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                      除尘器

                      电厂除尘器选型

                      作者:郑州快三投注环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2019-04-12 10:43:46

                      摘要:除尘器是火力发电厂的重要设备之一,合理选择除尘器对电厂的环保达标有着重要的作用。通过对国电武威电厂煤质的分析,对电除尘器、布袋除尘器和电袋复合除尘器进行技术经济的比较,最终选择电除尘器方案。

                      关键词:电厂除尘;静电除尘器;布袋除尘器;电袋复合除尘器

                      1工程概况和依据

                      1.1工程概况

                      武威市地处甘肃省中部,河西走廊东端,东北与内蒙古自治区毗邻,东南与白银、兰州2市相连,西北与张掖市、金昌市接壤,西南紧靠青海省,武威市城区位于凉州区,距兰州市274km。

                      本工程2×350MW机组为超临界参数一次中间再热供热机组(空冷),同步建设双室双列五电场静电除尘器和石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,同步安装烟气脱硝装置,锅炉采取低氮燃烧技术。

                      1.2燃料来源及特性

                      本工程根据业主提供的煤质分析资料如表1。

                      电厂除尘器选型1.JPG

                      1.3机组运行负荷模式及主要指标

                      本工程为供热机组,锅炉设备年利用小时数:5751h。

                      本工程初步拟定机组运行负荷模式如下:BRL:运行2000h,75%THA:运行2201h,50%THA:运行1250h,30%THA:运行300h。

                      1.4成本电价

                      现阶段成本电价暂按0.210元/kWh考虑。

                      2火力发电厂大气污染物排放标准

                      火电厂的大气污染源主要为锅炉燃烧煤所产生的烟气,主要污染物为烟尘、NOx、SO2。根据新标准《火电厂大气污染排放标准GB13223-2011》第3时段标准规定要求,烟尘的排放浓度应不大于30mg/Nm3,SO2的排放浓度要求不大于100mg/Nm3,氮氧化物NOx的最高允许排放浓度为100mg/Nm3。

                      电厂除尘器选型6.JPG

                      3除尘器的原理及影响其除尘效率的因素

                      目前用于国内电站锅炉的除尘设备种类很多,主要有机械式除尘器(以旋风除尘器为主)、湿法除尘器(以水膜除尘器为主)、静电除尘器、布袋除尘器(包括各种清灰形式)、电袋复合型除尘器。机械式除尘器、湿法除尘器由于除尘效率较低,难以满足日益严格的环境排放标准,已经基本退出火力发电行业;新建的大型火力发电机组一般选用电除尘器,对于难收尘的粉尘,一般选用布袋除尘器或电袋复合型除尘器。

                      3.1静电除尘器

                      静电除尘器的除尘原理是利用强电场电晕放电,使气体电离产生大量自由电子和离子,并吸附在通过电场的粉尘颗粒上,使烟气中的粉尘颗粒荷电,荷电后的粉尘颗粒在电场库仑力的作用下被吸向极板(阳极和阴极)并集聚在极板上,集聚在极板上的灰周期性地被除去并落入灰斗,再通过出灰系统排出,从而达到收尘的目的。

                      烟气温度:飞灰比电阻是随着温度的变化而变化的,与烟气的成分无关。温度超过200℃左右时,比电阻随温度的升高而降低;温度低于100℃时,比电阻随温度的降低而降低。一般粉尘的比电阻在烟气温度140~180℃之间。

                      电厂除尘器选型7.JPG

                      烟气含硫量:煤的含硫量对飞灰比电阻有较大的影响,在正常情况下,大约(0.5~1)%的二氧化硫氧化成三氧化硫,如果温度足够低,三氧化硫吸附在飞灰上就能大大地降低飞灰的比电阻,所以含硫量高的煤所烧成的飞灰其比电阻比含硫量低的煤要低。

                      飞灰成分:在飞灰中,Na、Mg、K等离子是电荷的主要载体,具有导电作用,对于电收尘是有益的。当在一种煤质中低硫、低铁、低钠、低钾以及高灰、超高铝、高硅等不利因素同时出现时,将导致烟尘密度轻,粒度细,比电阻高,电除尘器的收尘特性将非常差,属于特别困难的烟尘条件。

                      3.2布袋除尘器

                      布袋除尘器也称为过滤式除尘器,是一种干式高效除尘器,它是利用纤维编织物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。细微的尘粒受气体分子冲击(布朗运动)不断改变着运动方向,由于滤布纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径,尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。过滤作用可以由滤布本身产生,也可以由积聚在滤布上的尘饼(捕获的颗粒沉降形成)产生。由于形成了尘饼,分离的效应(主要是截留和扩散效应)提高了,因此直径远小于滤料孔径的颗粒也可以被收集。

                      影响布袋除尘器除尘效率和寿命的主要因素是:气布比、滤料、清灰方式和与除尘有关的系统的合理选择,其中气布比和滤料的合理选择是确保除尘器效率和寿命的基础。所谓气布比,又称过滤风速,是指布袋除尘器单位面积的滤料在单位时间内通过的烟气量,在数值上等于除尘器入口的烟气量除以除尘器的总过滤面积。

                      3.3电袋复合型除尘器

                      电袋复合型除尘器的基本构思就是将电除尘与布袋除尘有机结合,在原有电除尘器的下游加一台袋式除尘器,来捕集电除尘器未能捕集的微细烟尘,使排放浓度能满足国家环保排放标准的要求。

