电除尘改造工程项目可行性研究报告

1、宜兴华润热电有限公司 2 X 60MW #1 #2炉电除尘器改造工程可行性研究报告 TOC o 1-5 h z 目录1概述 11.1项目背景及概况 11.2主要编制依据 11.3电除尘器改造的必要性 21.4研究范围 21.5主要技术原则 21.6工作简要过程及主要参编人员 32工程实施原有条件 32.1厂址概况 32.2 水文气象条件 42.3电厂主设备参数 42.4燃料 92.5 现有电除尘器概况 123电除尘器工作原理与提效改造技术 153.1电除尘器的工作原理 153.2电除尘器提效改造技术简介 154电除尘器改造设想 184.1电除尘器改造的主要设计资料 184.2电除尘器改造后的除

2、尘效率要求 214.3电除尘器改造方案 214.4 电除尘器改造方案选择 345节能 386 环境保护和社会效益 387投资估算 387.1编制原则及依据 387.2投资估算表 408电除尘器改造方案的技术经济性比较 438.1改造方案在经济上的综合比较 438.2推荐方案及论述 469招标书编制原则 489.1招标供货范围 489.2供货清单 5010结论与建议 54附图目录1 F03370K-A-01电除尘器改造增加一电场平、立面布置图附件目录附件1：宜兴华润热电有限公司 2X60MW #1 #2炉电除尘改造 工程可行性研究合同书附件2:宜兴华润热电有限公司 2X60MW机组#2炉电除尘器

3、改造 前性能试验报告附件3:江苏省电力设计院设计资质宜兴华润热电有限公司 2 X 60MW #1 #2炉电除尘器改造工程可行性研究报告 1概述 1.1项目背景及概况国家环保 部2011年发布火 电厂大气污染物 排放标准(GB13223-2011)。新标准要求从2014年1月1日起，现有火电厂燃 煤锅炉执行烟尘w 30mg/Nrn的排放标准；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，应严 格控制企业的污染物排放行为，在上述地区的火力发电锅炉及燃气轮 机组执行烟尘w 20mg/Nrn的排放标准。宜

4、兴华润热电有限公司执行重 点地区的排放标准，要求烟尘的排放浓度为w20 mg/Nn3。为响应国家对烟尘控制工作的要求，2013年4月，宜兴华润热电有限公司委托我院开展宜兴华润热电有限公司2X 60MV机组#1、#2炉电除尘改造可行性研究。宜兴华润热电有限公司位于江苏宜兴市西南约3公里的环保科技工业园园区西北部，地处工业园区下风向，西靠西溪河，北临西氿湖 800 米。电厂一期工程2X 60M机组锅炉为无锡锅炉厂制造的UG-260/9.8-M型高温、单锅筒、自然循环、型布置的固态排渣煤 粉炉。脱硫系统采用1炉1塔氧化镁湿法烟气脱硫技术。2台机组分别在 2004年 12月和2005年3月投产发电。#

5、1、#2机组电除尘器厂家为浙江菲达环保科技股份有限公司，每 台机组配备1台FAA3X 40M-2X 64-120型双室三电场除尘器，除尘设 计效率99.6 %。1.2主要编制依据宜兴华润热电有限公司 2X60MWM、#2炉电除尘改造工程 可行性研究合同书。 火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011 火力发电厂设计技术规程DL5000-2000(4)火力发电厂可行性研究报告内容深度规定DL/T5375-2008(5 )国家颁发的除尘器规程、规定及相应的技术标准。(6 )其它内部、外部设计接口资料或文件。1.3电除尘器改造的必要性宜兴华润热电有限公司 2X 60MV机组分别在2004年12

6、月和2005 年3月投产发电，从2014年7月1日起，将执行 GB13223-2011火 电厂大气污染物排放标准中重点地区烟尘排放限值w 20mg/Nm。2013年4月17日18日电厂委托苏州热工研究院有限公司对#2炉电除尘器进行了性能试验。#2炉燃用近设计煤种100%负荷时，实测 电除尘器出口烟尘排放浓度约180mg/Nrn左右，燃用近校核煤种 100%负荷时，实测电除尘器出口烟尘排放浓度最大约241mg/Nm左右。根据当前电除尘器出口烟尘排放浓度，并考虑湿法脱硫有一定的除尘作用，烟囱入口烟尘排放浓度无法低于w20 mg/Nm，不能满足从2014年7月1日起执行的新火电厂大气污染物排放标准中

7、规定w20 mg/Nrn的要求。为确保电厂烟囱入口烟尘排放浓度在执行新标准后低于限值 20mg/Nm,保证电除尘器的除尘效率，满足国家日益严格的环保要求， 宜兴华润热电有限公司拟对 2X 60MV机组电除尘器进行改造。1.4研究范围 本项目研究范围是宜兴华润热电有限公司2X 60MW #1 #2 炉电除尘器提效改造。 根据宜兴华润热电有限公司要求，通过本次有针对性的技术方案比选，使2X 60MW机组电除尘器出口烟尘排放浓度达到30mg/Nm以下，通过脱硫装置一定的除尘作用，最终使烟囱入口烟尘排放浓度达到20mg/Nm以下，满足现行火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)。1.5主要

8、技术原则(1)确保电除尘器改造后烟尘排放量满足国家标准排放要求，改造后电除尘器出口的烟尘浓度w30mg/Nm，烟囱入口的烟尘浓度w320mg/Nm；（2）最大限度利用原有设备，减少对原有设备拆除，缩短改造工 期，合理降低改造成本；（3）除灰系统改造满足电厂运行要求；（4） 锅炉设备年有效运行时间按7200h计；（5）当电除尘器系统发生故障不投入运行时，短时不影响机组的 正常运行；（6）整个装置运行安全、可靠、维护方便。1.6工作简要过程及主要参编人员业主委托可研的时间为 2013年4月，工作实施时间为2013年4月2013年5月。实施过程主要包括去现场踏勘、向各有关 厂家进行调研、业主提供所需

