摘要：该文介绍了低温技术下燃煤机组超低排放改造实践的原理和优缺点。基于电厂机组超低排放改造的实践，通过低温技术对现有的脱硫技术进行了大规模燃煤机组的探讨，提高除尘效果的具体措施在实践中表现出良好的效果。
关键词：低温技术；燃煤机组；减排
1 概述
在国家对燃煤电厂烟尘排放政策越来越严格控制，烟尘排放收费增加，排污权交易制度的背景下，火电厂的发展也需要进一步加强。如今各大电力公司已开始大力致力于减排事业上，在燃煤机组上引进大量人才和提供最先进的技术、资源等。例如低温静电除尘技术就是目前国家环保部门所推广的减排技术之一。实际上它是指在锅炉空气预热器和静电除尘器之间的烟道上安装一套低温烟雾冷却器，使烟气温度降至85度。其温度调节原理是利用汽轮机的冷凝水与热烟气进行热交换。除尘烟雾的温度从正常的120-160℃降低到90-110℃的低温状态。当烟气下降到一定的酸值时，大部分SO3在温度下降后凝结成硫酸雾，然后被灰尘吸附和中和。当粉尘阻力开始减小时，电晕现象将得到改善，并且增强除尘的力度，使静电除尘器可以对多种煤种发挥作用，大部分SO3将被去除。
在对已经投入运行的机组进行调查后，发现中国许多燃煤电厂的锅炉排气温度几乎高于原来的估算，导致发电成本增加，烟气大量增加，以及单位发电效率的降低。而在实施低温静电除尘技术后，随着温度下降后烟气量就会减小，原有电除尘电场的风速也会随着改变降低，然后使厂用电量减少，起到节能环保的作用。这项技术在日本等东亚地区得到了极大的重用，其三菱，日立等配套装置的产能已累计达到13，000兆瓦，现已成为当地燃煤电厂的标准除尘系统配置。目前，中国有少数发电厂如上海和江苏，利用这项技术提高机电发电效率，加强环境保护。该文以某发电厂1、2号机组超低排放改造作为例子，说明实施该技术的具体情况和达到的效果。
2 低温电除尘技术的特点
低温电除尘技术的原理决定了其在市场上应用的利弊。为了更清楚地介绍其特性，下面以布袋除尘技术为例子进行比较，可以概括为以下四点：
2.1 改造难度低
低温电除尘技术相对于布袋除尘等除尘改造手段，它的实施改造难度很低。它是在原有除尘设备和预热器之间的烟道中加入一组调热器，其能量很难转换并且实施起来有一定的难度。
2.2 运行管理方便
低温技术的运行管理相对简单，在运行过程中需要适当调整并且注意电压、电流等方面的改变。而布袋除尘技术比较麻烦，布袋需要定时地更新，而且在使用吸风机时要注意输出的力度，可以有效地避免了布袋因为超额抽吸而遭到破坏。这些方面的因素一没有把控好将会影响机器的运作。
2.3 适应能力强
低温手段使原有的静电除尘器保持不变，仅通过降低温度降低灰尘比容和电阻，并减少除尘器入口处的烟气量，从而提高除尘器的效率。该手段不仅适用于高温高湿的烟气环境，也同样适用于酸性环境，在灰尘环境下也可以提高SO3去除率。另外尽管低温溶液导致电阻增加，但由于烟气体积减小，所以引风机的输出在转化后较少增加。对于硫含量较高的装置，袋式过滤器容易腐蚀过滤袋，导致过滤袋的寿命大大缩短。硫含量高于2％的集尘器的操作风险相对较高。因此300MW及以上煤炭机组在国内的燃烧很少使用。[1]
2.4 对设备耐腐蚀性要求高
低温电除尘器将烟气温度降低到酸临界值以下，并且周遭环境将产生腐蚀性强的烟气，对加热表面，极板和振打的耐腐蚀性有很大的考验。系统。所以在设计和选择中，有必要选择耐酸腐蚀性强的材料。同时，在维修单元时，必须加强对加热面，极板，极线和振打系统的维护和修理。
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3 发电厂低温电除尘改造实践
3.1 改造前设备情况介绍
本实施单位配备上海锅炉厂生产的660MW超临界参数变压操作螺旋管环直流电炉，它是锅炉过热器出口主蒸汽压力超过22.12MPa的汽轮发电机组。改造前，电厂1号，2号炉分别配备2台四电场的静电除尘器，它的除尘效率高达99.65％。该电除尘器采用双壳密相气力输送方式，粉煤灰通过双壳输送到三个灰仓中运输。
