低低温电除尘技术是实现燃煤电厂节能减排的有效技术之一
深度调峰燃煤锅炉超净排放关键因素分析

风电出力具有间歇性、随机性、反调峰等特点,风电并网会加大系统负荷峰谷差,系统调峰压力越来越重。我国火电机组容量占比过大,电源结承担,随着风电并网规模的不
断增大,社会对火电机组深度调峰的呼声越来越高。燃煤机组深度调峰在给电网带来尽可能多的调峰容量外,对自身运行也产生一定的影响。本文介绍了超净排放技术与常规烟气处理技术改造本质区别,对燃煤机组深度调峰对超净排放脱硝、除尘影响进行分析。
2、深度调峰对燃煤机组除尘的影响
(1)除尘超净排放技术。目前燃煤机组超净排放除尘技术主要有低低温静电除尘技术、湿式电除尘技术、电袋负荷除尘技术、旋转电极静电除尘技术、高频电源技术等。当要求超净排放除尘率达到99.8%-99.85%时,使用常规电除尘加高频电源或者旋转电极即可满足要求;而要进一步提高电除尘效率,达到高于99.85%的水平,常规电除尘已经不能满足要求,可选用低低温电除尘器技术或超净电袋除尘技术。
深度调峰燃煤锅炉超净排放关键因素分析
摘要:燃煤锅炉的超净排放改造是近期电站节能减排工作的重点,但燃煤锅炉深度调峰运行造成效率降低及污染物排放难以控制是普遍存在的问题。通常对锅炉进行燃烧优化试验,以解决调峰运行时低负荷稳燃问题,并达到控制污染物排放目的。燃煤电厂大力推广“超净排放”是煤炭工业生存和发展的必经之路。超净排放是对多种污染物进行有效协调控制的技术,改进燃煤电厂现有的脱销脱硫除尘设备,使烟气废弃物的浓度实现燃气轮机机组排放标准,当前燃煤电厂主要使用的脱硝、除尘技术,分析了深度调峰对锅炉超净排放SOx、NOx以及粉尘排放的影响因素,对电力系统安全稳定运行进行了展望。
3、低速旋转热备用调峰:这种调峰方式的运行机制为在电网低谷负荷时段,机组降低负荷至零后,与电网解列,并通过锅炉燃油维持5%左右的负荷,同时汽轮机被注入低参数蒸汽,使之维持在一种温度较高的、低速运转的状态。此种方式的优点在于操作简单,只需增减负荷,安全性较高。
低低温电除尘介绍

热回收器
再加热器
入口烟气温度
℃
119
48
出口烟气温度
℃
85.6
80
烟气量
m³N/h
516223
3252207
交换热量
KJ/h
23748241
141979145
压损
Pa
420
845
入口烟气流速
mN/s
3
4.5
传热面积
㎡
56350
32367
热媒循环流量
t/h
222
1330
进口热媒温度
℃
70
96.3
粉尘( dry O2 6%)
注:业绩-1是常陆那珂电厂,它的壳体、灰斗及烟气入口/出口烟道的材质是客户指定使用S-TEN材质。
15
一、低低温电除尘系统介绍
系统
设备构成
特长
(引风机) 低低温除
尘系统 -环保型 (空预器) (热回收器) (电除尘器) (脱硫塔)
(再加热器)
(烟囱)
・ 采用不产生烟气泄漏的无泄漏式烟
气换热器,应对严格的烟气排放标准 ・ 电除尘器效率提高 ・ 脱硫补给水量的减少 ・ 无需担心热回收器的腐蚀、堵塞 ・ 无需烟囱防腐,消除石膏雨
四、燃机标准技术路线选择 —使用低低温电除尘
例:新日铁住金鹿岛电厂低低温电除尘技术应用情况
鹿岛电厂只有一台低低温电除尘器,为双室三电场布置。
处理烟气量
低低温电除尘器入口 粉尘浓度
低低温电除尘器出口 粉尘浓度
除尘效率
烟囱出口粉尘浓度
设计值
实测值
1485800Nm3/h
13130mg/Nm3 13000mg/Nm3
燃煤烟气污染物超低排放技术综述及排放效益分析

