華潤電力古城有限公司300MW機(jī)組電除塵器改造方案

陳孫偉 趙樓鋒 趙生輝 李奇勝 呂岱岳

（浙江菲達(dá)環(huán)保科技股份有限公司，浙江 諸暨 311800）

0 引言

華潤古城電廠2*300MW機(jī)組配套煙氣除塵設(shè)備為浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰旧a(chǎn)的2F246-5型電除塵器（雙室五電場，流通面積為2×246m2）、原設(shè)計電除塵器效率99.72%。由于實際燃用煤種與設(shè)計煤種存在很大差異且不斷變化，灰分翻番，磨煤機(jī)石子煤排放量猛增，磨輥磨損嚴(yán)重，煙氣量從原設(shè)計的1768690m3/h增大到2080000m3/h；電除塵器原設(shè)計要求偏低、現(xiàn)比集塵面積偏小僅為74.6m2/（m3/s）；各室之間氣量分配偏差較大。從而嚴(yán)重影響了電除塵器的正常運(yùn)行和除塵效率，電除塵器出口粉塵濃度偏高，已無法滿足現(xiàn)有的出口排放要求，電除塵器改造刻不容緩。

1 原電除塵器主要設(shè)計參數(shù)

華潤古城電廠300MW機(jī)組原電除塵器主要技術(shù)參數(shù)如下：

處理煙氣量 1768690m3/h

流通面積 2*246m2

電場數(shù) 雙室五電場

電場有效長度 5*3.5m

電場有效寬度 4*8.8m

電場有效高度 14m

同極間距 400mm

總集塵面積 43120m2

比集塵面積 87.77m2/（m3/s）

保證效率 99.72%

實測出口粉塵濃度 170.6 Nmg/m3

2 可行性分析

對古城電廠電除塵器目前的總體運(yùn)行情況作了全面評估和分析，充分掌握了各項工況參數(shù)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等，在全面比對分析各種除塵改造可行性方案的基礎(chǔ)上，綜合考慮電廠實際，制定出適合古城電廠電除塵器提效改造的最佳可行性研究方案。

2.1 對實際燃用煤種的測定及分析

對實際燃煤的煤、灰成分及灰比電阻進(jìn)行測試，結(jié)果分別如下：

古城電廠實際燃煤分析結(jié)果

碳（Cy%） 54.6

氫（Hy%） 3.35

氧（Oy% ） 4.20

氮（Ny%） 0.95

硫（Sy%） 0.46

灰份（Ay%） 30.72

水份（Wy%） 5.70

揮發(fā)份（Vr%） 32.00

低位發(fā)熱量KJ/kg 21.03

古城電廠實際燃灰分析結(jié)果

SiO2% 57.64

Al2O3% 30.56

Fe2O3% 3.35

CaO% 2.12

MgO% 0.63

SO3% 1.62

K2O% 1.16

Na2O% 0.52

從華潤古城電廠實際燃煤的煤、灰成分分析結(jié)果看，灰中Na2O含量為0.52，煤中S份為0.46，三氧化二鋁（Al2O3）粉塵微細(xì)且輕，稱之為“飄塵”，加之比電阻偏高（9.96×1012Ω.cm），在電除塵器末級電場極易形成二次揚(yáng)塵和反電暈，因此采用電除塵器處理這種高三氧化二鋁（Al2O3）粉塵，在國內(nèi)外均未達(dá)到理想的效果。根據(jù)上述評判方法，對于送檢煤、灰，電除塵器對實際燃用煤種的除塵性能應(yīng)屬于“一般”這一范疇。

2.2 電除塵器性能測試分析

開展電除塵器性能測試的目的旨在掌握當(dāng)前古城電廠電除塵器實際處理煙氣量、實際進(jìn)口含塵濃度、實際煙氣溫度、除塵效率、出口粉塵濃度等。

根據(jù)2011年1月份的測試結(jié)果顯示，實際處理煙氣量、實際進(jìn)口含塵濃度、實際煙氣溫度符合或接近對應(yīng)設(shè)計值，因此，可以判斷是原電除塵器設(shè)計效率偏低，比集塵面積偏小，且煤種變化較大導(dǎo)致其出口粉塵濃度超標(biāo)，氣流分布也不均勻，與平均值的偏差達(dá)到11.5%。

2.3 原電除塵器內(nèi)件檢驗及運(yùn)行情況分析

對電除塵器內(nèi)部情況作徹底了解，以掌握古城電廠電除塵器真實的設(shè)備情況進(jìn)入古城電廠電除塵器內(nèi)部進(jìn)行安裝質(zhì)量、陰、陽極積灰情況、磨損、腐蝕、變形等設(shè)備技術(shù)狀況檢查，電場內(nèi)部存在斷線、掉錘等問題，直接影響電除塵器的除塵效率，掌握了古城電廠電除塵器的設(shè)備現(xiàn)狀。

