关于湿式除尘器调研报告.doc

关于湿式除尘器调研和技术交流报告 2013年12月16日2013年12月27日根据“湿式电除尘器环保改造示范工程”工作小组第一次会议纪要的安排，为使“湿式电除尘器环保改造示范工程”工作小组各成员对国内已经投入使用、已经签约或在建的湿式电除尘器项目情况能进行充分的实地考察调研，进一步了解目前国内拥有湿式电除尘器改造技术的研发、生产单位情况，包括其拥有的技术状况、技术水平、在建项目以及已完成项目的使用情况等，经集团公司各级领导批准，在2013年12月16日2013年12月27日赴山东省济南市华能济南黄台发电厂、莱芜市莱城发电厂、淄博市华电淄博热电有限公司（第一组）、九江电厂、益阳电厂（第二组）、浙能中煤六横电厂、神华国华舟山电厂、上海长兴岛第二发电厂、上海和衡能源科技发展有限公司、南京通用电气有限公司（第三组）等进行考察调研。现将具体情况总结如下：一、华能济南黄台发电厂 华能济南黄台发电有限公司位于山东省济南市东部，是华能山东发电有限公司全资企业，目前运行2台33万千瓦机组和2台35万千瓦机组，总供热抽汽约900吨/小时，是济南市电压支撑点和最大的热源厂。本次湿式电除尘改造项目是该厂为适应2014年7月开始执行的火电厂大气污染物排放标准中烟尘排放20mg/Nm3的环保新规而与西安热工院进行合作，在其#8炉33万千瓦机组上进行的一项示范性工程项目。黄台电厂#8炉原有由菲达公司建造的双列双室四电场静电除尘设备，采用的是日本三菱重工的静电除尘技术，其出口值约为80 150mg/Nm3；本次湿式电除尘改造的目标出口烟尘值为10mg/Nm3。其设计通烟气量为138万m3/h，总收尘面积为8220m2，烟气流速为3.12m/s，同极间距为350mm，阴极线共1116条，每条长约6m，总投资约3千万元。+据黄台电厂负责人介绍，为了使这项改造尽可能的不影响电厂的正常生产，他们在正式安装湿式电除尘设备前用了将近一个月的时间建造了一条旁路烟道，以保证改造期间的生产运行。本次改造项目不拆除原有的静电除尘设备，将湿式电除尘设备安装在GGH前，直接架设于脱硫设备的上方。大小约为12米12米9米（长宽高），约200300吨重。烟气采用“上进下出”的方式通过湿式电除尘器，采用蜂窝状阳极板和芒刺状的阴极线，阳极板机体采用玻璃钢材料，在玻璃钢上再贴上一层碳纤维以利于防腐、导电，阴极线采用铅合金材料，具有耐腐蚀性。阴极线框架上方布置喷水管道，管道上根据总收尘面积安装具有防腐耐磨特性的喷嘴，喷嘴能形成扇形水流（非雾状），对阴阳极进行分区冲洗。根据西安热工院实验时的数据为23天进行一次冲洗（但专家评审会上的专家意见为建议缩短冲洗的时间间隔），冲洗水压约0.3MPa，冲洗时间约3分钟，耗水量约3t/h。进行冲洗时可不断电，只需降低湿式除尘器的电压即可进行喷水冲洗。冲洗水和污泥经由湿式电除尘下部的灰斗回收，冲洗水回收至脱硫塔作为脱硫用水使用，污泥经过沉淀后上部清水回收使用，下部浓缩污泥再进行后续处理。本湿式电除尘器所有控制都进入就地PLC，上位机布置于炉后控制室内。 根据黄台电厂有关人员的介绍，西安热工院的的XR系列湿式电除尘器采用耐腐蚀极板材料，不需对极板进行连续喷水清洗，耗水量小。本项改造的电控部分采用上海激光电源设备有限责任公司生产的恒流源直流高压电源及控制系统，高效节能、火花率跟踪控制性能好，采用上位机控制温度、压力、清洗、排污等运行参数，并具有防止绝缘子结露等技术，较为安全可靠，加上这项技术的湿式电除尘器重量较轻，布置形式可以比较灵活多样，能满足各种场地条件。