燃煤烟气污染物超低排放技术综述及排放效益分析关键词:超低排放超低排放技术超低排放改造针对燃煤电厂烟气中烟尘、SO2和NOx的超低排放要求,对现有常用除尘、脱硫、脱硝技术的原理、改造方法,以及改造后投运实例进行了综合探讨,分析了燃煤电厂烟气污染物超低排放改造后的经济效益及环境效益,以期提供参考。
关键词:燃煤烟气;超低排放;经济效益;环境效益1引言2016年入冬以来,全国各地雾霾天气持续不断,已经严重影响人们的日常生活和身心健康。
我国的能源消费结构以煤炭为主,这是造成我国环境空气污染和各类人群呼吸系统疾病频发的重要根源,无论是能源政策还是经济社会发展要求,其共同目的都是通过控制煤炭消费强度来减少大气污染物排放,改善区域环境质量。
煤电超低排放改造是现阶段发电用煤清洁利用的根本途径,超低排放技术可以进一步减少烟气污染物的排放总量,这是当前复杂形势下解决能源、环境与经济三者需求的最佳手段,也是破解一次能源结构性矛盾的必由之路[1]。
国务院有关部门要求燃煤机组在2020年前完成超低排放改造。
实行对燃煤电厂的超低排放技术改造刻不容缓,由此对超低排放技术改造的技术路线并结合改造案例进行综合介绍。
2超低排放的概念超低排放[2]是指燃煤火力发电机组烟气污染物排放浓度应当达到或者低于规定限值,即在基准氧含量为6%时,烟(粉)尘≤5mg/m3,二氧化硫≤35mg/m3,氮氧化物≤50mg/m3。
3超低排放改造的技术路线我国目前大量工业用电、居民用电,基本都靠燃煤电厂供给,因此选择合理的改造技术显得尤其重要。
对现有净化设备利用率高,改造工程量少的技术成为电厂的首选。
以下针对燃煤电厂常用的几种除尘、脱硝、脱硫设备的改造方式进行综合介绍。
3.1除尘技术目前燃煤电厂采取的除尘超低排放技术有:电除尘、电袋复合除尘、低低温电除尘、湿式电除尘以及最新的团聚除尘技术等。
3.1.1电除尘技术电除尘器[3]的工作原理是通过高压静电场的作用,对进入电除尘器主体结构前的烟道内烟气进行电离,使两极板(阴极和阳极)间产生大量的自由电子和正负离子,致使通过电场的烟(粉)尘颗粒与电离粒子结合形成荷电粒子,随后荷电粒子在电场力的作用下分别向异极电极板移动,荷电粒子沉积于极板表面,从而使得烟气中的尘粒与气体分离,达到净化烟气的目的。
燃煤电厂协同除尘技术应用及电除尘器改造技术

燃煤电厂协同除尘技术应用及电除尘器改造技术为适应燃煤电厂对烟尘排放的严格要求,需要对新建或原有锅炉的烟尘处理系统开展重新设计优化,并运用环保研究新技术,通过多个系统的共同作用,将净烟气烟尘排放浓度降到IOmg/m3以下。
对目前燃煤电厂有成功运用的烟气协同处理技术、对低低温省煤器的安装运用、电除尘的改造提效、增加湿法脱硫的除尘能力以及湿式除尘器的应用等方面开展分析,阐述各系统互相配合对烟尘开展协同处理,到达超低排放的目的。
近几年,环境保护约束愈加严格,对火力发电厂污染物排放限值到达世界最高标准,重点地区烟尘排放浓度执行20mg∕nι3限值。
部分地方标准更是高于国家标准,燃煤电厂正在开展“超低”、"近零''排放改造,就烟尘来说,单靠传统的电除尘技术已无法到达这样的要求。
为到达排放标准,对新建或现有锅炉设备的设计与改造,本着安全、经济、可靠的原则,优化组合脱硝、低低温省煤器、电除尘器、脱硫岛、湿式除尘器等系统的配置及选定方法,充分利用每个系统的特点,分担除尘功能,以求到达大系统协同控制的能力,如图1所示。
结果证明,可有效将烟尘质量浓度控制在5mg∕m3以下,日常运行在1~3mg∕m3之间。
