旋转电极式电除尘器介绍.ppt

旋转电极式电除尘器RotatingElectrodetypeElectrostaticPrecipitator 2 2000年欧盟委员会推荐的烧结机除尘的最佳可行技术 BAT 之一 中国环保产业协会确定为 十二五 期间重点开发和推广的电除尘新技术之一 列入 国家鼓励发展的重大环保技术装备目录 2011年版 工信部联节 2011 54号 旋转电极式电除尘技术 3 国 内外研究及应用情况 旋转电极式ESP研发背景 旋转电极式ESP技术介绍 主要内容 旋转电极式ESP应用前景 提纲 主要内容 4 常规电除尘器的优点及瓶颈 2 3 背景 一旋转电极式ESP研发背景 1 4 常规电除尘器面临的挑战 袋式除尘器的缺点 电袋复合除尘器的缺点 5 1 常规电除尘器的优点及瓶颈 本体阻力低 除尘效率高 适用范围广 使用方便且无二次污染 运行费用较低 对烟气温度及成分不敏感 6 反电晕效应 二次扬尘 PM2 5除尘效率低 20 的排放量是由二次扬尘引起 对PM2 5除尘效率小于90 高比电阻粉尘易产生反电晕 瓶颈 7 2 常规电除尘器面临的挑战 排放标准提高粉尘排放标准不断提高 部分地方已经制订了更为严格的标准 挑战2 挑战3 煤种多变很多火电厂使用的燃煤在不断变化 设计煤种成为一句空话 燃煤灰分大我国许多燃煤的灰分大 相对增加了粉尘排放值 瓶颈存在常规电除尘器无法完全避免存在的三个瓶颈 但可通过技术改进使之最小化 挑战1 面临的挑战 挑战4 8 火电厂大气污染物排放标准 GB13223 2011 9 开展大气污染联防联控工作的重点区域是京津冀 长三角和珠三角地区 在辽宁中部 山东半岛 武汉及其周边 长株潭 成渝 台湾海峡西岸等区域 要积极推进大气污染联防联控工作 其他区域的大气污染联防联控工作 由有关地方人民政府根据实际情况组织开展 重点地区 指根据环境保护工作的要求 在国土开发密度较高 环境承载能力开始减弱 或大气环境容量较小 生态环境脆弱 容易发生严重大气环境污染问题而需要严格控制大气污染物排放的地区 国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知 国办发 2010 33号 10 燃煤电厂烟尘排放标准对比 11 袋式除尘器 电袋复合除尘器的缺点 袋式除尘器 电袋复合除尘器 除尘效率虽高 但其运行稳定性及安全性有待进一步研究考证 且压力降大 滤袋寿命短 旧滤袋无法达到资源化利用 3 袋式除尘器 电袋复合除尘器的缺点 12 解决方案之一 旋转电极式电除尘器 常规电除尘器的瓶颈及挑战 袋式除尘器的缺点 电袋复合除尘器的缺点 13 工作原理 基本结构 技术特征 1 3 3 2 二旋转电极式电除尘器技术介绍 试验验证 4 3 5 技术创新点 14 收尘机理与常规电除尘器完全相同 使极板始终保持干净 防止反电晕 除尘器效率得到保障 改传统的振打清灰为清灰刷清灰 可清除高比电阻粉尘 粘性粉尘 清灰刷置于非收尘区 最大限度地减少二次扬尘 1 旋转电极式电除尘器工作原理 15 2 旋转电极式电除尘器基本结构 16 旋转阳极板在顶部驱动轮的带动下缓慢地上下移动 粉尘在收尘区域被收集 附着在极板上的粉尘随极板运动到非收尘区域 被正反两把旋转清灰刷刷除 粉尘直接刷落于灰斗中 最大限度地减少二次扬尘 旋转电极电场基本结构 17 旋转阳极系统 旋转阳极传动装置 阳极清灰装置 旋转电极电场的关键部件 18 极板采用方管作为加强框架 具有较好的刚性极板表面平整 光滑 更易清灰极板两端由链条限位 有利于极板运行中保持平稳极板几何尺寸 长度2 5 4 5m 宽度通常取700mm 收尘极 加强框架 清灰刷 1 旋转阳极系统 19 建立了阳极板专用生产线 采用机械手对旋转阳极板的面板与加强框架进行自动塞焊 旋转阳极板的制造 20 旋转阳极板 21 上部 设有限位装置中部 