- 地址:
- 河北省泊頭市富鎮(zhèn)開發(fā)區(qū)
- 傳真:
- 0317-8041117
- Q Q:
- 28505225
近年來,隨著我國的國民經(jīng)濟高速發(fā)展,一些“粗放”式發(fā)展模式下的弊端也逐漸顯現(xiàn)出來---環(huán)境污染日益嚴重,在以京津冀、長三角、珠三角為代表的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)集中爆發(fā)了嚴重的霧霾污染,對公眾的健康造成威脅。燃煤電廠排放的煙氣是大氣污染的主要來源之一,也是大氣污染治理的重點。
為貫徹可持續(xù)發(fā)展觀,國家對燃煤電廠的節(jié)能減排提出了新的要求,根據(jù)《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)的規(guī)定,重點地區(qū)的二氧化硫、氮氧化物及粉塵的排放濃度限值分別為100、50、20mg/Nm3,由于環(huán)保的壓力,這些地區(qū)已經(jīng)按照燃氣機組的標準50、35、5mg/Nm3開始要求。
為了達到這些排放要求,需要一種能夠去除這些細微顆粒物的環(huán)保設(shè)備。濕式靜電除塵器(WESP)作為大氣污染物控制的終端深度處理系統(tǒng),對S03氣溶膠、氮氧化物和PM2.5粉塵等都具有很高的脫除效率,同時汞的脫除效果也很好。因此,在我國燃煤電廠研究和推廣應(yīng)用濕式靜電除塵技術(shù)具有非常重要的意義。
1.濕式靜電除塵器
1.1.除塵原理
濕式靜電除塵器通過陰極線直流高壓放電,將周圍空氣電離,煙氣中的粉塵荷電后,受電場力驅(qū)使被收集到集塵板上,與干式電除塵不同的是,濕式靜電除塵用噴淋水替代振打來達到清灰的功能。
如圖1所示,濕式靜電除塵器一般布置在濕法脫硫之后。濕法脫硫出口煙氣中的大部分粉塵已被干式電除塵除去,并成為夾帶石膏顆粒的濕飽和煙氣,通過濕式靜電除塵器處理后,達到排放要求,由煙囪排出。
圖1濕式靜電除塵布置位置
1.1.國內(nèi)外應(yīng)用情況
濕式靜電除塵技術(shù)在美國、歐洲、日本等發(fā)達國家已較為成熟,有近30年的燃煤電廠應(yīng)用經(jīng)驗,已有近百套不同類型的WESP在電廠大型機組上成功運行,如:2000年投運的美國NB電力公司Dalhousie電廠315MW機組;2001年投運的日本中部電力碧南電廠(2×1000MW)機組[1];2002年投運的美國Xcel能源公司Sherburne電廠750MW機組等。
在國內(nèi),濕式靜電除塵器在冶金、硫酸行業(yè)已有30多年的成功應(yīng)用[2],已制定《煤氣用濕式電除塵》(JB/T6409-2008)的行業(yè)標準。近兩年隨著環(huán)保要求的提高,在火電行業(yè)開始大面積應(yīng)用,據(jù)不完全統(tǒng)計已有近百臺合同業(yè)績,10余臺投運業(yè)績。
1.2.蜂窩管式WESP工業(yè)試驗平臺
為了驗證濕式靜電除塵器的效果,我們設(shè)立了一個導(dǎo)電玻璃鋼蜂窩管式WESP工業(yè)試驗平臺,如圖2所示,應(yīng)用于脫硝催化劑生產(chǎn)窯爐的煙氣深度治理,其治理的主要污染物為粉塵、氣溶膠和PM2.5,處理的煙氣量為10000Nm3/h,煙氣溫度為50~70℃,入口的粉塵濃度為55mg/Nm3,設(shè)計除塵效率為91%。
如圖3所示,開啟試驗平臺的蜂窩管式WESP后,肉眼基本看不到白煙了。經(jīng)煙塵儀測量,開啟WESP后的粉塵排放濃度減至4.3mg/Nm3,實際的粉塵去除效率達到92.18%,PM2.5的去除率達到85.5%,霧滴的去除率達到78.7%,設(shè)備的阻力為185Pa。實測數(shù)據(jù)表明了該蜂窩管式WESP可有效去除催化劑窯爐煙氣中的粉塵、PM2.5和霧滴,達到超低排放。
圖2蜂窩管式WESP三維模型圖
圖3蜂窩管式WESP試驗平臺投運前、后對比圖
2.濕式靜電除塵器應(yīng)用在百萬機組燃煤火電廠超低排放項目
目前我國燃煤機組好裝機容量為1000MW,濕式靜電除塵器在燃煤電廠百萬機組的應(yīng)用實例并不多,因此對百萬機組的應(yīng)用實例分析具有一定的實際參考意義。本節(jié)給出了國電寧波北侖電廠三期#7機組(1000MW)加裝濕式靜電除塵的應(yīng)用實例,通過對裝WESP前、后的煙氣排放成分分析及對比,證明了濕式靜電除塵器可有效去除燃煤電廠煙氣中的SO3氣溶膠、氮氧化物、粉塵和PM2.5等污染物,滿足百萬燃煤機組的超低排放要求。
2.1.應(yīng)用背景