1低低温电除尘技术分析研究说明,通过烟气冷却器或烟气换热系统降低电除尘入口烟气温度至酸露点以下(一般在90。
C左右),使烟气中大部分的S03在烟气冷却器中冷凝成硫酸雾并粘附在烟尘表面,使烟尘性质发生了较大变化,可大幅提升除尘效率,并同时能去除大部分的S03,同时解决了S03引起的酸腐蚀问题。
在锅炉空预器后设置低低温省煤器,使进入除尘器入口的烟气温度降低,能明显提高电除尘效率。
1.1低低温电除尘优点烟气温度的降低使烟尘比电阻下降。
低低温电除尘器将烟气温度降低到酸露点以下,由于烟气温度的降低,特别是由于S03的冷凝,可大幅度降低烟尘的比电阻(如图2),消除反电晕现象,从而提高除尘效率。
除尘器性能测试说明:在增设换热装置后,烟尘排放从原约60mg∕m3下降到20mg∕πι3,除尘效率明显提高。
燃煤电厂节能减排技术措施

燃煤电厂节能减排技术措施燃煤电厂节能减排技术措施中国政府正在以科学发展观为指导,加快发展现代能源产业,坚持节约资源和保护环境的基本国策,把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置,努力增强可持续发展能力,建设创新型国家,继续为世界经济发展和繁荣作出更大贡献。
那么,下面是店铺为大家整理的燃煤电厂节能减排技术措施,欢迎大家阅读浏览。
1、提高蒸汽参数常规超临界机组汽轮机典型参数为24.2MPa/566℃/566℃,常规超超临界机组典型参数为25-26.25MPa/600℃/600℃。
提高汽轮机进汽参数可直接提高机组效率,综合经济性、安全性与工程实际应用情况,主蒸汽压力提高至27-28MPa,主蒸汽温度受主蒸汽压力提高与材料制约一般维持在600℃,热再热蒸汽温度提高至610℃或620℃,可进一步提高机组效率。
主蒸汽压力大于27MPa时,每提高1MPa进汽压力,降低汽机热耗0.1%左右。
热再热蒸汽温度每提高10℃,可降低热耗0.15%。
预计相比常规超超临界机组可降低供电煤耗1.5~2.5克/千瓦时。
技术较成熟。
适用于66、100万千瓦超超临界机组设计优化。
2、二次再热在常规一次再热的基础上,汽轮机排汽二次进入锅炉进行再热。
汽轮机增加超高压缸,超高压缸排汽为冷一次再热,其经过锅炉一次再热器加热后进入高压缸,高压缸排汽为冷二次再热,其经过锅炉二次再热器加热后进入中压缸。
比一次再热机组热效率高出2%~3%,可降低供电煤耗8~10克/千瓦时技术较成熟。
美国、德国、日本、丹麦等国家部分30万千瓦以上机组已有应用。
国内有100万千瓦二次再热技术示范工程。
3、管道系统优化通过适当增大管径、减少弯头、尽量采用弯管和斜三通等低阻力连接件等措施,降低主蒸汽、再热、给水等管道阻力。
机组热效率提高0.1%~0.2%,可降低供电煤耗0.3~0.6克/千瓦时。
技术成熟。
适于各级容量机组。
4、外置蒸汽冷却器超超临界机组高加抽汽由于抽汽温度高,往往具有较大过热度,通过设置独立外置蒸汽冷却器,充分利用抽汽过热焓,提高回热系统热效率。
低低温电除尘技术的应用

低低温电除尘技术的应用摘要:近年来,我国不断加大大气污染治理力度,对各行业生产提出了更高的排放标准和要求。
依据环境现状分析,彻底解决污染问题依旧任重道远,面临着很大的挑战。
从污染防治的角度来说,通过不断加大研究力度,相关技术的发展取得了不错的成效。
电除尘技术在煤电行业大气治理标准提升的推动下,获得科技攻关和技术创新等成果。
