（1广东惠州平海发电厂有限公司，广东惠州 516363；2陆丰宝丽华新能源电力有限公司，广东汕尾 516543）
摘要：广东沿海某百万机组，为了响应国家节能减排的号召，发掘机组自身潜力，进一步提高机组效率，于2014年在1号机组脱硝空预器后进行低低温电除尘改造。改造完成后性能试验中实测发现，电除尘入口的烟气温度由120～135℃降至85℃，降低机组煤耗1.81～2.31g/kWh，减小脱硫水耗63.03t/h，同时能提高了电除尘的除尘和脱SO3的效率。
关键词：百万机组、低低温电除尘、煤耗、烟尘浓度、
近年来随着国家环保性法律法规的逐步出台和再修订，火力发电厂面临的节能和环保压力越来越重，而百万机组作为行业内新技术、高环保、低能耗的代表，也越来越感受到这种压力。目前常规百万机组锅炉的效率普遍能达到94%以上，有没有手段，可以进一步提高锅炉效率，节约宝贵的煤炭资源，提升火力发电机组在经济“新常态”下的竞争力，变成了摆在所有行业从业者面前迫在眉睫的问题。
本文介绍了某厂新采用的新型的低低温电除尘技术，通过在空预器出口加装低低温电除尘，进一步降低锅炉排烟温度，起到提升锅炉效率的目的。同时，对炉后环保设备的性能也有显著的改善。
1、低低温电除尘技术及组成设备
1.1 低低温电除尘技术具有如下优点：
1）增加除尘效果。低低温低低温电除尘对电除尘器的除尘能力具有强化作用，能够提高电除尘的除尘效率。低低温具有以下效果：
a、降低粉尘比电阻。
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。
b、降低烟气实际状态流量。
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。
c、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。
d、提高飞灰趋极速度。
通过以上综合作用，可提高电除尘除尘效率，使电除尘出口粉尘排放浓度降低39%，电除尘出口烟尘浓度低于30mg/m3；
2）有效解决SO3腐蚀问题。烟气温度降至酸露点以下，气态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，使SO3在烟气降温的过程中，选择性的凝结在飞灰表面，在之后的电除尘之中被飞灰夹带除去。当灰硫比大于100时，SO3的脱除效率可以达到95%以上，SO3质量浓度将低于1ppm。1号机组低低温电除尘改造项目各负荷工况下电除尘出口SO3浓度小于3.65mg/Nm3。
3）具有节能节水效益。低低温电除尘系统抽取7号低加凝结水作为冷却介质，吸收烟气中的余热，凝结水被加热后返回到6号低加系统，提高凝结水温度，减少6段抽汽量，达到降低煤耗。同时烟气温度130℃降至85℃后进入脱硫系统，减少工艺水的使用量，减少脱硫系统的水耗。
2、系统投运各指标
（1）在机组正常运行中，低低温电除尘运行正常，在各工况下，可将烟气温度降至85℃左右，控制低低温电除尘入口凝结水温高于70℃，凝结水温提升了15-21℃，运行中调节阀性能良好，控制低低温电除尘出口烟温85℃和入口凝结水温70℃较稳定，达到设计预期目标。
（2）蒸汽吹灰器在保证每天吹扫一半的情况下，低低温电除尘压差在500Pa以下，符合保证值不大于850Pa的要求。
（3）烟气均布：根据烟气均布测试结果，风量基本吻合CFD 模拟测试结果。
3、低低温电除尘性能测试情况
3.1、投退低低温电除尘煤耗试验结果
（1）在1000MW负荷下分别投退低低温电除尘，测得锅炉修正后效率分别为94.445%，94.370%，汽机修正后热耗率分别为7408.58 kJ/kWh，7463.14 kJ/kWh，修正后供电煤耗分别为284.16 g/kWh，285.97 g/kWh，即低低温电除尘改造后降低机组供电煤耗1.81 g/kWh。
（2）在750MW负荷下分别投退低低温电除尘，测得锅炉修正后效率分别为94.397%，94.289%，汽机修正后热耗率分别为7511.86kJ/kWh，7571.31kJ/kWh，修正后供电煤耗分别为289.51 g/kWh，291.81 g/kWh，即低低温电除尘改造后降低机组供电煤耗2.31 g/kWh。