                      电厂除尘器选型8.JPG

                      电袋复合型除尘器结合了电除尘和布袋除尘技术,前级电除尘除尘效率高,收集80%~90%的粉尘量;后级布袋除尘收集细粒粉尘,保证低浓度排放。经过电除尘器的荷电粉尘利用粉尘荷电效应提高了滤袋粉尘过滤特性,减少了除尘器的阻力,清灰效率高,延长了滤袋的寿命。

                      4除尘器的选择

                      4.1国电350MW典型导则中关于除尘器的选型原则

                      烟尘排放浓度采用30mg/Nm3或50mg/Nm3应由环评确定,在计入湿法脱硫除尘效率以后,在煤种适宜时,宜采用静电除尘器。当燃用煤种飞灰特性不利于静电除尘器收尘或不能满足环保要求时,可选用布袋除尘器。一般每台锅炉设置的布袋除尘器台数不宜少于2台。

                      4.2根据粉尘成分判别收尘特性

                      根据煤质分析及灰成分分析对粉尘的收尘特性进行定性判断的方法—除尘指数判别法,其判别准则如表2。针对不同的煤质情况,目前国内电除尘器厂的主要选型意见如下:当SiO2+Al2O3>85%且Al2O3>35%时,宜选用布袋除尘器、电袋除尘器;当SiO2+Al2O3>85%且Al2O3<<35%时,可考虑采用电除尘器,但电除尘器必须采用特殊设计来满足除尘效率的要求,例如采用扩大除尘器收尘面积、降低烟气流速、改变极线型式、加大极距、增加辅助电极等手段来提高电除尘器的除尘效率,必要时应预先对进入除尘器的烟气进行调质处理。

                      电厂除尘器选型2.JPG

                      本工程设计煤种及校核煤种的灰分的SiO2+Al2O3<85%且Al2O3<35%时,当要求烟尘排放浓度50~100mg/Nm3时,优先选择电除尘器;当要求烟尘排放浓度30~50mg/Nm3时,电除尘器和布袋除尘器均可。

                      4.3本工程除尘器的选型初步分析

                      本工程设计煤种和校核煤种均属于低灰份高挥发份的烟煤,属常规煤种。本工程煤质的成分在静电除尘器的收尘范围内,因此静电除尘器、布袋除尘器和电袋复合式可作为本工程选择方案。

                      5除尘器的经济比较

                      5.1技术参数比较

                      对于静电除尘器方案,每台锅炉配置2台双室五电场静电除尘器;对于布袋除尘器方案按照每台锅炉配置2台布袋除尘器考虑进行设计;对于电袋除尘器方案,按照每台锅炉配置2台双室二电场静电除尘器、2台布袋除尘器进行设计。

                      电厂除尘器选型3.JPG

                      5.2技术经济比较

                      5.2.1经济性比较的原则

                      方案经济比较采用整平固定年费用率的年费用法,按一台机组考虑。总费用按固定费用率的年费用法计算,公式如下:

                      A=P×FCR+O/M

                      式中,FCR:固定费用率;P×FCR:固定成本,即与投资有关的固定费用;O/M:可变成本,为与投资无关的可变费用包括运行费、维护费。

                      固定费用主要包括设备总价格。年运行费用主要包括2部分:①厂用电费;②运行维护费。

                      5.2.2经济性比较

                      (1)粉尘排污费用。采用静电除尘器、布袋除尘器、电袋除尘器3个方案时烟囱的粉尘排放量计算见表4。

                      电厂除尘器选型4.JPG

                      (2)经济性比较。采用布袋除尘器、电袋除尘器、静电除尘器3个方案的经济比较见表5。

                      电厂除尘器选型5.JPG

                      6结论

                      (1)采用静电除尘器方案,除尘器出口含尘浓度按照不大于60mg/Nm3来控制;根据电袋除尘器和布袋除尘器的使用经验,除尘器出口含尘浓度可控制在30mg/Nm3以下甚至更低,当然设备的投资及运行费用会相应上升,在满足环保排放要求的前提下,为节省投资,除尘器出口含尘浓度一般控制在50mg/Nm3以下。如果对特殊煤种就保证除尘效率而言,布袋除尘器及电袋除尘器更具有优越性。

                      (2)通过以上分析,静电除尘器与布袋除尘器方案的初投资差别不大,电袋除尘器为最高;从计算的年费角度出发,由于布袋除尘器和电袋除尘器较静电除尘器,其运行阻力和维护费用都相对较高,单台机组的这2种形式的除尘器较静电除尘器的年费用分别增加115万元、83万元,并且静电除尘器的运行维护工作量最小,为国内运行经验最为成熟的除尘方式。

                      (3)因为本工程煤质灰份相对较低,在采用静电除尘器时要求其除尘效率达到99.84%以上即可满足除尘器出口60mg/Nm3的排放浓度要求,根据除尘器厂家的反馈情况,本工程的煤质在采用双室五电场(每炉设置2台)静电除尘器后其除尘效率完全可以达到99.84%以上。综合以上分析,无论从技术可靠性、投资及运行经济性比较,静电除尘器方案均优于另外2个方案,因此本工程推荐采用静电除尘器,每台锅炉配置2台双室五电场静电除尘器。

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