9、各种原始资料、与业主就有关问题 交换意见、院内外评审、研究、编制报告等。我院组织机务、电气、热控、土建和技术经济等相关专业人 员参加了本项目的可行性研究工作。2工程实施原有条件2.1厂址概况地理位置宜兴华润热电有限公司厂址位于江苏省宜兴市西南部，环保科技 工业园园区西北部，距宜兴市中心区约 3km路程。厂址条件宜兴华润热电有限公司电厂厂区属于冲积平原地貌，场地内地形 比较平坦，第四系覆盖层厚度小于 50米，上部主要由冲积成因的粘土 及粉土组成，下部主要由残积成因的粘性土混碎石（残积土）组成， 其下为中风化石灰岩，第四系土层分布尚均匀，土质上部较差，中下 部土质较好，基岩顶板埋深略有起伏， 40

10、.5045.70米。场地地震效应根据建筑抗震设计规范，结合场地土的剪切波速及第四系覆盖层厚度，判定本场地土的类型为H类中软场地土。抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为 0.05g，特征周期0.35s。设计地震分组为 第一组。本场区深度20米内无液化土层。2.2 水文气象条件2.2.1厂区地下水情况拟建场地地下水类型上部为潜水类型，主要受大气降水和地表水 渗漏补给，不同季节有所升降。中部(3)层土为弱承压含水层，以渗 透及越流形式补给及排泄。下部(8)层为基岩裂隙承压含水层，主要 以越流形式补给及排泄。该工程对基坑开挖影响的地下水为上部潜水。勘察期间，该地下水(上部潜水)埋深在0.90 -1

11、.00米(相对标高2.312.35米),历年最高水位标高为3.45 米，根据地区经验，该地下水及地基土对钢筋混凝土无侵蚀，对钢结构具有弱侵蚀性。2.2.2 主要气象参数(1)气压多年平均大气压力101590Pa(2)气温多年平均大气温度15.7C多年极端最高气温39.6C多年极端最低气温-13.1C(3)湿度多年平均相对湿度81 %多年最小相对湿度7%(4)降水量多年年平均降水量1221.4 mm多年年最大降水量1695.9mm(5)风向、风速、风压及雪压30年一遇，10分钟平均最大风速16m/s多年最大积雪深度37cm2.3电厂主设备参数2.3.1锅炉锅炉是无锡锅炉厂制造的 UG-260/9

12、.8-M型高温、单锅筒、自然 循环、“H”型布置的固态排渣煤粉炉。 锅炉室外布置，其前部为炉膛， 四周布满膜式水冷壁，炉膛出口处布置屏式过热器，水平烟道装设了 两级对流过热器，炉顶、水平烟道两侧及转向室设置顶棚和包墙管， 尾部竖井烟道中交错布置两级省煤器和两级管式空气预热器。锅炉主要设计参数如下表 2-1 :表2 -1 2 X 60MV机组主要设备参数表序号参数名称单位参数1型式亚临界一次中间再热控制循环锅 炉2额疋烝发量t/h2603额定蒸汽温度C5404额定蒸汽压力MPa9.85汽包工作压力MPa11.286给水温度C2157热风温度C3228排烟温度C1349设计炉效%91.510设计燃

13、料烟煤11燃料消耗量kg/h3552012锅炉本体烟气阻力Pa149313锅炉本体空气阻力（包括 燃烧器阻力）MPa314614过热器介质侧阻力MPa1.4515省煤器工质侧阻力MPa0.3116烟气流量（134C）mVh45145417冷风量（20C）mVh2616942.3.2 电除尘器表2-2原有静电除尘器主要设计参数与技术性能（单台炉）序号项目单位参数1电除尘器型号FAA3X 40M-2X 64-120 型2电除尘器型式双室三电场混合宽间距静电除尘 器3配备数量台1/台炉4处理烟气量m/h4461705烟气处理时间s14.816设计效率%99.637保证效率%99.68校核煤种效率%9

14、9.69本体阻力PaW 28010本体漏风率%w 311噪声dB8012外形尺寸mX mX m13有效断面积2 m15414长、高比115室数/电场数2/316阳极板型式及总有效面积2 m480C 921617阴极线型式及总长度mRSB芒朿9线 921618比集尘面积/ 一个（或几个）供 电区不工作时的比集尘面积m/m3/s74.3619逐进速度/一个（或几个）供电 区不工作时的逐进速度cm/sec7.4720烟气流速m/sec0.8121壳体设计压力22负压KPa-8.7序号项目单位参数23正压KPa+8.724壳体材料Q235-A25每台除尘器灰斗数量个626每台除尘器所配整流变压器台 数

15、台627整流变压器型式(油浸式或干 式)及重量T油浸式228每台整流变压器的额定谷量kVA29整流变压器适用的海拔高度和 环境温度m C1000, -20 +402.3.3 弓I风机现有引风机为离心式风机，风机由南通金通灵风机厂设计制造，型号为丫4-60-11NO23.3D;电机型号为YKK500-6,额定功率为630KW风机的主要设计参数见表 2-3:表2-3引风机主要设计参数项目单位设计煤种风机入口容积流量m/h252922额定转数r/min高速985,低速750风机全压升(包括附件损失)Pa5992风机轴功率KW521风机全压效率%85.102.3.4电除尘飞灰处理系统电除尘飞灰处理系统

