m3/s；ω為粒子驅(qū)進(jìn)速度，ms；f為比集塵面積，m2.s/m3；f=A/Q,即1s凈化1m3煙氣所需要的集塵面積。

多依奇公式可以幫助我們選型得到電除塵器收塵面積，但是該面積的有效性，還與多依奇公式成立的幾個(gè)假設(shè)條件有關(guān)。在公式推導(dǎo)的過(guò)程中多依奇（Deutsch)做出了一些基本假設(shè)，主要有：（1）電場(chǎng)空間的任何斷面上粉塵濃度都是均勻的（這對(duì)流場(chǎng)均勻性提出很高要求）；（2）除塵器壁邊界層以外的氣流速度都是均勻的，同時(shí)不影響塵粒的趨近速度；（3）塵粒一旦進(jìn)入除塵器電場(chǎng)空間就認(rèn)為已經(jīng)完全荷電；（4）集塵集（陽(yáng)極）表面附近塵粒的趨近速度與氣流速度相比是很小的，且對(duì)所有塵粒都為一常數(shù)；（5）不考慮沖刷、二次飛揚(yáng)、反電暈和塵粒凝聚等因素的影響。這些假設(shè)條件是多依奇效率公式成立的前提條件，這些條件的理想化程度決定了ω（粒子驅(qū)進(jìn)速讀）的大小，我們?cè)趯?duì)電除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)收塵面積A可以很好地保證，但是，對(duì)這些假設(shè)的理想條件往往被忽略了。根據(jù)相關(guān)參數(shù)計(jì)算電除塵器所需集塵極板面積為：

多依奇效率公式里的收塵面積傳統(tǒng)認(rèn)知是指陽(yáng)極板的收塵面積，陰極收塵面積并未計(jì)入，因?yàn)檎x子的客觀存在、對(duì)超低排放要求、受電場(chǎng)數(shù)的局限，正電荷粉塵不能忽視意味著要陰極收塵應(yīng)充分重視。某種意義上說(shuō)，增加陰極收塵面積等效于增加陽(yáng)極收塵面積，同時(shí)還有節(jié)能的效果（減少正離子粉塵與負(fù)電荷粉塵中和的機(jī)會(huì)）。進(jìn)、出口喇叭的均流收塵裝置就是為了優(yōu)化氣流流場(chǎng)，對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行充分格式化，同時(shí)具備增加輔助收塵面積、團(tuán)聚小顆粒粉塵、抑制二次揚(yáng)塵、降低后續(xù)電場(chǎng)處理粉塵量的實(shí)際功能。進(jìn)、出口均流收塵裝置及陰極收塵面積如何折算計(jì)入多依奇公式，需要大量數(shù)據(jù)積累、比對(duì)，才能得出可靠性較高的結(jié)論。