其中,低低温电除尘技术以及湿式电除尘技术等,为煤电行业实现超低排放提供强有力的技术支持与保障。
关键词:低低温电除尘技术;优势;评估1 低低温电除尘系统的运行实现与优势系统概述。
低低温电除尘系统通过在电除尘器前端位置设置换热系统,例如以水为媒介的GGH或者低温省煤器,负责对烟气进行降温处理,使其温度降低到酸露点以下,大约在85~90℃范围内,烟气内含有的SO3因为温度降低的影响,在换热系统内产生冷凝反应,最终成为硫酸雾,同时被粉尘吸附与中和,粉尘比电阻明显下降,反电晕很少出现,同时除尘效率得到优化,增强了电除尘器装置对煤种的适应范围,并且去除大量SO3,系统运行效益显著,如果使用低温省煤器,还能够减少大约5%的能源消耗。
工艺路线。
使用的低低温电除尘系统,相比传统除尘工艺,在路线布置方面进行了优化,电除尘器的上游配置GGH热回收器。
一般来说,主要采取以下配置方式:(1)对烟气冷却器内的热量进行回收,为加热锅炉配置的汽轮机用气提供支持与保障,获得较好的节能效果。
(2)对烟气冷却器内的热量进行回收,经过传送后使其达到烟气再加热器装置,增加烟气温度,同时增强烟气的扩散性。
技术优势。
根据低低温电除尘系统使用效果分析,可以发现其有如下技术优势:(1)低温腐蚀性较低。
研究中烟气温度小于酸露点温度是否会造成低温腐蚀,始终是研究的重点,日本国内的排放标准要求较高,相关学者的研究显示,若能够做好ESP入口粉尘浓度的控制,使得SO3凝聚于粉尘内,则可避免设备腐蚀的出现。
日本三菱重工曾围绕此课题进行研究,结果显示:当灰硫比超过10,那么腐蚀率几乎为O,其交付的火电厂配套的低低温电除尘系统,运行的灰硫比远远超过100,未出现低温腐蚀问题。
燃煤电厂低温省煤器泄漏分析及检测、预防方法初探

燃煤电厂低温省煤器泄漏分析及检测、预防方法初探谢庆亮(福建龙净环保股份有限公司,福建 龙岩 364000)摘 要:低温省煤器与低低温电除尘器组合技术凭借其优良的节能减排效果,已成为燃煤电厂尾部烟气处理的重要技术之一。
随着低温省煤器的广泛应用,其泄漏威胁机组的安全运行问题也开始暴露。
本文针对低温省煤器的泄漏现象,分析磨损、腐蚀等造成泄漏的原因,并针对性提出泄漏在线检测和预防泄漏的方法,为低温省煤器的安全稳定运行提供参考。
关键词:低温省煤器;泄漏;磨损;在线检测;预防中图分类号:X506 文献标志码:ALeakagecause,detectionandpreventionoflowtemperatureeconomizersincoal-firedpowerplantsXieQingliang(FujianLongkingCo.,Ltd.,Longyan364000)Abstract:Fortheexcellentenergysavingandemissionreductioneffect,thecombinationoflowtem peratureeconomizerandlow-lowtemperatureelectrostaticprecipitatorhasbecomeoneoftheimpor tanttechnologyforfluegastreatmentincoal-firedpowerplant.Withthewideapplicationoflowtemperatureeconomizer,thetubesleakagehasbecomeacommonproblemwhichaffectsthesafeop