16、由无锡市华星电力环保修造厂设计并供货。(1)在每台炉一电场两个灰斗下各设一台LD1.5(V=1.5m3);二电场两个灰斗下各设一台LD1.0(V=1.0m3)型仓泵；三电场两个灰斗下各设一台LD0.6(V=0.6m3)型仓泵；每台炉配置6台仓泵，二台炉共12台 仓泵。(2)每台炉一电场 2台仓泵采用一根 DN100(114X 7)变径至DN125（140X 7）输灰管将灰输送至两座灰库贮存。（3）每台炉二、三电场 4台仓泵合用一根 DN80（95X 7）变径 至DN100（114X 7）输灰管将灰输送至两座灰库贮存。在库顶设置气动切换阀，粗、细灰库可任意切换。（4）系统中配置自动防堵装置， 在

17、每根输灰管的起始端设置一套 自动吹堵装置，确保系统在任何情况下稳定、可靠运行。（5）输灰管道均采用普通无缝钢管，弯管采用耐磨弯管。为了对 供气压力进行监控， 在供气管道上设置了压力变送器， 对气源压力进 行监控。（6 ）输灰系统设计选型参数表2-4单台炉电除尘器飞灰处理系统设计参数飞灰参数含水量：干灰 灰温：w 150 C堆积比重：0.8t/m设 备 选 型 参 数项目一电场二电场三电场灰斗数量（个）222电除尘器总排灰量（t/h ）8.92 （设计煤种）仓泵型号LD-1.5LD-1.0LD-0.6仓泵数量（台）222仓泵容积m31.51.00.6输送管数量1根四台泵1根工作压力Mpa0.15

18、 0.25输送管规格（mm）DN100/DN125DN80/DN100输送距离400米输送高度26米单根管弯头数量90弯头12个单台炉弯头及三通数量12个弯头型式陶瓷耐磨弯头（半径为57倍输灰管直径）系统 设计 经济 指标输送流速m/s10.5（物料平均流速）仓泵出口初速m/s57单根管耗气量m/mi n13.67.9输送灰气比kg/kg25 : 1输送系统所需压缩空气压 力0.5 0.7MPa2.3.5烟囱烟囱高度150m为单筒钢筋混凝土烟囱，底部直径12.6m，内筒出口直径4m。2.4燃料2.4.1原锅炉设计和脱硝改造煤质分析数据根据电厂提供的资料，原锅炉设计和校核煤质分析数据和脱硝改 造

19、设计和校核煤质分析数据见表2-5。表2-5 锅炉设计、脱硝改造设计和校核煤质分析数据项目单位锅炉 设计 煤种锅炉 校核 煤种脱硝改 造设计 煤种脱硝改 造校核 煤种工业分析收到基低位发热值Qet.arkJ/kg20515188412028518470收到基全水份M%V 8V 811.813.08收到基灰份Aar%2830.421.0427.43固定碳%干燥无灰基挥发份Vdaf%P 272535.7038.32空气干燥基水份Md%元素分析收到基碳Car%525053.446.6收到基氢Htr%3.492.73.833.73收到基氧Qr%7.217.18.526.88收到基氮Ntr%0.8110.

20、810.75收到基全硫St.ar%0.49-0.80.80.600.81可磨性系数灰变形温度DTC1250125015001300项目单位锅炉 设计 煤种锅炉 校核 煤种脱硝改 造设计 煤种脱硝改 造校核 煤种熔 融 性软化温度ST1450145015001340熔融温度FT15001500150014002.4.2电除尘器改造前燃煤煤质和飞灰成分分析2013年4月17日4月18日，苏州热工研究院在电除尘器改造 前对对试验煤质进行了工业分析、元素分析、发热量分析、可磨性指 数和灰熔融特性温度分析，对试验期间取得的飞灰进行成分、粒径分 布、比电阻、密度等分析。分析结果见表2-62-10。表2-6

21、试验煤质分析数据目 项单位日种 7煤 月閔4近日种 8煤 月闵4近工业分析r a eeQJM份 水 全 基 到 收%3158r aA%2562碳 定 固%afU 份 发 挥 基 无 燥 干%883份 水 燥 干 气 空%3657.74元 素%854.HH 氢 基 到 收%153323目 项单位日种 7煤 月閔4近日种 8煤 月闵4近分析Q 氧 到 收%T4OT OO%7448r as%48865155灰熔 融性T D 度 温 形 变oc00510051oc度 温 融 熔oc表2-7飞灰成分分析序号分析项目分子式单位4月17日近设计煤种4月18日 校核煤种1二氧化硅SiO2%51.9950.81

22、2三氧化二铁Fe?Q%6.384.313三氧化二铝AI2Q%29.6534.404二氧化钛TiO2%2.261.885氧化钙CaO%6.605.236氧化镁MgO%/7氧化钠NaO%/8氧化钾K2O%1.711.939三氧化硫SO%0.530.6510二氧化锰MnO%0.090.07表2-8 飞灰比电阻序号温度C）比电阻（Q ?cm）4月17日近设计煤种4月18日近校核煤种1167.77x10 9:8.08x10 92903.06x10 115.05x10 11序号温度C）比电阻（Q ?cm）4月17日近设计煤种4月18日近校核煤种31004.80 x10 127.48x10 1241108.