以下为西安热工院公布的其XR型湿式电除尘器的工业试验结果：XR10型湿式电除尘器在投运1个电场、入口烟尘浓度80mg/m3时，出口烟尘浓度16mg/m3、PM10=8.6mg/m3、PM2.5=1.92mg/m3；微细雾滴去除效率60%，设备阻力210Pa；对PM10、PM2.5微细粉尘及雾滴去除效果显著，并具有良好的除汞效果。 济南市华能济南黄台发电厂厂门口 #8湿式电除尘器改造现场图一 #8湿式电除尘器改造现场图二 #8湿式电除尘器改造现场图三湿式电除尘出口烟道内部 #8湿式电除尘器表面保温层#8湿式电除尘器改造现场铭牌#8湿式电除尘器改造直流高压发生器湿式电除尘器蜂窝状阳极板现场安装图一湿式电除尘器蜂窝状阳极板现场安装图二湿式电除尘器阴极线现场安装图一湿式电除尘器阴极线现场安装图二湿式电除尘器阴极线现场安装图三湿式电除尘器蜂窝状阳极板底部湿式电除尘器底部灰斗现场安装图一湿式电除尘器底部灰斗现场安装图二湿式电除尘器底部灰斗现场安装图三我司人员参观黄台电厂湿式电除尘改造工程现场二、莱芜市莱城发电厂 莱城发电厂是国家“九五”计划和山东电力重点项目，由山东国际电源开发股份有限公司投资建设，一期工程规划装机总容量为4300MW国产凝汽式燃煤发电机组。机组于1998年3月1日开工建设，四台机组于2003年5月6日全部建成投产。 本次的改造项目是莱城电厂与南京通用电气公司合作，对其#4号机组进行改造，在原有基础上加建湿式电除尘器，采用的是南京通用公司引进的日本科特雷尔公司（日本(Cottrell)工業株式会社）的湿式电除尘器技术。华电国际电力股份有限公司莱城电厂原配有兰州电力修造厂设计制造的RWD/KFH-1-2302-34.5-2型双列双室三电场干式电除尘器和一个湿法脱硫塔，原设计烟囱出口最大烟尘含量值为50 mg/Nm3。但根据2014年7月1日执行的火电厂大气污染物排放标准，其出口烟尘值必须降至20 mg/Nm3。为适应新的环保规定，莱城电厂保留了原有的#4机组干式电除尘，在一级脱硫塔与临时烟囱之间增设一台湿式电除尘器和二级脱硫塔。本次湿电除尘改造项目的设计进口烟尘值为120mg/Nm3，设计出口值为15mg/Nm3 。本次改造项目从2013年10月1日开始停炉进行改造，经过24小时连续作业计划于2014年1月中旬试投运。本项目的湿式电除尘器建于原有的烟道上方。湿式电除尘器离地约36米，外形大小约为24米16米21米（长宽高），烟气采用“下进上出”的方式进过湿式电除尘器本体，使用工业水自上而下地通过连续喷水或溢流水等方式使集尘极表面形成水膜，将沉集在极板上的粉尘冲走。冲洗水由底部灰斗进行收集，收集后排至污水箱，污泥经过炉底渣脱水仓脱水收集后，酸性废水加入碱进行中和后回用。据项目负责人介绍，本项目采用316L不锈钢的板式阳极板和316L不锈钢单筋线结构的阴极线结构，为使进气能均匀分布，将进口烟道分成两路水平烟道，每一路水平烟道上各开8个进气孔。湿式电除尘器内部分为4个大区，8个小区处理烟气。湿式电除尘器下部共有16个灰斗收集冲洗水。本湿式电除尘器所有控制都进入就地PLC，上位机布置于炉后控制室内。据南京通用电气公司的项目负责人介绍，他们除了与日本科特雷尔公司的板式阳极板和单筋线阴极线结构的湿式电除尘技术以外，同时还与与德国EnviroTherm公司合作，引入其管式湿式电除尘技术。据其介绍，EnviroTherm公司自主研发的管式湿电除尘器能使用蜂窝状阳极板结构，能设置在脱硫塔上方，有效节省空间，提高效率，十分适合国内电厂的需求。