erationofthepowerunit.Inthispaper,thecausesofleakageoflowtemperatureeconomizersuchaswearandcorrosionareanalyzed.Themethodsofon-lineleakagedetectionandleakagepreventionapproachesareputforwardtoprovideguaranteeforthesafeandstableoperationoflowtemperatureeconomizer.Keywords:lowtemperatureeconomizer;leakage;wear;on-linedetection;prevention 在燃煤电厂中,水冷壁、过热器、再热器和省煤器合称为锅炉“四管”,锅炉”四管”泄漏占火力发电机组各类非计划停运原因之首[1]。
燃煤电厂烟气污染物超低排放技术

燃煤电厂烟气污染物超低排放技术当今社会,发展迅速,能源的消耗量也逐渐增大,煤炭加工量也随之增加,其加工利用过程中产生的污染物也是越来越多,严重影响了大气环境。
因此,要想从本质上改善这种状况,就要从根源上减少烟气污染物的排放,对排出的污染物开展处理再利用,引进先进的技术让燃煤电厂烟气处理超低排放得到本质上的提高。
1燃煤电厂烟气超低排放技术现状从雾霾来看,我国雾霾天气出现的次数越来越多,严重影响了正常工作和生活。
在我国,能源的消耗主要是煤炭,发电在很长一段时间是燃煤为主。
目前我国,相对成熟的除尘设备是静电除尘器和布袋除尘器。
关于静电除尘器,这种除尘器的使用周期比较长,维护费用也相对较低,适用性广。
静电除尘器的缺点是:其耗电量比较大、设备构造比较复杂、体积大而且对粉尘的要求高。
关于布袋式除尘器,这种设备适用性很强、效率高、运行平稳、使用范围广、后期维护容易、操作简单,并可处理温度较高的、高比电阻类型的粉尘,但布袋除尘器使用寿命会受到滤袋寿命的影响,并且这种除尘器不适合湿度大、粘性强的粉尘,尤其是要注意烟气温度,烟尘的温度一旦低于了露点温度就会结露,造成滤袋堵塞。
2燃煤电厂烟气超低排放技术探讨(1)关于湿式电除尘器的应用探讨湿式电除尘器,其使用原理是直接让水雾喷向电极、电晕区,在芒刺电极来形成一个强大的电晕场内荷电后分裂,水雾进一步雾化,在这里,电场力与荷电水雾相互碰撞拦截、吸附凝结,一起对与粉尘粒子捕集,最后粉尘粒子会在电场力驱动作用下,在集尘极被捕集到;与干式电除尘器不同的是,干式电除尘器是通过振打,让极板灰振落至灰斗,而湿式电除尘器的原理是将水喷到集尘极上,从而形成了连续水膜,利用水清灰,并没有振打装置的存在,利用流动水膜的作用来将捕获粉尘开展冲刷,冲刷至灰斗中,随水排出完成除尘。
(2)关于低低温静电除尘器的应用探讨低(低)温静电除尘技术,其原理是利用温度的降低来开展除尘。
烟气途经低温省煤器,烟气尘的温度会迅速的降低,入口处的烟气温度低于烟气露点温度。
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低低温电除尘技术是实现燃煤电厂节能减排的有效技术之一北极星节能环保网2014/7/115:25:41 中国环保产业协会我国以煤炭为主的能源供应格局在未来相当长的时间内不会发生根本性改变,因此燃煤电厂污染物排放问题一直是人们关注的热点。