23、78x10 12131.84x10 131351201.19x102.53x1061301.35x10 134.04x10 1371401.55x10 134.04x10 1381501.68x10 134.04x10 1391601.84x10 135.05x10 13101701.55x10 3.37x10 111801.35x10 132.53x10 13121901.01x10 131.84x10 13表2-9飞灰粒径分布分析序 号粒径（卩m）4月17日近设计煤种4月18日校核煤种12.50.69%603.73%3.71%表2-10飞灰密度分析试验煤质堆积密度（g/cm3）真密度(g/

24、cm3)4月17日近设计煤 种0.61232.06874月18日近校核煤 种0.55342.09232.5 现有电除尘器概况#1、#2机组从投运以来，#1电除尘分别于2007年6月、2008年5月、2009年5月、2010年11月、2011年9月、2012年9月经历了6次小修，于2009年10月进行了一次大修。#2电除尘分别于2008年9月、2010年4月、2011年4月、2012年3月、2012年9月经历5 次小修。2008年8月份，诸暨电除尘器研究所对#1、#2炉2台电除尘器分 别进行了性能测试，测试结果1#炉电除尘器除尘效率 99.64%, 2#炉电 除尘器除尘效率99.61%。在201

25、1年1月电厂对#1、#2炉2台电除尘器分别进行了脉冲供电、 降压振打的节能改造，改造后节能效果明显。2013年4月，宜兴华润热电有限公司委托苏州热工研究院有限公司对现有#2炉电除尘器进行了性能测试(测试报告见附件二)，电除尘器性能测试结果见表 2-11、表2-12。根据测试结果，#2电除尘器 燃用近设计煤种时，电除尘器出口烟尘排放浓度约180 mg/Nn，除尘效率约为98.59%, |燃用近校核煤种时，电除尘器出口烟尘排放浓度约3241 mg/N m，除尘效率约为 98.72%。表2-11电除尘器性能测试汇总(4月17日近设计煤种100%负荷)项目单位A侧B侧机组发电负荷MW60锅炉蒸发量t/

26、h245进口烟尘浓度mg/(Nm)13442.612493.0进口折算烟尘浓度(6%Q)mg/(Nm)12079.511314.7进口烟气温度C131.5128.2进口烟气湿度%r 8.58.5进口烟气量Nrr/hn 127869.7121262.8249132.5进口烟气流速m/s14.1313.47进口烟气静压kPaP -1.39-1.36进口烟气全压kPa-1.31-1.28出口烟尘浓度mg/(Nm)179.2182.0出口折算烟尘浓度(6%Q)mg/(Nm)164.0165.5出口烟气温度C128.3125.1出口烟气湿度%8.58.5出口烟气量Nrr/hQ 132350.212056

27、3.5252913.7出口烟气流速m/s13.8012.79项目单位A侧B侧出口烟气静压kPaP -1.41-1.38出口烟气全压kPa-1.32-1.31除尘效率%98.6298.5598.59|本体漏风率%1.0本体阻力Pa4452烟尘排放量kg/h:21.720.1烟尘排放总量kg/h41.8电除尘器能耗kW40.26表2-12 电除尘器性能测试汇总(4月18日近校核煤种100%负荷)项目单位A侧B侧机组发电负荷MW60锅炉蒸发量t/h3245进口烟尘浓度mg/(Nm)20384.218349.9进口折算烟尘浓度(6%Q)mg/(Nm)18276.316621.3进口烟气温度C128.2

28、124.6进口烟气湿度%8.48.4 n进口烟气量Nrr/h129887.8119291.4249179.2进口烟气流速m/s14.9913.43进口烟气静压kPa-1.42-1.39进口烟气全压kPa-1.32-1.31出口烟尘浓度mg/(Nm)228.6254.2出口折算烟尘浓度(6%Q)mg/(Nnr)208.8231.9出口烟气温度C122.5122.3出口烟气湿度%8.48.4 丁出口烟气量Nrr/h130145.3123596.5253741.8出口烟气流速m/s13.4212.83出口烟气静压kPa-1.44-1.45出口烟气全压kPa-1.36-1.38除尘效率%98.8898

29、.5798.73本体漏风率%1.2本体阻力Pa4263烟尘排放量kg/h27.228.8 1烟尘排放总量kg/h56.0电除尘器能耗kW40.053电除尘器工作原理与提效改造技术3.1电除尘器的工作原理电除尘器是依靠气体电离，粉尘粒子荷电，带电粒子在电场力的作 用下移动到收尘极板，通过合理的振打周期、振打力作用下，被收集SieetaEl;lrode AdsiIiw在收尘板上的粉尘成片状落入收灰斗去除，见图3-1所示IO CdliecLing Electrode Fomiin口 Dust LavrElKzGroasad Ncqallva FoUrlty图3-1电除尘器工作原理3.2电除尘器提效改

30、造技术简介我国火电行业以燃煤为主，排放的大气污染物包括烟尘、二氧化 硫和氮氧化物，是我国污染控制的重点行业。随着GB13223火电厂大气污染物排放标准不断修订，国家要求达标排放的烟尘浓度值越来 越低。当前我国的大中型火力发电厂烟气除尘设备仍以采用电除尘器 设备为主。国内电除尘器研究单位和制造厂为应对新排放标准、煤种 复杂多变、反电晕等问题，做了大量的开发研究工作，这些新技术对 燃煤电厂现有电除尘器的提效改造提供了可以选择的、可以多种组合 的、灵活的技术方案。3.2.1电袋复合除尘技术电袋复合式除尘是通过前级电除尘区捕集 7080%的烟气粉尘，后 级滤袋过滤区捕集少量的残余粉尘。同时利用通过前级

31、电场区产生的 荷电粉尘可有效改善沉积在滤袋表面粉尘层的过滤特性，使滤袋的透 气性能、清灰性能得到大幅改善，从而达到低阻高效收尘的效果。此 技术结合了电除尘和滤袋除尘的两种除尘特点，它的除尘效率不受煤 种、飞灰特性的影响，与纯布袋除尘器相比，在运行过程中除尘器可以保持较低的运行阻力。3.2.2移动极板电除尘技术移动极板电除尘器收尘机理与常规电除尘器相同，由前级固定极 板电场（常规电场）和后级移动极板电场组成。移动极板电场中阳极 部分采用回转的阳极板和旋转的清灰刷。附着于回转阳极板上的粉尘 在尚未达到形成反电晕的厚度时，就被布置在非电场区的旋转清灰刷 彻底清除，因此不会产生反电晕现象并最大限度地减