设有限位装置下部 设有限位装置 限位装置 22 极板转动缓慢 使用寿命长 0 1m min 1 5m min 常用值为0 5m min 动力源采用变频调速电机 可适应机组工况变化 内部链轮设计成方形齿 确保与大节距链条正常啮合 从动轴采用自动悬挂方式 使链条始终保持张紧状态 2 旋转阳极传动装置 23 链轮 主动轴及上部限位装置 24 链条 1 采用长节距滚子链 滚子和销轴间的接触属线接触 相对来说可延长其寿命 2 链条各零件采用特定的材质 工艺 3 考虑具有较大的安全裕度和破断强度 25 与国内知名链条生产厂家合作研发 对应用工程中设计的链条进行了拉力检测 其破断强度满足设计要求 26 双面对称清灰清灰刷位于非收尘区域 最大限度地减少二次扬尘设置调心装置 便于清灰刷刷毛磨损之后再调整清灰刷刷毛采用不锈钢丝 提高清灰效果 延长使用寿命 3 阳极清灰装置 27 28 2 阳极驱动电机保护 3 主动轴堵转保护 电气联锁保护 使用编码器对主动轴转速进行测量 通过程序实现主动轴堵转保护 过载 过电流 缺相 欠载保护 1 灰位联锁 灰料上升到一定高度时 旋转阳极传动装置停止运行 高压跳闸 电场辅助设备停运 29 29 选型参数 结构设计 安装工艺优化研究 1 2 3 4 5 关键零部件可靠性 寿命试验研究 清灰磨削力研究 与常规电场除尘效率的对比实验研究 反电晕 二次扬尘的研究 3 旋转电极式电除尘器试验验证 旋转电极电场热态中试装置 在菲达环保的国家工程实验室内建立了可处理烟气量为25000m3 h的热态旋转电极式电除尘器中试装置和电场有效高度15m 电场有效长度4m的旋转电极电场1 1结构可靠性实体试验验证装置 在此基础上进行了大量试验和验证 全面掌握了核心技术 成功攻克了设备的可靠性 零部件的使用寿命 选型设计的准确性等多项技术难点 并对阳极板同步传动方式 转刷组件结构等进行了创新设计 提高了设备的可靠性 30 30 旋转电极式电除尘器模拟工况实验 燃油热风炉工作 在菲达环保的国家工程实验室内进行模拟工况下的实验研究 2 3 4 5 6 1 控制室 1 加料系统2 燃油热风炉3 聚合器4 双室四电场电除尘器5 旋转电极式电场6 布袋除尘器 实验室总体布置图 上位机监控 31 试验装置运行视频 31 实体模拟试验装置参照实际工业性应用中电场有效高度15m 宽4m的旋转电极电场1 1布置设计 极板转速可调 最大转速可达正常实际工作转速3倍以上 该试验装置从2009年8月4日连续运转至今 菲达环保旋转电极式电除尘器实体模拟试验装置 32 脉冲电源的研制和工业样机设计 主要原器件的选型和评估 已完成 最大限度地减少二次扬尘 显著降低出口排放 保持阳极板永久清洁 避免反电晕 有效地解决对高比电阻粉尘收尘难的问题 减少煤 飞灰成分对除尘性能影响的敏感性 增加ESP对不同煤种的适应性 特别是高比电阻粉尘 粘性粉尘 应用范围比常规ESP更广 可使电除尘器小型化 占地少 旋转电极式电除尘器使用特点 33 驱进速度 除尘效率 旋转电极电场 同极间距460mm 的驱进速度可达常规末电场 同极间距400mm 的2 2 5倍 最高可达3倍 末电场除尘效率可以由常规电场的50 70 提高到70 90 旋转电极式电除尘器使用效果 结论 1个旋转电极电场的使用效果相当于2个常规电场的使用效果 日本火电厂的烟尘排放限值均低于30mg Nm3甚至20mg Nm3 其电除尘器采用移动电极技术时 一般采用 2个常规电场 1个旋转电极电场 的布置方式 日本 34 脉冲电源的研制和工业样机设计 主要原器件的选型和评估 已完成 与布袋除尘器相比 阻力损失小 维护费用低 特别适合于老机组电除尘器改造 在很多场合 只需将末电场改成旋转电极电场 不需另占场地 毋需对引风机等进行改造 在保证相同性能的前提下 与常规ESP相比 一次投资略高 运行费用较低 