济南市华能济南黄台发电厂厂门口#4湿式电除尘器改造现场图一#4湿式电除尘器改造现场图二#4湿式电除尘器阳极板#4湿式电除尘器阳极板#4湿式电除尘器改造现场平面布置图我司人员在莱城电厂#4湿式电除尘器改造现场参观交流三、淄博市华电淄博热电有限公司华电淄博热电有限公司的前身是山东南定热电厂，始建于 1952 年 10 月，目前拥有总机装机容量为1127MW，其中1、2机组288.5 MW，3、4机组2145 MW，5、6机组2330MW，双列双室四电场，两级湿法脱硫塔。此项湿式电除尘是华电淄博热电厂与龙净环保公司合作，采用龙净环保自主研发技术，在其330MW的#6号机组“三同时”实施。2013年8月初动工，今年11月底与机组同步试运，24小时连续作业，改造历时将近4个月（湿式电除尘器建于机组烟道上方，不需土建基础，因此工期不包含土建施工时间），投资约2千5百万元。淄博热电厂的湿式电除尘器设计进口烟尘值为70mg/Nm3，出口设计烟尘值为15mg/Nm3，本湿式电除尘器采用316L不锈钢材质的板式阳极板和芒刺线状阴极线结构，阳极板长约8米。整个湿式电除尘器大小约为8.04m（长）15.6m（宽）34.345m（高），分为上下两层，每层分2个除尘区，共双室双电场四区。烟气从左方分两路进入湿式电除尘器，除尘后由右方分两路排出，喷淋水自上而下连续进行喷水，在集尘极表面形成流动水膜，每隔30分钟进行一次冲洗。冲洗水和喷淋水由底部灰斗收集后排到循环水箱，在循环水箱中进行加碱调节ph值后经过水灰分离器的作用将其中的水和灰分离，水回用，灰收集作后续处理，另外还有一路水源用作补充水补充至喷淋水和冲洗水。本湿式电除尘器的电控部分采用龙净自产的高频开关直流高压电源（我司有使用）及控制系统，所有控制都进入就地PLC，上位机布置于炉后控制室内。龙净环保华电淄博热电湿式电除尘器示意图龙净环保华电淄博热电湿式电除尘器喷淋机理示意图华电淄博热电有限公司华电淄博热电湿式电除尘器外观华电淄博热电湿式电除尘器华电淄博热电湿式电除尘器入口烟道华电淄博热电湿式电除尘器高压隔离开关柜铭牌华电淄博热电湿式电除尘器喷淋管道华电淄博热电湿式电除尘器现场控制画面1华电淄博热电湿式电除尘器现场控制画面2四、国电九江发电厂部分为适应国家新的排放要求，国电九江发电厂决定采用南京国电山大能源环境有限公司的湿试除尘技术进行技术改造达到要求。改造前（三个电场电除尘器）烟尘出口浓度约为130mg/Nm3140mg/Nm3，电除尘器后无布袋除尘器。通过改造，现烟气排放浓度低于20mg/Nm3。该技术的工作原理与干式电除尘的工作原理一致，都是通过高压电离，阳极收尘、阴极放电，捕捉烟气中的细微粉尘。由于脱硫后烟气中液滴浓度较高，且液滴直径较大，使粉尘易吸附在液滴上，通过高压电离捕捉液滴，使液滴吸附在收尘极（阳极）上。图1 九江电厂湿式电除尘器本体南京山大公司的技术中湿式除尘器为垂直流形式，内部采用柔性烟气深度净化装置收集液滴：阳极板（收尘极）采用南京山大公司自主研发的非金属新型滤布材质，而不是传统的金属材质，滤布充分张紧后，呈网格状布置，阴极线从方形网格中部穿过。阴极线（放电极）采用高强度钢丝或方钢外部包裹铅锡合金（考虑到防腐因素），形状为椭圆形类似传统芒刺线，略宽略扁。剖面图如图2所示，实际内部结构如图3所示。图2 柔性烟气深度净化装置垂直剖面图图3 柔性烟气深度净化装置内部结构除尘器外观尺寸约为长：10200mm、宽21300mm、高23000mm，其中0m8m高度为工字钢支架。如图1所示。