為達到國家的燃煤機組大氣污染排放新標準,實現(xiàn)燃煤機組在完成改造之后的煙氣排放達到天然氣機組標準,由南京國電環(huán)??萍加邢薰九c浙江德創(chuàng)環(huán)保合作EPC總承包,對國電寧波北侖電廠三期#6、#7機組(2×1000MW)加裝濕式靜電除塵設(shè)備。
2.2.工程概況
國電寧波北侖電廠#6、#7機組(2×1000MW)濕式靜電除塵器的陽極系統(tǒng)運用模塊化設(shè)計,將整個陽極系統(tǒng)分為48個陽極模塊,模塊由車間生產(chǎn)并通過公路運輸,現(xiàn)場再按圖紙安裝成整體。陽極管(收塵集)采用的導(dǎo)電玻璃鋼具有非常好的耐腐蝕性能[2],且具有很強的疏水性,能有效地阻隔灰塵和石膏對陽極壁的粘結(jié)。導(dǎo)電玻璃鋼極板具有耐腐蝕、重量輕、導(dǎo)電性能好、抗燃、抗氧化性好等方面擁有的突出特點,在技術(shù)風(fēng)險和可靠性、運行費用上占有較大的優(yōu)勢,代表著濕式靜電除塵技術(shù)的發(fā)展方向。
陰極線采用2205不銹鋼材料制作的管狀針刺線,具有強度高,耐腐蝕性能好等特點,能適用于飽和濕煙氣環(huán)境長期工作。陰極線固定于上下框架上,框架通過設(shè)置于殼體外部的絕緣箱支撐,絕緣箱內(nèi)吊桿采用陶瓷管支撐,絕緣箱內(nèi)配有電加熱裝置,其內(nèi)部溫度維持在120~140℃,同時絕緣箱還配有熱風(fēng)吹掃裝置,以保證絕緣箱時刻保持干燥絕緣狀態(tài)。陰極鉛垂布置,底部有固定防擺裝置,裝置內(nèi)設(shè)置的拉桿采用陶瓷材料并配有加熱功能保證其干燥絕緣。
進、出口煙道以及陽極模塊以下部分采用玻璃鱗片防腐,陰極大梁、陽極模塊以上本體采用襯預(yù)硫化定基橡膠防腐,陰極上框架其余部分全部采用2205不銹鋼制作。
目前,#7機組的濕式靜電除塵器已完成安裝、調(diào)試及試運行,并正式投入使用。本文使用的測試數(shù)據(jù)均來自于#7機組。
2.3.運行情況
#7機組于2009年6月建成投產(chǎn),其脫硫系統(tǒng)(WFGD)改造于2013年1月完成,如圖4所示,#7機組的濕式靜電除塵器布置在WFGD后,考慮到電廠的空間和濕式靜電除塵器的體積重量等因素,采用塔外鋼支架獨立布置的形式,不影響吸收塔安全,支架的支撐梁避開地下鋪設(shè)的管道。#7機組的WESP進口煙氣流量約為2950000Nm3/h,濕飽和煙氣由WFGD流向WESP,煙氣流向“上進下出”。
蜂窩管濕式電除塵在陽極管上部設(shè)置有一層間歇噴淋,此噴淋由沖洗水泵供水,采用高壓力及專用的無堵塞沖洗噴嘴,正常運行時,濕式電除塵溫降僅為2~3℃,間斷噴淋時,溫降為5~7℃。噴淋時集塵極表面形成一層連續(xù)水膜,收集下來的煙塵隨水膜重力自流至下部集液槽,實現(xiàn)在線清灰。溫度40℃以上時,石膏易溶于水,粘度下降,不易粘結(jié)在陽極管上,整個設(shè)備在運行過程中不會產(chǎn)生灰塵和石膏的粘結(jié)現(xiàn)象。
#7機組的濕式靜電除塵器自2015年3月投運至今已正常運行2個多月,系統(tǒng)運行的各項指標正常、穩(wěn)定。
圖4國電寧波北侖電廠#7機組(1000MW)濕式靜電除塵器
2.4.應(yīng)用分析
國電北侖電廠#7機組濕式靜電除塵器正常運行2個月來,通過對各項監(jiān)測數(shù)據(jù)的采樣和收集,可對濕式靜電除塵器的效果作出定量和定性的分析。
首先通過肉眼觀察,如圖5所示,#7機組煙囪排放的煙氣在濕式靜電除塵器投運前、后有比較直觀的對比,濕式靜電除塵器投運后煙囪排放的白煙明顯減少,說明濕式靜電除塵器對霧滴和粉塵的去除效果明顯。
再從定量的角度分析,#7機組完成濕式靜電除塵改造后的“168”小時滿負荷試運行。該機組的實時環(huán)保數(shù)據(jù)為:二氧化硫11.6mg/Nm3、氮氧化物40.4mg/Nm3、煙塵2.2mg/Nm3,這標志著該燃煤機組經(jīng)過超低排放改造,污染物排放指標已經(jīng)達到甚至優(yōu)于燃氣輪機標準。據(jù)測算,改造后#7機組每年可在原基礎(chǔ)上減排二氧化硫約500噸、氮氧化物約500噸、減排煙塵約27噸[3]。
圖5國電北侖電廠#7機組WESP投運前、后煙囪排放對比圖
3.結(jié)論及展望:
濕式靜電除塵器因其穩(wěn)定、高效的除塵效果在發(fā)達國家的火電廠已有相當廣泛的應(yīng)用,目前在我國火電行業(yè)也在積極推廣。本文通過對國電寧波北侖電廠#7機組(1000MW)燃煤機組濕式靜電除塵器的應(yīng)用實例分析,證明濕式靜電除塵器可以有效去除燃煤煙氣中的SO3氣溶膠、氮氧化物和粉塵等主要污染成分。隨著國家和公眾對環(huán)境保護的日益重視,相信濕式靜電除塵器會更快普及到各大燃煤電廠,在我國大氣污染治理的進程中起到重要作用。