（3）在500MW负荷下分别投退低低温电除尘，测得锅炉修正后效率分别为94.381%，94.494%，汽机修正后热耗率分别为7691.92kJ/kWh，7769.63kJ/kWh，修正后供电煤耗分别为300.67 g/kWh，302.71 g/kWh，即低低温电除尘改造后降低机组供电煤耗2.04 g/kWh。
3.2、低低温电除尘阻力试验结果
3.3、投退低低温电除尘性能值与保证值对比
（1）投运低低温电除尘，水侧整体压降小于0.16MPa，各试验工况均满足小于0.6MPa的保证值。
（2）低低温电除尘阻力：根据性能试验结果，在500MW-1000MW工况下，低低温电除尘烟气阻力分别为180Pa-560Pa，均小于保证值850Pa。
（3）低低温电除尘出口烟温：低低温电除尘投入后，在各负荷工况下，可将烟气温度降至85℃，达到设计预期目标。
（4）低低温电除尘节能效果：1000MW工况低低温电除尘投入时降低机组供电煤耗1.81 g/kWh，高于保证值1.7 g/kWh；750MW工况低低温电除尘投入时降低机组供电煤耗2.31 g/kWh，高于保证值2.2 g/kWh；500MW工况低低温电除尘投入时降低机组供电煤耗2.04 g/kWh，低于保证值2.6 g/kWh，未达到性能保证值要求，但合同只对1000MW工况节能量达不到性能保证值进行考核。
3.4、电除尘器第一次性能试验与第二次性能试验结果对比图略。有对比得出以下结论：
（1）电除尘器效率测试结果
第1次环保性能试验结果：在退烟冷器的工况下，1号除尘器的平均除尘效率是99.90%；在投烟冷的工况下，1号除尘器的平均除尘效率是99.92%，达到除尘效率不小于99.65%的保证值要求，改造后电除尘效率提高了0.02%。
第2次环保性能试验结果：在退烟冷器的工况下，1号除尘器的平均除尘效率是99.902%；在投烟冷的工况下，1号除尘器的平均除尘效率是99.915%，达到除尘效率不小于99.65%的保证值要求，改造后电除尘效率提高了0.013%。
（2）脱硫水耗测试结果
第1次环保性能试验结果：在投烟冷工况下，1号机工艺水平均消耗量是93.396 m3 /h；在退烟冷工况下，1号机工艺水平均消耗量是161.41 m3/h。低低温电除尘改造后，满负荷的工况下可降低脱硫水耗是68.01t/h，达到满负荷下降低脱硫水耗63t/h的性能指标。
第2次环保性能试验结果：在投烟冷工况下，1号机工艺水平均消耗量是108.9 m3 /h；在退烟冷工况下，1号机工艺水平均消耗量是175.44 m3/h。低低温电除尘改造后，满负荷的工况下可降低脱硫水耗是66.54t/h，达到满负荷下降低脱硫水耗63t/h的性能指标。
（3）电除尘出口烟尘浓度试验结果
第1次环保性能试验结果：在退烟冷工况下，除尘器出口平均烟尘浓度（1.4）是10.78mg/Nm3；在投烟冷的工况下除尘器出口平均烟尘浓度（1.4）是8.79mg/Nm3，达到烟尘浓度不大于20 mg/Nm3的保证值要求，改造后电除尘出口烟尘浓度降低了2mg/Nm3。
第2次环保性能试验结果：在退烟冷工况下，除尘器出口平均烟尘浓度（1.4）是10.685mg/Nm3；在投烟冷的工况下电除尘器出口平均烟尘浓度（1.4）是12.0mg/Nm3，达到烟尘浓度不大于20 mg/Nm3的保证值要求。
（4）电除尘出口SO3浓度试验结果
第1次环保性能试验结果：在退烟冷工况下，SO3脱除率是14.58%，除尘器出口SO3含量是5.39mg/Nm3；在投烟冷的工况下,除尘器出口平均SO3脱除率是65.05%，除尘器出口SO3含量是1.94mg/Nm3，达到除尘出口SO3浓度不大于3.65mg/Nm3的环保性能指标，改造后电除尘出口SO3浓度降低了3.45 mg/Nm3。