2.4 電除塵器的選型校核

根據(jù)實際煤、灰分析數(shù)據(jù)、實際測量電除塵器煙氣參數(shù)，利用菲達(dá)環(huán)保的電除塵器選型技術(shù)對古城電廠電除塵器進(jìn)行了選型校核，從而在理論上計算分析古城電廠電除塵器在正常運(yùn)行情況下，除塵效率及出口粉塵濃度值，并以此作為依據(jù)，為古城電廠電除塵器制定科學(xué)合理的提效改造方案。

圖1

3 改造方案內(nèi)容

通過對古城電廠電除塵器性能測試報告、運(yùn)行情況及改造方案可行性分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合電除塵器內(nèi)部及場地實際情況，對其進(jìn)行了以下改造，具體改造內(nèi)容如下：

3.1 對前四電場加高

原所有的前四電場進(jìn)行加高處理，使電場有效高度由14m增加至15.5m，更換全部內(nèi)件；殼體加高1.8m；進(jìn)口封頭中心加高0.5m；出口封頭在保持煙道中心標(biāo)高不變的前提下作相應(yīng)的加高改制。

3.2 原第五電場改造成旋轉(zhuǎn)電極電場

拆除原第五電場內(nèi)件，包括陽極系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)、陽極振打、陰極振打；外殼體加高1.8m，重新布置旋轉(zhuǎn)電極電場，包括旋轉(zhuǎn)陽極系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)陽極傳動裝置、陽極清灰系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)、陰極振打；對殼體、底梁、頂部吊機(jī)等作局部改制；同時改制第五電場的頂蓋、灰斗。見圖1。

3.3 煙道改造

通過計算流體動力學(xué)(CFD)的方法，進(jìn)行氣流分布模擬試驗，來核對電除塵器氣流分布裝置能否滿足電場區(qū)氣流均布的要求以及煙道布置能否滿足電除塵器對氣量分配的要求。根據(jù)電除塵器進(jìn)口煙氣流量數(shù)值模擬結(jié)果，原進(jìn)口煙道加高0.5m，同時在煙道增設(shè)導(dǎo)流板或阻尼板等措施，以保證各封頭（室）的流量和理想分配流量之相對誤差不超過±5%；并在煙道內(nèi)設(shè)置氣流分布板，以保證第一電場進(jìn)口端截面測得的氣流均勻性相對均方根σr≤0.25。見圖2。

圖2

4 改造后電除塵器

2013年4月30日古城電廠停爐，電除塵器開始冷卻，5月1日開始拆除工作。 6月16日旋轉(zhuǎn)電極電場開始試運(yùn)轉(zhuǎn)，試運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行了8個小時左右，6月17日電除塵器通煙氣，并對各電場進(jìn)行空載升壓。2013年6月18日，電除塵器正式投運(yùn)。

改造后電除塵器主要技術(shù)參數(shù)

改造后古城電廠300MW機(jī)組配套電除塵器主要技術(shù)參數(shù)如下：

處理煙氣量 2080000m3/h

煙氣溫度 160℃

入口含塵濃度 47g/Nm3

流通面積 2*274m2

電場數(shù) 雙室五電場

電場有效長度 4*4.5m+1*3.2m

電場有效寬度 2*8.832m、2*7.82

電場有效高度1 5.5m

同極間距 384mm+460mm

總集塵面積 51336m2+6745.6m2

比集成面積 100.52m2/（m3/s）

出口排放濃度 ≤40 mg/Nm3

5 結(jié)束語

包一、達(dá)電、衡豐等多個電廠電除塵器的成功改造經(jīng)驗表明：將末電場改造為旋轉(zhuǎn)電極電場，采用布置于灰斗中的清灰刷刷除極板上粉塵的清灰方式，有效解決高比電阻粉塵引起的反電暈及振打清灰引起二次揚(yáng)塵等問題，從而大幅度提高除塵效率，是目前突破常規(guī)電除塵器技術(shù)瓶頸的有效方法之一。特別是對于改造項目，旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器的優(yōu)勢顯得更為突出。

值得指出的是，相對于其它改造方式，本項目采用旋轉(zhuǎn)電極式電除塵技術(shù)更具有優(yōu)勢：

1）由于能有效防止高比電阻引起的反電暈，且最大限度地減少了二次揚(yáng)塵，出口排放≤40mg/Nm3或更低。

2）增強(qiáng)了電除塵器對不同煤種的適應(yīng)性，提高原電除塵器的適用范圍。

3）采用旋轉(zhuǎn)電極式電除塵技術(shù)進(jìn)行提效改造時，原第四電場電除塵器基礎(chǔ)、外形尺寸維持不變，改動較少，施工周期較短，工作量相對較小。

4）采用布袋或電袋改造，需要對原電除塵器電場全部拆除或大部分拆除，并安裝全新濾袋，同時由于系統(tǒng)阻力明顯增加，需對引風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行改造或更換，改造成本較高。另外運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用也較高。而采用旋轉(zhuǎn)電極式電除塵技術(shù)進(jìn)行提效改造，因其對系統(tǒng)阻力幾乎沒有影響，從而不必對原系統(tǒng)（如引風(fēng)機(jī)）等進(jìn)行任何改動。