除尘器垂直布置在垂直烟道上，烟气走向为自上而下，当烟气垂直通过网格时，许多个小网格将含烟液滴捕捉至极板上。除尘器内部设三个电场，每个电场分两个区，六个区并列布置。除尘器壳体和内部支撑采用玻璃鳞片防腐。投入运行前，需通过顶部的喷淋装置将各滤布充分浸润，以防止烧滤布。运行过程中，无需喷水，仅利用含烟液滴的水分便可完成收尘，设备维护量小。运行中除尘器的二次放电电压在40KV50KV之间，二次放电电流为800mA1200mA之间。图4 废液回流装置废液处理部分，南京山大公司技术中不配置任何振打、清灰装置，利用液体自流的办法：用液滴的重力将粉尘输送至底部沟槽，相比于龙净、菲达技术，省去了阳极板冲洗设备。除尘后的废液经回流装置排至脱硫地沟输送回脱硫塔。废液回流后，会对脱硫石膏产生一定影响，目前九江电厂脱硫石膏受影响的情况还不明显。图4为废液回流装置。图5为湿式电除尘器排出的废液。图5 湿式电除尘器排出的废液工期部分，机务施工安装壳体极线极板工期为70天左右（含在大修工期内），停机前只做好土建基础。造价部分，工程总造价接近三千万元。湿式电除尘技术使用后，使引风机增加240pa260pa压力，厂用电率增加260 KW左右,约占总厂用电率的0.1%。已应用南京山大技术的电厂：益阳电厂、九江电厂、荥阳电厂#2机，正在改造中的电厂：荥阳电厂#1机、民权电厂。五、 湖南益阳发电厂该厂#1机组2000年投产，配置三个电场的电除尘器，投产时电除尘出口烟尘浓度为200 mg/Nm3左右，经过多年运行，除尘器改造前测量电除尘器出口烟尘浓度为300 mg/Nm3左右，湿法脱硫出口烟尘浓度为100 mg/Nm3以上。曾考虑使用高频电源、旋转电极、湿法电除尘等方法提高除尘效率，调研后发现高频电源方案造价过高，且前两种方案都配置在湿法脱硫之前，无法脱去脱硫液滴中携带的粉尘。湿法电除尘方案安装在脱硫后部垂直烟道处，除尘效率高，并且可以除去脱硫液滴所携带的粉尘、固态胶等。因此益阳电厂决定采用湿法电除尘方案2012年9月，中国国电集团公司下达2012年科技项目计划柔性电极燃煤烟气深度净化技术研究及应用，益阳电厂1号机承担了湿式除尘器现场应用的任务。要求是以烟尘浓度390mg/Nm、烟囱出口“石膏雨”情况严重现状为研究现状，研发新型湿式静电除尘除雾技术，实现烟囱出口烟尘排放30 mg/Nm、争取20 mg/Nm以及“石膏雨”现象明显改善的目标。益阳湿式静电除尘除雾技术，利用静电除尘原理，采用新型耐酸碱腐蚀性优良的柔性阳极材料，高烟气流速下实现燃煤脱硫烟气清洁排放。根据该装置的技术鉴定报告，该技术具有除尘效率高；电晕电流大，荷电效果好，微细粉尘去除效果好；阳极表面水膜均匀，正常运行时无喷淋用水量，清灰彻底等特点。技术核心是自主研发的具有绝缘、疏水、耐腐蚀特性有机纤维织物作为柔性阳极材料，替代传统金属阳极合金材料，研发了适用于织物阳极的经纬限位表面张紧工艺，研制的柔性阳极板实现了表面水膜均匀分布，具备自清灰特性，降低喷淋用水量。图6 益阳电厂湿式电除尘器本体。益阳电厂烟气湿法电除尘改造工程是国电集团的示范工程。2012年益阳电厂在#1机脱硫出口垂直烟道部位设置湿式电除尘器加强烟气除尘效果。2012年末，设备投入运行。投产后测量烟气总排口粉尘浓度低于20 mg/Nm3，液滴浓度低于20 mg/Nm3，设备投产一年左右（实际运行小时数为4000小时左右），运行情况稳定。图6为益阳电厂湿式电除尘器本体。图7 废液回流装置#1机组湿式除尘器内部设置两个并列的电场，运行开机过程中需先开启喷淋装置，使阳极滤布充分润湿后才可投入湿式电除尘器，以防止干态烟气烧坏滤布。