《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)的出台,将烟尘排放浓度限值由50mg/Nm3降至30mg/Nm3,重点地区降至20mg/Nm3,达到了与欧美发达国家同样严格的标准要求。
《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)增设了PM2.5排放浓度限值,并给出了监测实施的时间表。
鉴于中国煤种多变等特殊国情,新环保标准的实施,对电除尘技术来说,既是挑战更是机遇。
电除尘器因其具有除尘效率高、设备阻力低、处理烟气量大、运行费用低、维护工作量少且无二次污染等优点,长期以来在电力行业除尘领域占据着绝对的优势地位。
国内电除尘领域的众多专家在对国内煤种的适应性进行了研究后,认为在满足新排放标准并保证经济性的前提下,电除尘器仍有广泛的适应性。
但电除尘器的除尘效率与粉尘比电阻有很大的关系,低低温电除尘技术可大幅度降低粉尘的比电阻,避免反电晕现象,从而提高除尘效率,不但能实现低排放,当采用低温省煤器时,还可节省能耗,同时去除烟气中大部分的SO3。
该技术在日本已得到工程实践的考验。
随着我国节能减排政策执行力度的进一步加大,国内对该技术的关注度也日益增加。
低低温电除尘技术概述低低温电除尘技术发展历史低低温电除尘技术是从电除尘器及湿法烟气脱硫工艺演变而来。
在日本已有近20年的应用历史。
三菱重工于1997年开始在大型燃煤火电机组中推广应用基于MGGH管式气气换热装置使烟气温度在90℃左右运行的低低温电除尘技术,已有超6500MW 的业绩,在三菱重工的烟气处理系统中,低低温电除尘器出口烟尘浓度均小于30mg/Nm3,SO3浓度大部分低于3.57mg/Nm3,湿法脱硫出口烟尘浓度可达5mg/Nm3,湿式电除尘器出口烟尘浓度可达1mg /Nm3以下。
目前日本多家电除尘器制造厂家均拥有低低温电除尘技术的工程应用案例,据不完全统计,日本配套机组容量累计已超5,000MW,典型的有三菱重工(MHI)、石川岛播磨(IHI)、日立(Hitachi)等。
低低温电除尘技术简介低低温电除尘技术是通过低温省煤器或热媒体气气换热装置(MGGH)降低电除尘器入口烟气温度至酸露点温度以下,一般在90℃左右,使烟气中的大部分SO3在低温省煤器或MGGH中冷凝形成硫酸雾,黏附在粉尘上并被碱性物质中和,大幅降低粉尘的比电阻,避免反电晕现象,从而提高除尘效率,同时去除大部分的SO3,当采用低温省煤器时还可节省能耗。
低低温电除尘系统布置如图1所示,与传统工艺路线布置不同的是,电除尘器的上游布置了GGH热回收器。
燃煤电厂烟气治理岛低低温电除尘系统典型布置方式主要有两种(如图2、图3所示)。
图2是在电除尘器前布置低温省煤器,具有节能的效果,是目前国内采用的主要工艺路线。
图3是在电除尘器前布置MGGH,将烟气温度降低,同时将烟气中回收的热量传送至湿法脱硫系统后的再加热器,提高烟囱烟气温度,该工艺路线在日本应用非常广泛。
低低温电除尘技术特点根据在日本电厂的应用情况,与传统电除尘器相比,低低温电除尘技术具有以下特点。
(1)除尘效率高1)比电阻下降。
低低温电除尘器将烟气温度降低到酸露点以下,由于烟气温度的降低,特别是由于SO3的冷凝,可大幅度降低粉尘的比电阻,避免反电晕现象,从而提高除尘效率(如图4所示)。
在这种模式下省略除尘塔和湿式电除尘器也可满足排放要求。
低低温电除尘器出口烟尘浓度低于30mg/Nm3,通过湿法脱硫装置保证出口烟尘浓度小于10mg/Nm3排放。
2)击穿电压上升。
排烟温度降低,使电场击穿电压上升,除尘效率提高。