32、少了二次扬尘， 增加粉尘驱进速度，大幅提高电除尘器的除尘效率，降低排放浓度， 同时降低对煤种变化的敏感性。目前国内已有十几套移动极板电除尘 器在大中型燃煤发电机组中投入运行。323机电多复式双区电除尘技术机电多复式双区电除尘技术，在电场结构上不仅将粉尘荷电区与 收尘区分开，而且采用连续的多个小双区进行复式配置；同时在配电 上，采用独立电源分别对荷电区与收尘区供电，可极大改善常规单区 电除尘技术荷电和收尘在同一区域完成，而无法兼顾荷电和收尘都达 到最佳状态的问题。使荷电与收尘各区段的电气运行条件最佳化。由 于收尘区采用了高场强的圆管一板式极配，实现了高电压低电流的运 行特性，有效提高了对电除尘器

33、后级电场细微粉尘的捕集，并可有效 抑制高比电阻粉尘条件下的反电晕发生和低比电阻粉尘条件下的粉尘 二次反弹，从而可提高并稳定除尘效率。目前，双区电场已应用于末 电场，作为细微颗粒的把关电场。阳扱收尘扱图3-2 双区电除尘器示意图324低温电除尘技术低温电除尘器是通过低温换热器 （主要采用汽机冷凝水与热烟气通 过换热器进行热交换，使得汽机冷凝水得到额外的热量，以减小汽机 冷凝水回路系统中低压加热器的抽汽量），使进入电除尘器的运行温度 由常温状态（120 C160C ）下降到低温状态（90C110C左右，一般 控制在酸露点以上 10C），由于排烟温度的降低，进入电除尘器的烟 气量减少、烟气流速降低，

34、粉尘比电阻降低。从而实现余热利用和提 高除尘效率的双重目的。3.2.5增加电场个数（增加比集尘面积）根据电除尘器效率计算公式 n = 1-exp （-A 3 /Q）,在烟气量一定的 条件下，增加电除尘器集尘极板面积，可以提高比集尘面积，从而提 高除尘效率。如果原电除尘器进、出口有场地空间，可以新增一个或 两个电场，提高电除尘器的集尘面积，从而提高除尘效率。3.3.6电除尘器电源新技术高频电源输出直流电压比工频电源平均电压要高约30%，因为工频电源峰值电压在电除尘器电场中触发火花，显著地限制了加在电极 上的平均电压。而高频电源谐振频率为3040kHz,同常规的工频电源 相比，高频电源纹波系数小于

35、 5%在直流供电时它的二次电压波形几 乎为一条直线，高频电源提供了几乎无波动的直流输出，这使得静电 除尘器能够以次火花发生点电压运行，从而提高了电除尘器的前电场 供电电压和电流，提高了前电场除尘效率，减轻了后级电场的负担， 从而使整台电除尘器粉尘排放浓度显著降低，提高了整体除尘效率。表3-1高频电源与工频电源性能比较电除尘器电源性能工频电源高频电源主电路型式简单复杂供电方式工频脉动系列窄脉冲工作频率50Hz40kHz供电脉冲宽窄火花控制能力弱强电源利用率70%大于90%功率因数80%大于95%电源相数两相平衡三相平衡控制电路简单复杂电源体积、重量大、重小（约为工频电源的1/5至1/3 ）、 轻

36、对电场环境的适应 性般好4电除尘器改造设想4.1电除尘器改造的主要设计资料4.1.1煤质和灰分分析在煤的成分中，对电除尘器性能产生影响的主要因素有Sar、水分和灰分，其中Sar对电除尘器性能的影响最大。含Sar量较高的煤，烟气中含较多的 SQ, SO在一定条件下，以一定的比率转化为SO, SO易吸附在尘粒的表面，改善粉尘的表面导电性，Sar含量愈高，工况条件下的粉尘比电阻也就越低，表观驱进速度 3 k越大，这就有利于粉尘 的收集，对电除尘器的性能起着有利的影响。水分的影响是显而易见的。炉前煤水分高，烟气的湿度也就大， 粉尘的表面导电性也就好，比电阻也会相对比较低。在燃煤含水量很 高的锅炉烟气中

37、，水分对电除尘器的性能起着十分重要的作用。煤的灰分高低，直接决定了烟气中的含尘浓度。对于特定的工艺 过程来说，粉尘的驱进速度 3 （或表观驱进速度3 k）将随着粉尘浓度 的增加而增加。但电除尘器对粉尘浓度有一定的适应范围，超过这个 范围，电晕电流随着含尘浓度的增加而急剧减小，当含尘浓度达到某 一极限值时，或是含尘浓度虽然不十分高，但是粉尘粒径很细，比表 面积很大时，极易形成强大的空间电荷，对电晕电流产生屏蔽作用， 严重时会使通过电场空间的电流趋近于零，这种现象称为电晕封闭。 为了克服电晕封闭现象，除了设置前置除尘设备以外，就电除尘器本 身而言，最重要的技术措施是选择放电特性强的极配型式和能满足

38、强 供电的电源，同时要提高振打清灰效果。当然，要求相同的出口粉尘 浓度时，其设计除尘效率的要求也高。烟气含尘浓度高，所消耗表面 导电物质的量大，对高硫、高水分的有利作用折减幅度大，综合来讲， 高灰分对电除尘是不利的。飞灰包括 NatO FezQ、KO SO、AI2O、SQ2、CaO MgO P2Q、Li 2O Mn（2X TiOt及飞灰可燃物等成分。其中，NstO FetQ对除尘性能起着有 利的影响，AltQ及SiOt对除尘性能则起着不利的影响，KO SO、CaOMgC对电除尘器性能的影响相对较小。高Sar煤时，Sar对电除尘器的性能起着主导的作用，而低 Sar煤时，Sar的影响相对减弱，而主

