菲达旋转电极式电除尘器技术介绍.doc

旋转电极式电除尘器技术介绍1 概述1.1 日益严格的排放标准随着人们环保意识的不断增强以及国家对环境保护事业的日益重视，污染物排放标准也日益提高，目前各行业中使用的电除尘器有很多已达不到要求而面临着更新和改造。以消耗全国煤炭总产量25%、工业烟尘排放占全国35%的火力发电行业为例，如果严格执行50mg/Nm3的排放标准，许多老电厂电除尘器需要更新或改造，近几年来，部分新建燃煤电厂采用多电场电除尘器，或者采用袋式除尘器或电袋复合除尘器来满足排放要求。可以预见，国家将出台更高的粉尘排放标准，国内某些地区的地方排放标准已提高到30mg/m3以下，为达到更低的粉尘排放值，电除尘器必须具备更多的电场数、更大的比集尘面积，在一定程度上丧失了经济性。而袋式或电袋复合除尘器则存在压力损失大、应用时间短、滤袋使用寿命短、在使用不当时易发生破袋等无法解决的问题。此外，在将现有电除尘器改造为袋式除尘器或电袋复合除尘器时还可能需更换引风机及相关设备，从而又增加了改造成本。因此，寻找适合于中国国情的高效除尘设备已经迫在眉睫。1.2 常规电除尘器存在的技术瓶颈在我国工业领域应用最多的是常规电除尘器。高比电阻粉尘所导致的反电晕和振打引起的二次扬尘在很大程度上影响了电除尘器的除尘效率，也是目前常规电除尘器面临的主要技术瓶颈。1）对高比电阻粉尘除尘效率低 高比电阻粉尘容易引起反电晕，使电除尘器收尘性能大幅下降。在工业领域中普遍存在这些情况：燃煤电厂锅炉燃用煤种复杂多变，对于一些除尘性能差的煤种（如准格尔煤），常规电除尘器对其除尘效率低下；许多经脱硫后的烟尘性质发生变化也给常规电除尘器带来了新的难题；使用低硫煤或循环流化床锅炉带来的飞灰比电阻普遍增高，使得电除尘效率下降问题日益突出。2）二次扬尘引起粉尘排放浓度增加常规电除尘器通过振打、声波等清灰方式来清理集尘极上的粉尘，在清灰过程中，有一部分已被收集到的粉尘会重新返回到气流，最终逸出电除尘器，致使粉尘排放增加。有案例研究表明，在高效电除尘器出口的粉尘中，约有20%是由清灰过程中的二次扬尘造成的。因此，寻找常规电除尘器技术瓶颈的突破点，对提高电除尘器除尘效率、满足粉尘排放要求及继续保持和增强电除尘技术的优势是极其必要的。为此，菲达环保充分考虑国内燃煤电厂现状，在吸收国外先进技术基础上，结合公司近30年的除尘装备研发和工程经验，开发出了具有自主知识产权的电除尘新技术：旋转电极式电除尘器（已申报2010年浙江省重点技术创新项目）。2 旋转电极式电除尘器 旋转电极式电除尘器是菲达环保自主研发的一种新型电除尘器设备，并对该电除尘器申请1项国家发明专利（初审合格，已公布）和3实用新型专利（3项已授权），具有自主知识产权。2.1 国内外研究现状1）国外研究现状从1979年日本日立公司研制出首台旋转电极式电除尘器至今，旋转电极式电除尘器已经有了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(见附录)（主要用于日本本土），主要应用于燃煤锅炉、烧结机、水泥窑、玻璃熔窑、流化床催化裂解等。其应用表明：旋转电极式电除尘器是一种能够长期稳定维持高除尘效率的一种除尘设备。经过多年的实践，该技术在日本已经成熟。2）国内研究现状 菲达环保对旋转电极式电除尘技术的研究已有数年，于2009年完成研究及相关试验，已掌握其核心技术，并申报了相关国家专利，具有自主知识产权。2.2 工作原理“旋转电极式电除尘器”是一种高效电除尘设备，其收尘机理与常规电除尘器相同。然而，与常规电除尘器所采用的清灰方式不同，其采用清灰刷来进行清灰：附着于集尘极上的粉尘在随旋转阳极板（即作回转运动的集尘极）运动到非收尘区域后，被正反旋转的一对清灰刷刷除，如图1所示。由于集尘极能保持清洁状态且粉尘在灰斗中被清除，有效克服了困扰常规电除尘器对高比电阻粉尘的反电晕及振打二次扬尘等问题，大幅度提高了除尘效率。主动链轮非收尘区收尘区阴极线非收尘区链条旋转阳极板 清灰刷从动链轮图1 旋转电极式电除尘器结构简图2.3 旋转电极式电除尘器的特点1）由于能保持阳极板的永久清洁，因此： a）电除尘器长期运行，性能不会下降，电除尘器的选型不必留余量； b）避免反电晕效应，能有效地解决高比电阻粉尘的收尘问题。