三项高效节能除尘技术的综合应用——低低温省煤器+高频电源+三级屋脊式除雾器高效除尘技术论文_王韶华

摘要：当前，国家环保标准越来越高、环保政策越来越严格，烟气排放数据已经成为火力发电厂生存和能否生产的先决条件。陕西商洛发电有限公司根据自身煤源煤种情况，在满足排放标准的前提下，制定出烟尘的达标排放路线并成功应用，最终使满负荷生产排放指标大幅超过国家超低排放标准。该技术路线系统紧凑简洁、投资额小，兼具节能作用，具有明显的经济效益和示范意义。

关键词： 烟尘排放；高效节能；技术路线

1 低低温省煤器的应用：

低低温省煤器的主要有两方面作用，一是降低烟气和烟尘的温度。烟气温度降低使电除尘器入口需要处理的烟气量减小、烟气流速降低，烟尘温度降低使进入电除尘器的粉尘比电阻降低，二是低低温省煤器回收热量达到了节能作用。

其中，降低烟尘温度后使粉尘比电阻降低，如此电除尘器各电场始终处于最佳除尘效率区间运行，从而使电除尘器获得尽可能高的平均除尘效率，是我们应用低低温省煤器的关键因素。首先，我们需要了解煤种粉尘比电阻情况。

商洛电厂设计煤种粉尘在不同温度下的粉尘比电阻：

从以上测试数据和坐标图可以看到，电除尘器收尘效率最高区间对应的粉尘比电阻数值处于104—5×1010（Ω·cm）之间；烟气温度降至90℃左右是商洛电厂设计煤种最优除尘效率对应的最佳温度。

具体应用后效果如下：

烟气降温情况：经低低温省煤器换热后，烟气温度从120℃降到90℃。

粉尘比电阻降低情况：粉尘比电阻值可降至104—5×1010（Ω·cm）之间的最佳收尘范围。

电除尘入口烟气减少量：单台炉除尘器入口烟气量（BMCR工况、设计煤种）从3392934.95m3/h降至3063769.64m3/h，电除尘比集尘面积从151m2/m3sec提高至167m2/m3sec，理论收尘效率提高。

从理论计算及我公司具体数据可知，选择低低温省煤器对除尘效率提高作用是非常明显的。

2 高频电源的应用：

实验表明，高频电源对提高电除尘器效率，特别是对处理高比电阻粉尘和高粉尘浓度环境中工作电除尘器的除尘效率具有显著效果，同时也是降低电除尘器电能消耗的一种有效手段。

与工频电源相比，高频电源可增大电晕功率，从而增加了电场内粉尘的荷电能力。高频电源在纯直流供电方式时，其电压波动更小（一般在1％左右，而工频电压波动>30％），其电晕电压更高，损耗极少。

高频电源的火花控制特性好，仅需很短时间（<25us，而工频电源需10000us）即可检测到火花发生并立刻关闭供电脉冲，因而火花消耗的电场能量很小，电场电压恢复快（仅需工频电源恢复时间的20％），从而进一步提高了电场的平均运行电压，提高了除尘效率。

高频电源的适应性更强。高频电源的供电电流由一系列窄脉冲构成，其脉冲幅度、宽度及频率均可以调整，可以给电除尘器提供各种电压波形，控制方式灵活，因而可以根据电除尘器的工况提供最合适的电压波形；间歇供电时，可有效抑制反电晕现象。

3 三级屋脊式除雾器的应用：

商洛电厂电除尘器出口，即脱硫系统入口的烟气粉尘含量为15-18mg/Nm3，烟囱出口排放要求小于5mg/Nm3。传统形式除雾器附带除尘效率为50%-70%，无法达到排放指标要求。目前流行的湿式电除尘效率可以达到，但初期投资大、运行成本高。从实际情况看，采用三级屋脊式高效除尘、除雾一体化装置是最理想的选择。

高效除尘除雾一体化装置采用冷凝湿膜离心除尘技术原理，

由雾滴核的凝结、加湿、冷却三部分组成。核凝结就是细微粉尘和细小浆液滴，也就是飞灰和脱硫新增雾滴；加湿即析出的水汽主动去捕捉凝结核发生凝聚，实现了粉尘颗粒和雾滴颗粒的长大；长大的粉尘和雾滴有效降低了比表面积，克服了微小颗粒与烟气的粘滞力。在通过特殊设计的弯曲流道时候，产生极大的加速度，受到离心力的作用，撞击到波纹板表面。冷却：通过波纹板内部循环冷却水的方式，发生界面冷却并析出水，捕捉凝结核，发生凝聚，从而有效去除粉尘。

具体结构由三级除雾器组成，第一级采用可转动式管式除雾器，具有自清洁功能，有拦截大雾滴的预处理效果，大幅降低除雾器的液气比，同时具有良好的烟气均布的作用；第二级采用屋脊式除雾器，叶片间距30mm，流线形叶片，具有良好的除雾效果；第三级采用屋脊式除雾器，叶片间距25mm或23mm，采用德梅斯特自主研发的超精细叶片具有超高的除雾效果，极限去除雾滴粒径为 13.5μm。

根据数据可知，采用三级屋脊式高效除尘除雾一体化装置，完全可达到烟尘排放值小于5mg/Nm3的标准。

从商洛发电有限公司烟尘达标路线选择及应用可以得出结论，火电厂烟尘排放标准的实现完全可以根据选择煤种量身定制，在满足排放标准的前提下，选择出性价比最高的路线，对同类型机组有重大示范意义。不设计湿式电除尘器，不需要双塔即可达到超低排放标准，既节省了初始投资、建设用地，又节约了投产后的运营维护费用。

参考文献：

[1]中国热点产业 《火力发电厂超低排放低低温省煤器（MGGH）》

[2]孙亮 大唐三门峡发电有限公司《低低温省煤器在燃煤电站机组中的应用》

[3]彭洪亮 广州华润热点有限公司《电除尘器高频电源改造》

[4]金定强 国电电力环保研究所《脱硫除雾器设计》

论文作者:王韶华

论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期

论文发表时间:2020/4/13

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