第2次环保性能试验结果：在退烟冷工况下，SO3脱除率是25.04%，除尘器出口SO3含量是4.45mg/Nm3；在投烟冷的工况下,除尘器出口平均SO3脱除率是79.14%，除尘器出口SO3含量是1.24mg/Nm3，达到除尘出口SO3浓度不大于3.65mg/Nm3的环保性能指标，改造后电除尘出口SO3浓度降低了3.21 mg/Nm3。
4、节能效果分析
4.1 经济效益
机组年运行小时按7500小时，其中，100%负荷运行1000小时，75%负荷运行 2500小时，50%负荷及以下运行 4000小时，综合折合满负荷为 4875小时。
1）根据节能试验结果： 1000MW负荷时可降低供电煤耗1.81 g/kWh，750MW负荷时可降低供电煤耗2.31 g/kWh,500MW负荷时可降低2.04 g/kWh。
2）在投烟冷工况下，1号机工艺水平均消耗量是93.396 m3 /h；在退烟冷工况下，1号机工艺水平均消耗量是161.41 m3/h。烟冷器改造后，满负荷的工况下可降低脱硫水耗是68.01t/h。
根据节能量计算可得：
每年节约标煤量=1000×1.81+1875×2.31+2000×2.04=10221.25（吨）。
每年可节约水耗量=4875×67=326625（吨）。
标煤价格按2014年到厂价格718元/吨，水价按海水淡化价格 6.65元/吨计算：
每年节煤费用：10221×718=733.89(万元)
每年节水费用：326625×6.65=217.21(万元)
每年节煤、节水总费用： 733.89+204.46=951.1万元
4.2 社会效益
根据环保性能试验结果，本次1号机低低温电除尘改造项目达到了预期目标和要求，实现了节能减排的目的，具体如下：
1）在退烟冷的工况下，1号除尘器的平均除尘效率是99.90%；在投烟冷的工况下，1号除尘器的平均除尘效率是99.92%，改造后电除尘效率提高了0.02%；
2）在退烟冷工况下，除尘器出口平均烟尘浓度是10.78mg/Nm3；在投烟冷的工况下除尘器出口平均烟尘浓度是8.79mg/Nm3，改造后电除尘出口烟尘浓度降低了2mg/Nm3；
3）在退烟冷工况下，SO3脱除率是14.58%，除尘器出口SO3含量是5.39mg/Nm3；在投烟冷的工况下,除尘器出口平均SO3脱除率是65.05%，除尘器出口SO3含量是1.94mg/Nm3，达到除尘出口SO3浓度不大于3.65mg/Nm3的环保性能指标，改造后电除尘出口SO3浓度降低了3.45 mg/Nm3。
本次改造项目获得了当地市政府2015年节能循环经济专项资金80万元，取得了良好的社会评价及社会效益。
5、结论
低低温电除尘系统改造后，低低温电除尘换热管未发现磨损和腐蚀现象，电除尘器阳极板和阴极线也未发现腐蚀现象，设备运行正常。低低温电除尘投运后，低低温电除尘各项性能指标和环保指标均达到性能保证值，达到预期效果。通过低低温电除尘改造，可以将电除尘入口的烟气温度由120～135℃降至85℃，回收的热量用来加热凝结水，降低机组煤耗1.81～2.31g/kWh，减小脱硫水耗63.03t/h，还可以降低烟气的比电阻，提高电除尘的效率0.02%，电除尘出口烟尘浓度降低了2mg/Nm3，电除尘出口SO3脱除率达到65.05%-79.14%，SO3浓度降低了3.21 mg/Nm3。
低低温电除尘系统改造投运后，节能、节水显著，年节约标煤约10221吨标煤，年节水约326625吨，年减少CO2排放约26326吨，年减少SO2排放约86.8吨，年减少NOx排放约76.7吨。
参考文献
[1]郦建国，郦祝海，何毓忠，赵海宝，余顺利，低低温电除尘技术的研究及应用，《中国环保产业》, 2014(3):28-34
[2] 廖增安，罗如生，蒙骝，谢庆亮，黄举福, 燃煤电厂余热利用低低温电除尘技术研究与开发, 中国电除尘学术会议, 2013, 33:39-44
论文作者:邱民,石磊,陶然
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/10
标签：工况论文; 低温论文; 电除尘论文; 煤耗论文; 浓度论文; 除尘器论文; 烟气论文; 《电力设备》2016年第14期论文;