维护成本几乎相当 从整个生命周期看 旋转电极式电除尘器具有较好的经济性 35 各种除尘设备各时间段内的总费用比较 在烟尘排放为30mg Nm3下 以新建一套300MW配套除尘设备为例 处理烟气量按2 100 000m3 h计 对旋转电极式电除尘器 5电场常规电除尘器 电袋复合除尘器 袋式除尘器进行经济性分析 注 总费用 设备费用 一次性投资费用 运行费用 电耗费用 维修费用 36 5 菲达旋转电极式电除尘器技术创新点 可有效克服高比电阻粉尘的反电晕 最大限度地减少二次扬尘 有效提高电除尘器的除尘效率 同极间距可根据工况特点进行针对性选取 采用带可移动密封装置的 中心距连续可调的清灰刷组件 从动轴组件设计采用自由悬挂结构来实现传动链条自动张紧和热膨胀补偿 实现配对链条同步性自动补偿 以F型结构的外壳体 阴极系统及振打为基础进行总体结构布置 37 三 国内外研究及应用情况 1 国外应用情况 从1979年日本日立公司研制出首台移动电极电除尘器至今 移动电极电除尘器已经有了30多年应用历史 到目前为止 该设备约有60多台套的销售业绩 主要用于日本本土 装机总容量已超过9000MW 涵盖150MW 1000MW机组 中国电力 156MW 九州电力 700MW 东北电力 1000MW 38 国内研究及应用情况 目前国内已有数套300MW及以上机组旋转 移动 电极式ESP投入运行 现已签订的300MW及以上机组旋转 移动 电极式ESP的合同装机总容量约17000MW 其中 1000MW机组2套 600MW机组8套 菲达环保合同装机容量达9500W 约占国内装机容量的55 2012年中标项目约占国内投标项目的70 三 国内外研究及应用情况 2 菲达环保从2004年3月着手调研旋转电极式电除尘技术 并于2008年6月开始该技术的自主研发 已掌握其核心技术 获多项国家专利 具有自主知识产权 通过浙江省科学技术成果鉴定 被国家发改委确认为国家战略性新兴产业 节能环保 项目 2012年10月11日通过浙江省发改委的验收 发改办环资 2011 1487号 被国家科技部确认为2011年度国家重点新产品 项目编号2011TJC200098 2011年被浙江省经信委确认为 国内首台套产品 浙经信技术 2011 564号 2012年获 中国机械工业科学技术二等奖 项目编号1206068 菲达环保旋转电极式ESP合同装机总容量已达9500MW 39 菲达专利 荣誉及政府支持 40 发明专利证书及实用新型专利证书 41 科学技术成果证书 42 科学技术成果鉴定意见 该产品通过在企业技术实验室试验 确定了关键技术参数 采用旋转阳极板及转刷清灰 克服了常规电除尘器产生的反电晕和二次扬尘 有利于进一步降低烟尘排放浓度 对阳极板同步传动方式 转刷组件结构等进行了创新设计 提高了设备的可靠性 产品具有除尘效率高 运行平稳 维护方便等特点 在结构上有创新 技术性能达到国际同类产品先进水平 产品已应用于包一电厂 1炉300MW机组 并经南京电力设备质量性能检测中心的检测 所测指标达到国家现行相关标准要求 产品投运至今 用户反映良好 社会经济效益明显 43 国家战略新兴产业 节能环保 项目 项目复函 验收意见 验收会现场 44 国内首台 套 产品 45 45 项目名称 包头第一热电厂1 炉300MW机组改造投用时间 2010年11月1日实测出口粉尘浓度 38mg Nm3 设计值50mg Nm3 测试单位 南京电力设备质量性能检验中心 项目名称 达拉特发电厂5 炉330MW机组改造投运时间 2011年5月12日实测出口粉尘浓度 29 2mg Nm3 设计值40mg Nm3 测试单位 南京电力设备质量性能检验中心 项目名称 河北衡丰发电厂二期300MW机组改造项目 投运时间 2012年11月8日实测出口粉尘浓度 测试单位 南京电力设备质量性能检验中心 菲达环保旋转电极式电除尘器工业应用1 