2）能最大限度地减少二次扬尘，显著降低电除尘器粉尘排放浓度。因此能大幅提高除尘效率（旋转电极电场的除尘效率可达95%）。3）应用范围比常规电除尘器更广。4）可使电除尘器小型化，一般四电场的常规电除尘器用旋转电极式电除尘器时只要三电场（二个固定电极电场，一个旋转电极电场），节约场地。5）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。6）与布袋除尘器相比，阻力损失小，维护费用低，对烟气温度和烟气性质不敏感，并且有着较好的性价比。2.4 旋转电极式电除尘器的使用场合及效果2.4.1 旋转电极式电除尘器使用的场合1）应用于新建工程“固定电极电场+旋转电极电场”的旋转电极式电除尘器既能弥补常规电除尘器对高比电阻粉尘、高粘性粉尘和容重极轻的粉尘清灰难、除尘效率低的不足，又能弥补袋式除尘设备阻力大、运行费用高、难处理高温高湿烟气的缺陷。目前国外新建工程应用此技术的装机总容量已超过9000MW，技术涵盖150MW-700MW-1000MW等小、中、大机组，在冶金、垃圾焚烧等行业也有几十套成功应用实例。其工程应用情况表明，旋转电极式电除尘器能够可靠、稳定、高效地运行，最低排放浓度可达10mg/Nm3以下。大部分新建工程采用旋转电极式电除尘器都能达到50mg/Nm3或者更低的粉尘排放浓度。但从投资成本考虑，旋转电极式电除尘器更适用于新建的中、大型或超大型燃煤机组配套使用。2）应用于电除尘器的提效改造在电除尘器提效改造时，一般只需将末电场改造成旋转电极电场，其余电场均予以保留。因旋转电极电场中的旋转阳极板始终比较干净，不会产生反电晕现象，所以对煤种变化的敏感性减小，旋转电极电场粉尘的驱进速度可达固定电极电场的2.5倍；另外因旋转电极电场为末电场，且其阳极清灰装置布置在非电场区，故二次扬尘可以忽略不计。值得指出的是，在采用旋转电极式电除尘技术进行提效改造时工作量较小，只需对原设备进行必要的检查和消缺，且在大多数场合不需要额外的场地。从而不必像采用常规电除尘技术进行提效改造那样：要么加高，则原来的内部件需要更换；要么纵向和横向扩容，则需占用较大场地。2.4.2 旋转电极式电除尘器使用的效果 1）有效抑制高比电阻粉尘的反电晕及最大限度地减小了二次扬尘，大幅提高除尘效率，满足更低的粉尘排放浓度； 2）旋转电极式电除尘器既继承了常规电除尘器的所有优点，又克服了常规电除尘器的主要技术瓶颈，使电除尘器的应用范围进一步扩大； 3）相对于常规电除尘器，在保证相同除尘效率的前提下，其运行费用更低； 4）消除常规电除尘器随着使用时间的延续而导致的积灰现象，长期保证高除尘效率； 5）改造项目在很多情况下无需增加场地，是非常有效的改造方案之一，新上项目可使电除尘器减容。2.5 菲达旋转电极式电除尘器的研究现状2.5.1 技术的掌握情况2.5.1.1 已经掌握旋转电极式电除尘器核心技术，具备旋转电极式电除尘器设计、制造及安装能力。2.5.1.2 拥有自主知识产权，申报1项国家发明专利（已公开）及3项国家实用新型专利（3项已授权）。2.5.1.3 建立了旋转电极式电除尘器工业应用的保障措施 对轴、链条、链轮、清灰刷、旋转阳极板等关键零部件的设计、材料选取、热处理、加工工艺等做了充分分析和研究，已有可行的技术和实验手段保证设备的可靠性和零部件的使用寿命。同时，保证旋转电极电场入口烟气含尘浓度应1g/Nm3，以降低旋转电极电场内件的磨损。2.5.1.4 对旋转电极式电除尘器的技术经济性进行了分析，结果表明在达到相同除尘效率的前提下，我公司自主研发的旋转电极式电除尘器具有较好的性价比： 1）成本价大大低于同类进口产品的价格； 2）旋转电极式电除尘器每年的运行成本是常规电除尘器的0.88倍。2.5.2 技术的验证情况2.5.2.1 旋转电极式电除尘器1：1实体模拟试验装置该试验装置参照实际工业性应用中电场有效高度15m、电场有效长度4m的旋转电极电场1：1布置设计。旋转阳极板转速可调，最大转