39、要取决于 飞灰中碱性氧化物的含量、烟气中水的含量及烟气温度等。根据国内电除尘器所使用的燃煤煤种分析经验数据和此次改造前 对设计煤种和校核煤种的实验分析结果（表2-6表2-10），定性分析评价电除尘器收尘难易程度如下：近设计煤种煤质 Sar=0.48%w 1% 飞灰中 Al2Q+SiO2=81.64%A 80% 且Al2Q=29.65%w40%从利用电除尘的难易看，可以定性评价为“一 般”。近校核煤种煤质 Sar=0.68%w 0.8%，飞灰中 Al 2O3+SiO2= 85.21% 90%且Al 203=34.40 40%从利用电除尘的难易看，可以定性评价为“一般”。电除尘器最适合的粉尘比电阻

40、范围为104Q cm- 1011Q cm粉尘比电阻超过1011Q cm的粉尘称为高比电阻粉尘。对于高比电阻粉 尘，电除尘器的性能随着比电阻的增高而下降。这是因为：若沉积在 收尘极上的粉尘是良导体，则不会干扰正常的电晕放电，如果是高比 电阻粉尘，则电荷不易释放。随着沉积在收尘极上的粉尘层增厚，释 放电荷更加困难。此时一方面由于粉尘层未能将电荷全部释放，其表 面仍有与电晕极相同的极性，便排斥后来的荷电粉尘。另一方面由于 粉尘层电荷释放缓慢，于是在粉尘间形成较大的电位梯度。当粉尘层 中的电场强度大于其临界值时，就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿放 电，产生与电晕极极性相反的正离子，所产生的正离子便向电晕

41、极运 动，中和电晕区带负电的粒子。沉积在收尘极表面上的高比电阻粉尘 层所产生的局部放电现象称为“反电晕”。经测试，本次实验烟气温度 在120C130 C之间时，粉尘比电阻在1.19x10 13Q cm4.04x10 1Q cm之间（见表2-8 ）,属于高比电阻粉尘。4.1.2烟气设计参数本次电除尘器改造将脱硝改造中选用的校核煤种作为电除尘器改 造的设计煤种。根据脱硝改造选用的校核煤种，锅炉煤耗39t/h,排烟温度130C,理论产生的烟气量 408300nVh,烟尘浓度为37g/NmL本次改造烟气量按增加10%温度按增加10 C。考虑其它不利因素 对电除尘器的影响，电除尘器出口烟尘浓度按w 30

42、mg/Nrn选取。电除 尘器改造设计数据见表4-1 :表4-1 电除尘器改造设计数据表序号参数名称单位技术参数序号参数名称单位技术参数1单台炉烟气量(实际，湿态)m/h4491302烟气温度C1403静电除尘器入口烟气含尘浓度(干烟 气)g/Nm3374静电除尘器出口烟气含尘浓度(干烟 气)3mg/Nmw 304.2电除尘器改造后的除尘效率要求按表4-1中电除尘器改造设计数据，当电除尘器入口烟尘浓度 37g/Nm?，出口烟尘浓度30mg/Nrn时，根据电除尘器效率口(%计算公 式：十 C(1)100%C式中:除尘效率，% a 漏风率，3%C 除尘器入口的烟尘浓度，mg/Nrh。C 除尘器出口的

43、烟尘浓度，mg/Nri3。n =1-37*(1+0.03)/30000=99.92%,因此本次改造要求电除尘器出口烟尘浓度w 30mg/Nrr)电除尘器除尘效率必须大于99.92%。4.3电除尘器改造方案目前在电除尘器提效改造技术中，采用低温电除尘方案在电除尘器前增加低温换热器可以降低烟气量、烟气流速和粉尘的比电阻，提高 除尘效率并实现余热有效利用，但也有下面的不利影响。低温腐蚀本工程安装低温换热器，温差约 20C，回收的热量较少。但由于 烟气运行温度较低，增加了低温换热器后面烟道、电除尘器腐蚀的风 险，需要对其考虑防腐措施。换热面管的积灰低温换热器的换热面管采用高频焊翅片管，与普通光管相比，

44、翅片管传热性好，因此可减小低温换热器的外形尺寸和管排数，减少烟气 流动阻力。但是咼频焊翅片管易于积灰。对除尘器飞灰输送系统的影响由于除尘器的烟气温度降低，除尘器收集的飞灰温度也较不安装 低温换热器低，为了保持飞灰的流动性，除尘器灰斗的电加热器的功 率应增大。若不能保证飞灰的温度，当长距离输送时末端的灰温降低， 在冬季运行时有水分析出的可能性。低温换热器泄漏低温换热器热管长期在烟气环境下工作，由于腐蚀及磨损，管道 可能会出现泄露危险。发生泄露事故后，凝结水会随着烟气进入除尘 器，对除尘器安全运行存在较大威胁。需考虑必要的措施予以避免或 减缓。原电除尘器前空间狭小，布置低温换热器比较困难。因此低温

45、电 除尘改造暂不做为提效改造的方案。机电多复式双区技术的实用化和大型化一直在研究中，改造业绩 较少。高频电源的输出平均电压高，可以提高粉尘的驱进速度，从而提 升除尘效率。2007年3月底，龙岩坑口电厂将 1#号炉(135MW)电除尘 器第一电场的配备电源改造为福建龙净公司0.8A/80kV高频电源。经测试采用高频电源单电场效率提高4.54%,出口排放降低32.6%。2008年10月华能南京电厂2#炉两台电除尘器配套使用南京国电环保科技 有限公司生产的高频供电电源，改造后烟尘排放减少40.6%。根据电除尘厂家配套使用高频电源的经验，高频电源应用在不同的工况，提 高除尘效率的差别较大，本次改造将高