改造前电除尘系统存在以下问题：
3.1.1 设计标准起点较低。
该系统从2009年开始投入运行，它的实施标准为GB 13223-2003。并且设计入口粉尘浓度为33.202g / m3，除尘效率能够达到99.65%以上。而设计出口的粉尘浓度为82.3mg / m3，因此不能达到GB13223-2011新的环境排放要求标准。
3.1.2 集尘器入口温度过高
根据测试，电厂1号和2号机组的集尘器入口温度约为140°，比原设计入口高127°。高烟温导致除尘器入口处的烟道气量增加，这也导致当前的实际排放浓度显着超过除尘器的原始设计值。
3.1.3 振打引起的二次灰分。
由于灰尘本身具有一定的粘附性并且可以粘附到电极上，不过电极上的灰尘量很小，但是还是能对放电产生不良的影响。假如没有定时处理灰尘，则会增加局部破坏的可能性。[2]因此，及时清除电极上的灰尘是确保静电除尘器正常运行的重要条件之一。调整了电厂1号，2号机组除尘器振打系统的振动力和振打频率，然而由于煤质差异较大，振打模式调整不能满足煤质的变化，容易造成板，极针有灰和产生二次粉尘，影响除尘效率。
3.2 改造方案
经过相同类型的单元测量和单元运行数据分析，考虑到该电厂1号机组和2号机组的SO2排放标准进一步加强，所以GGH的消失已成为一种必然的趋势。但是GGH的消失会带来烟囱防腐的问题。因此为了更有效地处理烟囱防腐和烟囱及白烟问题，电厂人员实施了低温电除尘技术改造方案。目前集尘器入口处的烟气温度大概约为140℃，利用低温烟气余热改造不但能使集尘器入口烟气温度得到下降，使入口烟气量排放达到标准，还能使烟尘的电阻力下降和改善粉尘的质量以及驱动速度。与传统的电除尘器相比，低温电除尘技术的成本非常低。当集尘器的除尘效果得到改善时，可以有效实现烟气余热的综合利用，节约煤的消耗，降低烟气温度，使电力进入。通过除尘技术除尘量可以减少10到15％，电场中烟气的流量下降了，导致处理烟气的时间变长，减少产生二次粉尘的机会，使电除尘效率得到提高和持续稳定，灰尘颗粒的减少让内部部件擦洗磨损次数也随之降低，大大提高了设备的寿命，并且除尘设备的运行能耗也得到了改善。在低温技术烟气余热利用方面，根据国内外经验，主要有三种加热汽轮机凝结水，加热锅炉燃烧空气和脱硫净烟气的方式。但是如果使用烟气余热来加热冷凝水，则转换范围将扩大，系统将更加复杂。在低至中等负荷或冬季，废气温度通常为130℃，135℃，并且可以回收的热量非常有限。因此在该实践中，从废热利用部分回收的所有热量用于加热再加热部分烟道气。[3]
4 低温技术改造后运行效果
试验结果表明，＃1机组废气中SO2和烟尘浓度分别为15，19mg / m3，2.08，3.24mg / m3，符合“火电厂大气污染物排放标准”（GB 13223-2011）。）”。中型燃气轮机机组排放限值要求SO2和烟尘的综合去除率分别为98.9％，99.2％，99.989％和99.993％，表明电除尘系统和脱硫系统在改造后正常投入运行，达到了预期的目标效率。
5 结束语
低温电除尘技术的进一步实践证明这项技术使我国大型燃煤机超能减排的力度增强。同时，它也对低温技术进行研究并找出切实可行的方法，它提供了一种用于低温和低温电除尘等相同类型的在以后实施投入非常有价值的参考依据。
参考文献：
[1]关伟德，浅析1000MW超超临界机组低温电除尘改造[J].机电信息，2015，（6）：16-25
[2]赵海宝，低温电除尘关键技术研究与应用[J].中国电力，2014，（10）：44-56
[3]廖增安，燃煤电厂余热利用低温电除尘技水研究与开发[A].第十五届中国电除尘学术会议论文集[C].2013，25（36）：82-86
论文作者:张巧巧
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
标签：低温论文; 烟气论文; 机组论文; 技术论文; 温度论文; 电厂论文; 电除尘论文; 《电力设备》2018年第32期论文;