湿式除尘器工作收尘时，液滴经阳极滤布自流至脱硫地沟，废液回流至脱硫塔，停机检查时发现仅有少部分粉尘滞留在阳极滤布上，停机时无需对滤布进行清洗，阴极线上未发现明显的积灰现象，维护工作仅处理除尘器内部防腐即可。试运行时变压器二次电压可达到52KV53KV，运行时#1电场二次电压为12KV时，二次电流为1000mA左右，二次电压为40KV时，12001300mA。图7为废液回流装置。图8为湿式电除尘器排出的废液。图8 湿式电除尘器排出的废液造价：工程造价为两千万至三千万。工期：不包含土建施工，工程总工期约为70天。运行中发生的故障：由于湿式电除尘器内PH1左右，呈强酸性，因此对除尘器内部的防腐有较高要求。#1机工程建设时为了赶工期，造成除尘器内部玻璃鳞片防腐工艺存在瑕疵，投运后发生过两次玻璃鳞片脱落，鳞片掉落之极板之间，造成极板短路，导致跳电场的事故。益阳电厂建议：对于我厂#9机组烟气排放以5 mg/Nm3以下为目标，益阳电厂不建议我厂采用烟气上进下出式布置湿式电除尘器，因为益阳#1机组除尘改造的排放目标为20 mg/Nm3，实际运行中测量到的排放浓度为15 mg/Nm3左右。若要求更进一步降低粉尘浓度，可以考虑抽取部分脱硫湿烟气通入小型下进上出式湿式电除尘器的方式进行小试、中试，以观察除尘效果。建议我司采用逆流式布置，因为除尘器收尘时不仅含尘液滴被高压电场收集至阳极布上，而且在重力作用，在阳极布上的液滴下降时也将带走空气中的部分粉尘。如果将湿式电除尘器布置在脱硫塔上部对整个系统更有利，主要有以下两大优点：1、由于烟道距离短，所以安装后系统阻力增加很小；2、可以形成自然回流，废液无需排至脱硫地沟，可以更有效的收集废液。采用下进上出的方式，由于需要对烟道走向做出改变，所以系统的阻力也将有一定程度的增加。益阳电厂#2机组湿式除尘改造将采用下进上出方式，目前工程尚未开工。六、其他电厂调研情况对浙能中煤六横电厂、神华国华舟山电厂、上海长兴岛第二发电厂、上海和衡能源科技发展有限公司、南京通用电气有限公司等单位，就湿式除尘器（下面用英文简称WESP）进行了调研和技术交流，情况汇报如下表：34项目浙能中煤六横电厂神华国华舟山电厂上海长兴岛第二发电厂南京通用电气有限公司上海和衡能源科技发展有限公司WESP的建设情况该厂一期安装21000MW，WESP项目于2012年起动，#1机组WESP的壳体吊装已完成，正在安装WESP的内部构件。#2机组WESP的支柱施工已完成。一台125MW、一台135MW、一台300MW（#3机组）和一台350MW(#4机组)，#4机组WESP的支架施工已完成，#3机组WESP已做了方案，未开工。两台12MW机组（265t/h锅炉）因其为造船供热特殊性而保留，因环保需要2012年下半年采取了“GCH+湿法脱硫+WESP”综合治理措施。引进了德国ENV公司的管式和蜂窝式WESP，可以在安装脱硫塔顶部；同时又引进了日本科特雷尔工业有限公司的板式WESP，进气方式有上进下出和下进上出，山东莱城电厂300MW机组用下进上出的WESP借鉴日本技术，开发了低低温电除尘器技术，通过加热器吸收电除尘入口烟气余热将烟温降至90（烟气中硫酸露点温度）达到除去烟气中SO3、提高电除尘器效率、节能等效果，从而减轻WESP负担。WESP技术特点及占地情况由南源公司总包，引进日本日立公司技术，为卧式布置，设计流速高，为3.7m/s，占地小，为33.7175mmm。关键技术在于阴极线型式及制造加工。