管束式除尘器在燃煤发电机组粉尘超低排放中的应用

Posted 2023-01-12 粉尘

篇首语：但使书种多，会有岁稔时。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了管束式除尘器在燃煤发电机组粉尘超低排放中的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

摘要：
党的十八大提出“把生态文明建设放在突出地位”、“建设美丽中国”的要求，为改善当前雾霾天气等突出环境问题，国务院陆续出台了《火电厂大气污染物排放标准》、《大气污染防治行动计划》及实施细则等政策措施，以政策为推动力加大环保减排的实施力度。在这的大背景下，作为能源转换企业，2013年，国华电力公司系统性提出对现役机组实施“高品质绿色发电计划”，对标燃气发电大气污染物排放标准，通过系统集成国内外先进的环保减排技术，形成了一套燃煤发电机组烟气节能环保整体化处理的技术方案，使现役燃煤发电机组实现了“超低排放”的发展目标。在对大气污染物“尘硫氮”改造特别是“尘”实施“超低排放”，如何选择技术路线成为摆在各公司面前的一个课题。
关键词：
燃煤发电机组粉尘超低排放管束式除尘器
正文：
1、粉尘超低排放途径选择
1.1、湿式电除尘
湿式电除尘器是一种用来处理含微量粉尘和微颗粒的新除尘设备，主要用来除去含湿气体中的尘、酸雾、水滴、气溶胶、臭味、PM2.5等有害物质，是治理大气粉尘污染的常用设备。湿式电除尘器通常简称WESP，与干式电除尘器的除尘基本原理相同，要经历荷电、收集和清灰三个阶段。沉集在极板上的粉尘可以通过水将其冲洗下来。湿式清灰可以避免已捕集粉尘的再飞扬，达到很高的除尘效率。因无振打装置，运行也较可靠。采用喷水或溢流水等方式使集尘极表面形成导电膜的装置存在着腐蚀、污泥和污水的处理问题，仅在气体含尘浓度较低、要求含尘效率较高时才采用；使用耐腐蚀导电材料做集尘极的湿式电除尘器不需要长期喷水或溢流水，只根据系统运行状况定期进行冲洗。但湿式电除尘存在改造投入成本高、占用空间大、施工周期长、施工难度大，投入后，运行阻力及运行成本较高，且存在增加脱硫系统废水缺点，加重脱硫废水系统处理负担。
1.2电袋复合式除尘器
电袋复合式除尘器是有机结合了静电除尘和布袋除尘的特点，通过前级电场的预收尘、荷电作用和后级滤袋区过滤除尘的一种高效除尘器，它充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优势，以及两者相结合产生新的性能优点，弥补了电除尘器和布袋除尘器的除尘缺点。但电袋除尘其存在运行阻力较大，对于在役机组改造来说，引风机需要较大余量。电袋除尘，滤袋破袋后对粉尘影响较大，在追求粉尘超低排放的当下一旦出现破袋，将对排放产生重大影响。
1.3管束式除尘器
管束式除尘器是近年来发展起来的一种新型除尘器，通过在吸收塔顶部加载除尘管束(替代原除雾器)，达到粉尘超低排放的目的。管束式除尘器是利用烟气通过其设置的三层导流叶片后产生旋转，通过离心力分离烟气中的雾滴及粉尘，其主要有以下特点：
1.3.1使用环境的特点
管束式除尘器的使用环境是含有大量液滴的50℃饱和净烟气，其特点是雾滴量大，雾滴粒径分布范围广，由浆液液滴、凝结液滴和尘颗粒组成；除尘主要是脱除浆液液滴和尘颗粒。
1.3.2细小液滴与颗粒的凝聚
大量的细小液滴与颗粒在高速运动条件下碰撞机率大幅增加，易于凝聚成为大颗粒，从而实现从气相的分离。
1.3.3大液滴和液膜的捕悉
除尘器筒壁面的液膜会捕悉接触到其表面的细小液滴及在增速器和分离器叶片表面的大液滴层，细小液滴经大液滴层实现对细小雾滴的脱除。
1.3.4多级分离器实现对不同粒径液滴的捕悉
气体旋转流速越大，离心分离效果越佳，捕悉液滴量越大，形成的液膜厚度越大，运行阻力越大，越容易发生二次雾滴的生成；因此其采用多级分离器，分别在不同流速下对雾滴进行脱除，保证较低运行阻力下的高效除尘效果。

综合以上比较，管束式除尘器无论从投资、施工及运行成本、可靠性来说，在燃煤机组粉尘超低排放改造中，都具有一定优势，可作为改造技术路线的首要选择。
2、管束式除尘器应用效果
国华孟津电厂每台机组配备两台双室五电场静电除尘器，2011年机组投产后，烟气经静电除尘器处理后，粉尘浓度降低至60mg/Nm3以下，烟气经过脱硫吸收塔进一步除尘后，烟囱粉尘排放浓度低于30mg/Nm3。
2014年底，孟津电厂将静电除尘器由常规电源改为高频电源，使原电除尘出口排放浓度由约60mg/Nm3下降至25mg/Nm3，经湿法脱硫吸收塔后，粉尘排放浓度降低至14mg/Nm3。为进一步减低粉尘排放浓度，2015年3月，孟津电厂对#2机组实施管束式除尘改造。
管束式除尘装置设计除尘效率80%，吸收塔出口雾滴含量可控制在25mg/Nm3以下。在吸收塔入口粉尘浓度小于25mg/Nm3时，烟尘排放浓度小于5mg/Nm3。
孟津电厂#2机组吸收塔直径16米，吸收塔内部进行管束式除尘器的改造，将吸收塔原除雾器及冲洗水管道拆除，同时拆除上层除雾器支撑梁，加固下层支撑梁。在现场支撑梁上安装管束式除尘装置。孟津电厂#2机组共安装管束859根，单个管束高度2900毫米。
2015年3月底，管除投运后，孟津电厂对各项性能保证值进行了测试。
2.1管束式除尘器出口粉尘浓度测试
孟津电厂分别委托河南省电科院及河南省环境监测中心，对管除出口粉尘浓度在不同工况下进行了测试，测试数据如下：

2.2高浓度粉尘测试
为测试管除除尘能力，在电除尘退出末级电厂(四个供电分区)情况下，进行高浓度粉尘工况测试。测试说明管束式除尘器，在高浓度粉尘工况下，依然有较强的除尘能力。测试数据如下：

2.3管除出口雾滴测试
经河南电科院对管束式除尘器出口雾滴浓度进行测试，600MW工况下，雾滴浓度为15.8mg/Nm3。
2.4管束式除尘器阻力测试
通过不同负荷段管束式除尘器运行阻力分析，其300MW运行平均阻力在90Pa左右，在600MW负荷，其运行阻力平均为330Pa左右。
2.5系统水耗影响
统计改造前后脱硫系统整体水耗，无明显变化，改造后与改造前基本持平

3、小结
管束式除尘装置，是一种新的粉尘超低排放技术，适用于燃煤发电机组的粉尘超低排放应用，对于粉尘有较强的去除能力；基于其物理除尘的原理，可靠性相对较高，值得燃煤发电机组推广应用。