46、频电源替代工频电源，提高除 尘效率按10%+算。所以仅仅将原有电除尘器的工频电源改为高频电 源不能将原电除尘器提效到 99.92%，满足不了国家标准达标排放。在除尘器提效改造技术中，各种技术可以根据原电除尘器的运行 工况和现场条件进行组合使用，充分发挥各种提效技术的优点，让电 除尘器整体效率得到更大提高。根据当前国内电厂电除尘器提效改造 的实际情况并结合#1、#2机组电除尘器的现有设备状况和场地条件， 拟定以下三个改造方案进行技术及经济分析比选。方案一：增加一个第4常规电场，原电除尘器第1、2电场工频电 源改为高频电源；方案二：增加一个第 4电场，第4电场采用移动极板，原电除尘 器第1、2电场

47、工频电源改为高频电源；方案三：原电除尘器改为电袋复合除尘器，原电除尘器第1电场工频电源改为高频电源。4.3.1方案一：增加一个第4常规电场，原电除尘器第 1、2电场工频 电源改为高频电源根据原电除尘器场地布置条件，可以在电除尘器出口烟道侧增加 一个有效长度4m长的电场，原电除尘器出口烟道混凝土支撑梁拆除， 新增钢架用于支撑新增的电场和改造后的烟道。原引风机不动，原来 从除尘器出口到引风机入口烟道可以部分利旧使用。新增一电场改造 布置见附图一。增加一个电场，集尘面积增加3072吊，总集尘面积12288 吊，按烟气量124.76 m/s，改造后 电除尘器比集尘面积从原来73.84m2/m3/s增至

48、98.49m2/m3/s。电除尘器比集尘面积增加，除尘效 率提高。根据电除尘器效率计算matts公式：式中：A 收尘板面积（吊）；Q-烟气量（m/s）；k系数，取k=0.5 ；3 k驱进速度（带电粉尘粒子在电场力的作用下，向收尘极的运动速度）。（m/s）根据原电除尘器的除尘效率99.60%和比集尘面积74.36m2/m3/s ,利用matts公式反算得到驱进速度 宀k为0.41m/s。增加一个电场后，比积尘面积增加到98.49m2/m3/s,用matts公式计算得电除尘效率 99.83%。当电除尘器效率 99.83%时，按入口浓度 37g/Nn出口浓度则为63mg/N将第1、2电场原电除尘器工

49、频电源 改为高频电源后，按提效10%考虑，电除尘器出口烟尘浓度为63*(1-10%) =56.7 mg/Nm3。经过湿法脱硫装置，按除尘效率50%计算，3烟囱入口烟尘浓度为 56.7* (1-50%) =28.35mg/m。方案一增加一个第4常规电场，原电除尘器第1、2电场工频电源 改为高频电源，2台炉改造静态投资约 665万，改造后电除尘器总除 尘效率(含改为高频电源提高的效率)为 99.85%,低于改造后电除尘 器需要达到的最低除尘效率 99.92%。因此方案一作为改造方案达不到 改造后烟囱入口烟尘排放浓度w 20mg/Nrn国家标准要求。4.3.2方案二：增加一个第 4电场，第4电场采用

50、移动极板，原电除 尘器第1、2电场工频电源改为高频电源，4.3.2.1移动极板工作原理移动极板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，由前级固定极板电场(常规电场)和后级移动极板电场 组成。移动极板电场中阳极部分采用回转的阳极板和旋转的清灰刷。 附着于回转阳极板上的粉尘在尚未达到形成反电晕的厚度时，就被布 置在非电场区的旋转清灰刷彻底清除，因此不会产生反电晕现象并最 大限度地减少了二次扬尘，同时降低了对煤种变化的敏感性，增加粉 尘驱进速度，大幅提高电除尘器的除尘效率，降低排放浓度。高區供联谶备出口烟道电巷功收:尘棍图4-1移动极板电除尘器简图I.粗辄竖功电机电机图4-2移

51、动极板结构简图移动极板电除尘器的优点：保持阳极板永久清洁，避免反电晕，有效解决高比电阻粉尘收 尘难的问题。最大限度地减少二次扬尘，显著降低电除尘器出口粉尘浓度。减少煤、飞灰成分对除尘性能影响的敏感性，增加电除尘器对 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 规电除尘器更广。可使电除尘器小型化，占地少。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 改成移动极板电场，不需另占场地。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。移动极板电除尘器检修量与常规电除尘器基本相当，除了常规电除尘器的检修以外，额外增加项目主要是除尘

52、器外部传动链条润滑油的添加，除尘器外部轴承润滑脂补充，旋转刷的更换。检修人员每 班应按岗位责任制对所管辖的设备系统地进行全面检查，发现缺陷及 时消除。在保证相同性能的前提下，与常规电除尘器相比，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，移动极 板电除尘器具有较好的经济性。移动极板电除尘器的不足：极板的移动靠链轮、链条及驱动装置来实现，一旦传动系统部 件发生断链、卡涩、摆动都造成四电场停运。制造、安装、维护要求高防止链条摆动、松驰、断裂；从动链轮积灰；灰斗内壁上部积灰 导致系统过载；保证清灰刷张力，保证清灰刷清洁。4.3.2.2增加一个第4电场，第4电场采用移动极板，原电

53、除尘器第1、 2电场工频电源改为高频电源改造说明根据原电除尘器场地布置条件，可以在电除尘器出口烟道侧增加 一个有效长度4m长的电场，改造内容见方案一，新增第4电场改为移 动极板电场，新增旋转阳极系统、旋转阳极传动装置、阳极清灰系统、 阴极系统、阴极振打。同时检查原电除尘器三个电场的收尘部件邙日 极板和阴极线），更换损坏部件。在原电除尘器出口外增加一电场需要对原有除尘器支架进行改造，参考华润电力宜兴热电厂岩土工程（详细）勘察报告，结合设备荷载资料及施工对周边建筑的影响程度，本次新增支架柱基础 处理方案采用钻孔灌注桩；桩径为800mm入土深度36.5米，有效桩长33.5米，持力层为（7）-1 土层