由浙江菲达公司总包，引进日本三菱公司技术，为卧式布置，设计流速小，3.0m/s，占地大，比日立技术占地大。福建龙净公司自主开发技术，采用上进气侧出气方式。低低温电除尘器提高了除尘效率，SO3除去率高，减轻后级WESP负担。多种措施联合作用，达到更好环保效果，占地小，结构紧凑。同时拥有德国和日本的WESP技术，对于技改机组因地制宜选择WESP型式灵活性更大，流速低，2.5 m/s，占地小。可以与WESP配合使用，达到更高除尘效果。前级除尘加热器+双室五电场，其中第五电场采用移动阳极板，另外，WESP处理后还配置了加热器，烟囱为钛钢复合板烟囱双室五电场，前四个电场采用高频供电，第五电场采用旋转电极，出口粉尘浓度小于30mg/Nm3。GCH+一室三电场双室四电场低低温电除尘器改造包括两部分：一是加热系统；二是常规电除尘器低温技术处理。WESP设计参数双室一电场；烟气流量：3100000Nm3/h，烟尘：小于5mg/Nm3，除尘效率：70%；SO2去除率：20%；石膏雨去除率：70%；氯离子含量：20000mg/L；排污水：40t/h;排污水经过处理含盐量达到500mg/L后用于冲洗除雾器及排到脱硫塔。双室一电场；烟气流量：Nm3/h，烟尘：小于5mg/Nm3，除尘效率：75%；排污水：12t/h，排到脱硫塔。一室一电场；烟气流量：100000Nm3/h，烟尘：小于5mg/Nm3，除尘效率约：80%；该厂委托三个单位测试排放烟尘：上海环保监测站：7.2 mg/Nm3;福建龙净：6.3 mg/Nm3; 上海明华：4.3 mg/Nm3；三个单位均采用称重法测量。南京通用公司介绍了其引进德国的WESP技术，国外业绩，除尘效率可以达到90%，引进日本的WESP技术，国外业绩，除尘效率可以达到85%。烟尘：小于5mg/Nm3。山东莱城电厂WESP喷水量30 t/h，没有回收利用全排放。WESP电耗为450KW。国内低低温电除尘器改造比较成功的电厂：福建宁德电厂和江西新昌电厂，出口烟尘低至20mg/Nm3。该技术设计排放浓度:810 mg/Nm3。WESP出口烟尘在线监测采用德国杜拉格粉尘分析仪（建议也可用英国PCME的产品采用称重法测量。南京通用公司介绍烟尘测量方法在日本是明确法律文件规定，低于5mg/Nm3以下烟尘浓度测量不成问题。材料及进口件、供货周期、工期、技术保证钢支架和壳体采用国内普通碳钢，壳体内表采用玻璃鳞片防腐，阴极线、阳极板、喷嘴全进口，材质为316L。合同约定进口件供货为六个月，实际到货为十个月，施工工期四个月。技术由日本日立公司担保。钢支架和壳体采用国内普通碳钢，壳体内表采用玻璃鳞片防腐，阴极线和阳极板材料、喷嘴全进口，材质为316L，阴极线和阳极板由菲达公司按三菱公司提供技术加工，进口件供货为三个月。施工包括土建工期五个月。技术由日本三菱公司担保。钢支架和壳体采用国内普通碳钢，壳体内表采用玻璃鳞片防腐，阴极线和阳极板、喷嘴，为国产产品，材质为316L，均由福建龙净公司设计和生产。钢支架和壳体采用国内普通碳钢，壳体内表采用玻璃鳞片防腐，阴极线和阳极板、喷嘴，为国产材料，材质为316L，均由南京通用电气有限公司按照德国EVN公司和日本科特雷尔工业有限公司提供的技术在国内加工。技术保证和产品验收由外方负责。国内加工为一个月。传热管使用椭圆管矩形开缝翅片。WESP的造价两台机组后来因环保标准调整，对最初环保设计进行了优化，包括增加WESP、电除尘器前低温省煤器、WESP后的烟气加热器等，总投资概算为17053万元，设备总价为10302万元，施工费6