从以下经验公式看,排烟温度每降低10℃,电场击穿电压将上升3%。
3)烟气量降低。
由于排烟温度降低,烟气量相应下降,电除尘电场风速降低,比集尘面积增加,有利于粉尘的捕集。
(2)可除去绝大部分SO3电除尘器烟气温度降至酸露点以下,气态的SO3将转化为液态的硫酸雾。
因烟气含尘浓度很高,粉尘总表面积很大,这为硫酸雾的凝结附着提供了良好的条件。
当灰硫比(D/S),即粉尘浓度(mg/Nm3)与硫酸雾浓度(mg/Nm3)之比大于100时,烟气中的SO3去除率可达到95%以上,SO3质量浓度将低于1ppm(约3.57mg/Nm3)。
日本通过实验得出燃煤电厂烟气处理系统中硫酸雾质量浓度变化趋势情况如图5所示,80℃~90℃的低低温电除尘系统除硫酸雾或SO3效率明显高于130℃~150℃的常规电除尘系统。
(3)当采用低温省煤器时,节能效果明显对1台1000MW机组低低温电除尘系统的节能效进行果计算分析,烟气温度降低30℃,可回收热量1.64×108kJ/h(相当于1.2吨标煤/h),节约湿式脱硫系统水耗量70t/h,同时,烟气温度降低后,实际烟气量大大减少,这不仅可以降低下游设备规格,而且可使风机(IDF)的电耗约减少10%,脱硫系统用电量由原来的1.3%减小到1.0%。
(4)二次扬尘加剧粉尘比电阻的降低会削弱捕集到阳极板上的粉尘静电黏附力,从而导致二次扬尘现象比常规电除尘器严重,影响除尘性能。
图6表示了烟气温度与ESP除尘效率的关系及ESP出口烟尘浓度的构成。
从图6可以看出,常规电除尘器中排放的烟尘主要是未能捕集的一次粒子,而低低温电除尘器中二次扬尘部分是主体,未采取特别对策的低低温电除尘器的二次扬尘主要由振打再飞散粉尘组成,而未能捕集的一次粒子仅仅占很小一部分。
低低温电除尘器如不对二次扬尘采取针对性的措施,烟尘排放量将会超过常规电除尘器,但在采取特别对策后,烟尘排放浓度可大幅降低。
低低温电除尘技术研究现状低温腐蚀问题由于烟气温度在MGGH中被降低至90℃左右,低于酸露点,使烟气中的大部分SO3在MGGH中冷凝,形成具有腐蚀性的硫酸雾。
关于烟气温度低于酸露点温度是否引起低温腐蚀问题,有日本学者的研究结果显示,合适的ESP入口粉尘浓度可以保证SO3凝聚在粉尘表面,不会发生设备腐蚀。
三菱重工的研究结果显示当灰硫比大于10时,腐蚀率几乎为零(如图7a所示),三菱重工已交付的火电厂的低低温电除尘器灰硫比一般远大于100,都没有低温腐蚀问题。
美国南方电力公司也通过灰硫比来评价腐蚀程度(如图7b所示),当低低温电除尘器采用含硫量为2.5%的燃煤时,灰硫比在50~100之间可避免腐蚀,当采用含硫量更高的燃煤时,为避免腐蚀,灰硫比应大于200。
低低温电除尘器目前多应用于低硫煤。
在IHI(石川岛播磨)的业绩中,对应的煤种含硫量最高为1.17%。
美国应用的低低温电除尘器中,有电除尘器入口SO3气体浓度为51.5mg/Nm3的报道。
日本日立在实验室完成了SO3气体浓度为143mg/Nm3,降温后SO3气体浓度为0.286mg/Nm3的试验。
日本各电厂的燃煤稳定,因此其酸露点温度也较稳定。
由于燃煤含硫量越高,烟气中的SO3浓度越高,其对应的酸露点温度就越高,发生腐蚀的风险会增加。
低低温电除尘器对高硫煤的腐蚀情况还有待进一步研究。
常陆那珂电厂将高硫煤和次烟煤等混合后燃用,在一定程度上解决了高硫煤低温腐蚀问题。
总之,低低温电除尘器一般不存在腐蚀问题,但对高硫煤工况尚未见工程应用。