54、，单桩承载力特征值约 2660KN每 根柱下采用单桩承台基础就能满足承载要求，为了抵抗弯矩，承台在 两个方向需拉地梁，地梁与原基础承台之间采用植筋连接。上部结构 需要对原有引风机支架部分进行拆除改造，从结构形式上削弱了原有 支架的抗扭刚度，需要对原有支架进行改造，使每层结构能形成封闭 体系，以利于提高整个结构的抗扭能力。4.3.2.3改造后电除尘器效率计算移动极板电场由于受链轮结构设计的限制，移动极板间距一般为 450mm在安装移动极板后，较常规电场收尘面积略有减少。但可采用 500mm极板宽度并配合偏心链条使极板间距达到430mm另外，由于没有了阳极振打装置，极板长度可做到最大化，最终使移动

55、极板电场收 尘面积不小于原有常规电场收尘面积。将末级电场改为移动极板，从实际运行经验看，该电场的收尘效 率相当于2个电场，在计算除尘效率时一个移动极板电场的集尘面积 按2个常规电场集尘面积计算。因此增加一个第4电场，第4电场采用移动极板后，电除尘器总集尘面积增加到9216+2*3072=15360,改造后除尘器比集尘面积 123.12m2/（m3/s）。驱进速度宀k为0.41m/s，按 电除尘器效率计算 matts公式，算得增加一个电场并将该电场改为移 动极板，除尘效率为99.92%。当电除尘器除尘效率为 99.92%时，按电 除尘器入口烟尘浓度 37g/Nmi计算，出口烟尘浓度为30mg/N

56、m。将第1、2电场原工频电源改为高频电源后，提效按降低粉尘浓度10%+算，电除尘出口烟尘浓度为 30* （1-10%） =27mg/Nm因此增加一个第4电场， 第4电场采用移动极板后，除尘器整体效率提高到99.93%,电除尘器出口烟尘浓度27mg/Nrn，考虑烟气经过湿法脱硫系统50%的除尘效率。烟囱入口烟尘浓度为 27* （1-50%） =13.5 mg/Nm,可以达到国家标准 排放要求。改造后移动极板电除尘器技术参数见表4-2。表4-2增加一个第4电场，第4电场采用移动极板除尘器技术参数序号参数名称单位技术参数1流通面积2 m1542处理烟气量m/s124.763烟气温度C1404电场内烟

57、气停留时 间s19.755电场内烟气流速m/s0.816同极间距mm400 （13电场）430 （移动极板电场）7电除尘器室数个28电场数个3个常规电场+1个移动极板电场9单电场长度m410单电场宽度（每室）m411极板有效高度m1212总集尘面积2 m9216+2*3072=15360 （根据移动极 板实际运行经验，增加移动极板 后，其除尘效果相当于2个常规电 场）13比集尘面积m/( m 3/s )123.1214入口烟尘浓度g/Nm33715出口烟尘浓度3mg/Nm27实施本改造方案的优点如下：（1）由于能有效防止高比电阻引起的反电晕，且最大限度的减少了二次扬尘，电除尘器出口烟尘排放w3

58、0mg/Nm。电除尘器对不同煤种的适应性增强。增加系统阻力约100Pa,无需增加原引风机压头。423 对电除尘器除灰系统的影响原电除尘器除灰系统采用正压气力输送系统，每台电除尘器为双 室三电场电除尘器，每个电场2个灰斗，一电场两个灰斗下各设一台LD1.5(V=1.5m3)型仓泵；二电场两个灰斗下各设一台LD1.0(V=1.0m3)型仓泵；三电场两个灰斗下各设一台LD0.6(V=0.6m3)型仓泵；每台除尘器配置6台仓泵。一电场二台仓泵合用一根灰管， 二、三电场四台仓泵合用另一根灰 管。灰送至河边粗、细两座灰库进行储存，入库前灰管装有切换门可进 行切换。原电除尘器总排灰量(设计煤种)：8.92t

59、/h (两台炉总排灰量为 17.84 t/h )。干灰输送距离约400米，提升高度约26米，弯头采用耐磨 材料，干灰堆积密度800kg/m3。电除尘器提效改造后，按单台炉烟气量305099Nm/h (工况449130 m/h )，烟尘浓度降低73mg/Nrn (从原来电除尘器出口烟尘浓度w100mg/ m3 降低到w 27mg/ni)计算，共增加灰量 305099*73*10-6=22Kgo 按全部灰量增加在第4电场，第4电场单个灰斗底部每小时积灰 11Kg, 因此增加移动极板电场后可以在第4电场两个灰斗下各设一台容积0.6m3仓泵用于除灰，输灰管道和二、三电场四台仓泵合用一根灰管。按气力输送

60、固气比25计算，需要增加0.013Nm7min耗气量用于 输送增加的灰量。4.3.3方案三：电除尘器改为电袋复合除尘器，原电除尘器第 1电场 工频电源改为高频电源4.3.3.1电袋复合除尘器工作原理电袋复合除尘器是指在一个箱体内紧凑安装电场区和滤袋区，有 机结合静电除尘和过滤除尘两种机理的一种新型除尘器。电场出口端板背 / r 99.92%6出口烟尘浓度mg/m保证值w 307本体漏风率%w 28除尘器的气布比m/min1.0889仓室数个4序号项目单位参数10滤袋数量条160011过滤面积2 m683612滤袋规格 mmX mm160X 850013滤袋材质PPS+PTF基布+PTFE浸渍1