2 46 项目名称 国电吴忠热电2 300MW机组新建项目 项目执行中 项目名称 华润盘锦热电2 350MW机组新建项目 项目执行中 项目名称 华润宜昌猇亭热电2 350MW机组新建项目 项目执行中 项目名称 淮南煤电田集电厂2 660MW机组新建项目 项目执行中 项目名称 秦皇岛热电300MW机组改造项目 项目执行中 项目名称 上虞杭协热电2 150t h机组改造项目 项目执行中 项目名称 合肥第二发电厂一期2 350MW机组改造项目 项目执行中 项目名称 日照新源热力2 300MW机组新建项目 项目执行中 项目名称 华润渤海新区热电联产2 350MW机组新建项目 项目执行中 项目名称 华润常熟电力3 650MW机组改造项目 项目执行中 项目名称 神华国华舟山电厂 4炉350MW机组新建项目 项目执行中 项目名称 华润古城电厂2 300MW机组改造项目 项目执行中 菲达环保旋转电极式电除尘器工业应用2 2 47 涉及印度 土耳其等国 机组大小涵盖200MW 500MW 为国内100多家电厂出具了旋转电极式电除尘器设计方案 机组大小涵盖 50MW 1000MW 菲达环保将在国内外多家电厂进行推广应用 48 进口烟气量 2 194 600m3 h进口粉尘浓度 35g Nm3烟气温度 146 原电除尘器型号 2FAA4 45M 2 96 150 2F288 4 总集尘面积 51840m2比集尘面积 85 04m2 m3 s 设计出口粉尘浓度 100mg Nm3 包一热电厂1 炉 300MW机组 原电除尘器主要技术参数 包头第一热电厂旋转电极式电除尘器 49 1 仅将第四电场改造成旋转电极电场 2 对前三电场进行检修 优化调试等 3 对相应外壳体等部件作改制 4 对钢支架进行校核并采取相应措施 包一热电厂 1炉 300MW机组 主要改造内容 50 进口烟气量 2 194 600m3 h进口粉尘浓度 35g Nm3烟气温度 146 电除尘器型号 2FR288 4总集尘面积 前三电场38880m2 旋转电极电场8664m2比集尘面积 前三电场63 78m2 m3 s 旋转电极电场14 9m2 m3 s 同极间距 前三电场400mm 旋转电极电场460mm出口粉尘浓度 50mg Nm3 包一热电厂 1炉 300MW机组 改造后电除尘器主要技术参数 51 包一热电厂 1炉300MW机组旋转电极式电除尘器运行视频 包头第一热电厂 1炉300MW机组配套旋转电极式电除尘器总体布置图 52 包一热厂 1炉配套旋转电极式电除尘器 53 2010年11月1日 包头第一热电厂 1炉300MW机组配套旋转电极式电除尘器投运 2010年12月17日 南京电力设备质量性能检验中心负责进行性能检测 电除尘器出口粉尘浓度为38mg Nm3 设计值为50mg Nm3 各项技术指标满足设计要求 设备投运至今 运行稳定 可靠 性能检测及运行情况 54 进口烟气量 2 183 300m3 h 实测值 2160581m3 h 进口粉尘浓度 15 26g Nm3烟气温度 132 原电除尘器型号 2FAA4 35M 2 100 150 2F300 4 总集尘面积 42000m2比集尘面积 69 25m2 m3 s 设计出口粉尘浓度 100mg Nm3 达拉特发电厂 5炉 330MW机组 原电除尘器主要技术参数 达拉特发电厂旋转电极式电除尘器 55 1 比集尘面积偏小 故在原第一电场前新增一个场 2 将原第四电场改造成旋转电极电场 3 对原除尘器的前三个电场进行检修 优化调试等 4 对电除尘器进口烟气流量进行数值模拟计算 并采取相应调整措施 达拉特发电厂 5炉 330MW机组 主要改造内容 56 进口烟气量 2 300 000m3 h进口粉尘浓度 35g Nm3烟气温度 142 电除尘器型号 2FR300 4总集尘面积 前四电场42000m2 旋