二次扬尘问题在低低温电除尘系统中,二次扬尘会对烟尘排放起决定性的作用,应采用防止二次扬尘的措施。
现有的措施有:1)采用离线振打技术。
在振打时关断该通道的气流,也可配合断电振打来提升极板的清洁效果(如图8所示),三菱重工主要采用这种技术。
2)采用移动电极电除尘技术,日立主要采用这种技术。
3)出口封头内设置收尘板式的出口气流分布板,使部分来不及捕集或二次飞扬的粉尘进行再次捕集。
需要指出的是,采用离线振打技术增大了电除尘器尺寸,增加了成本和结构的复杂性,需要对隔离门进行维护,当一个室因振打而关闭时会破坏正常的气流。
灰斗堵塞问题由于温度较低,灰的流动性降低易引起灰斗堵塞。
三菱重工提出的对策有:1)灰斗的卸灰角需增加;2)灰斗不仅需保温,在下部还需用蒸汽加热器或电加热器进行有效加热,强化蒸汽加热管并涂抹远红外线涂料,以保证下灰通畅;3)灰斗内壁涂增加光滑度的材料。
国内外应用情况及典型案例分析国外低低温电除尘技术已有近20年的应用历史,投运业绩超过20个电厂,机组容量累计超15,000MW,国外投运情况为低低温电除尘技术的国内应用提供了借鉴。
国内在2010年开始加大该技术研发,目前已有600MW机组投运业绩。
石川岛播磨(IHI)的常陆那珂1号机组石川岛播磨(IHI)的常陆那珂1号机组1000MW燃煤电厂2003年12月投运,热回收器从烟气中吸收相当于发电量的3%~5%的热量,其工艺流程为:含有高浓度粉尘和SO3的烟气通过空气预热器将烟气温度从370℃降到138℃,通过MGGH将烟气温度降至92℃,然后进入低低温电除尘器,出口烟尘浓度为30mg/Nm3,出口烟气温度90℃,除尘效率为99.8%。
脱硫装置出口SO3浓度111mg/Nm3、塔内流速4.0m/s、石膏纯度在95%以上、石膏含水率在10wt%以下,为了使脱硫装置出口烟气温度达到酸露点以上,符合日本烟气排放的温度标准,通过烟气再加热器将温度升高到90℃左右,烟尘排放浓度小于8.0mg/Nm3且避免了对下游设备的腐蚀。
由于脱硫系统的除尘效率较高,一般可达80%左右,因此低低温电除尘器的出口烟尘浓度限值设置在30mg/Nm3是合理的。
运煤设备考虑了混煤运用的设计,通过调节两台煤炭装载输送机的排出速度,可按任意比率在输送带上进行混煤。
对于含硫高的煤和次烟煤等对低低温电除尘器存在运行风险的煤种,可通过混煤加以利用。
日本日立(Hitachi)碧南电厂4、5号机组日本日立已将“DeNOx系统+低低温电除尘器+DeSOx系统+湿式电除尘器”技术成功应用在日本中部电力株式会社的碧南电厂1000MW燃煤机组中,碧南电厂共有五台机组,其中4#、5#炉1000MW机组均为低低温电除尘器,分别于2001年、2002年投运。
如图9所示,进入移动电极电除尘器的烟气温度为80℃~90℃,GGH进口粉尘浓度为5~30g/Nm3,低低温电除尘器出口烟尘浓度小于30mg/Nm3,脱硫系统出口烟尘浓度3~5mg /Nm3,湿式电除尘器出口烟尘浓度0.32~1.0mg/Nm3,烟囱入口SO3浓度小于0.286mg/Nm3,此工艺通过移动电极解决了低低温电除尘器二次扬尘问题。
日本电源开发株式会社的橘湾火力发电站2号机组由日本电源开发株式会社提供的橘湾电厂2号机组(1050MW)配套低低温电除尘器于2000年12月开始商业运转,设计温度90℃,测试温度96℃,设计低低温电除尘器出口烟尘浓度24.0mg/Nm3,测试低低温电除尘器烟尘出口浓度3.7mg/Nm3,测试烟囱出口烟尘排放浓度为1mg/Nm3。