燃煤电厂超低排放除尘系统节能优化试验

在国内大部分燃煤电厂已完成超低排放改造的新形势下,环保设备运行能耗偏高,运行调整方式不灵活等问题凸显,节能降耗成为今后一段时间燃煤机组的研究热点。本文通过对电除尘器进行能耗分析,提出了一系列节能优化运行措施,并对某燃煤电厂超超临界680 MW机组电除尘系统进行节能优化试验,节能优化实施后整个电除尘系统厂用电率从0.378%降至0.256%,节电率达到32.32%,而烟尘排放质量浓度仅从1.62 mg/m3增至3.17 mg/m3,在实现该机组烟尘稳定超低排放的同时,降低了运行能耗。该试验结果可为其他机组的节能优化运行提供了参考。     

燃煤电厂超低排放应用现状及关键问题

目前我国的烟气协同治理技术路线应用时间较短,超低排放的运行和维护经验相对不足。为此,在介绍目前我国燃煤电厂超低排放改造技术现状的基础上,对我国已开展超低排放改造过程中及实际运行过程中存在问题进行了系统的总结分析,提出了合理改进运行建议,最后对我国超低排放各技术线路的经济性进行了比较分析和技术选择,并对燃煤电厂超低排放技术未来的发展趋势进行了展望。研究结果表明:相较于脱硝改造,电除尘和脱硫的超低排放改造工艺更为丰富,但都能满足烟尘、二氧化硫、氮氧化物这3项各自的排放质量浓度限值5、35、50 mg/m~3要求;超低排放各工艺技术实施过程中出现的问题主要集中在工艺设备的选型与安装、运行未达到预期、原料的运输及使用寿命、在线监测、上下游设备之间的影响等方面;燃煤装机容量越大,单位发电量的投资就越低,改造经济性也就越显著,推荐超低排放改造路线为"低氮燃烧+选择性催化还原+低低温电除尘器/电除尘器自身改造+单塔一体化技术/(脱硫改造+湿式电除尘器)";未来的超低排放发展趋势将会集中于开发低成本超低排放技术、协同脱除技术、全过程污染控制超低排放等。通过对我国燃煤电厂超低排放应用现状及关键问题的分析,可指导燃煤电厂大气污染物的控制研究及促进超低排放工艺技术的不断完善。     

电除尘能量管理系统运行优化

某发电厂原有电除尘器除尘效果不佳且能耗较大,通过设备改进和电除尘能量管理系统运行优化,确保了除尘效率达到设计要求,并降低了运行电耗。该运行优化方案对同类型设备具有一定的借鉴意义。     

中国燃煤电厂电除尘技术发展及应用综述

阐述了中国燃煤电厂烟尘排放要求演变及排放特征,回顾了燃煤电厂电除尘技术发展历程,介绍了电除尘技术应用情况,并对其发展趋势进行了展望。中国从20世纪60年代起开展电除尘技术自主研发以来,通过技术引进,消化吸收、再创新,历经五十多年发展,目前技术水平已跻身世界强国之列。中国燃煤电厂烟气“超低排放”,及其实现“超低排放”的主流技术备受世界瞩目！电除尘器一直是中国燃煤电厂颗粒物控制的主流设备,可达到10mg/m³或5mg/m³的超低排放要求,针对高灰煤（A_ar>25%）机组,配合湿法脱硫协同除尘,实现颗粒物排放浓度<5 mg/m³也是可行的。预计未来中国电除尘技术将向节能降耗、协同控制、智能化、标准化、国际化方向发展。     

新排放标准下燃煤电厂湿式电除尘器应用分析

针对目前国内大多数燃煤电厂所采用的烟气治理路线难以满足排放标准的问题,通过介绍湿式电除尘器的除尘机理及布置方式,对比目前主流的3种湿式电除尘技术及能满足现行排放标准的除尘技术,分析了湿式电除尘器在燃煤电厂的应用。结果表明,将湿式电除尘器作为烟气进入烟囱前的最后一道把关设备,能持续实现超低排放,效果显著。为燃煤电厂湿式电除尘器的应用提供一定的参考。     

先进的电除尘用高压供电技术

燃煤电厂实现"超低排放",除采用湿式、低低温电除尘等本体技术外,电除尘用高压供电技术也起着重要作用。近年来,国内电除尘电控企业加大研发力度,以高频电源、三相电源为代表的一批新型高效电源技术创新成果令国际同行刮目相看。同时,也在积极研发或引进脉冲电源技术,为电除尘器实现低排放和节能创造有利条件。     

215MW机组电除尘器的节能改造

根据电除尘器的除尘工作特性,结合电除尘器节能试验,利用节能优化控制方式能较大幅度地降低电除尘器运行电耗,提高经济效益。分析了新型电除尘节能技术的原理、技术特点,介绍了浙江浙能镇海发电有限责任公司4台215 MW机组电除尘器的改造与应用情况。     

燃煤电厂超低排放控制设备改造前后物耗和能耗分析

目前国内燃煤电厂逐步开展超低排放改造。针对某电厂超低排放改造前后污染物控制设备的物耗和能耗变化进行分析,主要包括脱硫系统的石灰石和水的消耗量以及电耗、SCR系统的液氨耗量以及电耗、和静电除尘器的能耗,为火力发电厂污染物控制设备进一步节能降耗提供参考。根据计算得出的物耗、能耗,计算某电厂超低排放改造前后污染物控制单元能耗和物耗的附加煤耗:2014年污染物控制单元总的附加煤耗为17.07 g/k W·h,2015年为17.86 g/k W·h,超低排放改造后为18.28 g/k W·h。针对超低排放改造前后的物耗和能耗以及附加煤耗的变化进行分析,研究变化原因,为企业提高发电效率和节能减排提供指引。超低排放的投入导致了运行成本的增加,但统筹考虑带来的环境效益,超低排放是现实且可行的选择,是改善环境的重要出路。     

燃煤电厂烟气超低排放与深度节能综合技术研究及应用

为实现超低排放与深度节能,以某电厂为例,采用系统协同处理方法,研究分析了烟气超低排放与深度节能综合技术路线,提出了锅炉低氮燃烧器改造、电除尘器低低温与脉冲电源协同提效、电除尘器蒸汽加热与热风吹扫、脱硫托盘与交互喷淋协同提效、湿式电除尘器及其废水零排放、MGGH与凝结水加热器耦合节能等技术方案,结果表明,超低排放改造效果优于国家超低排放限值要求,同时机组能耗降低,烟气余热回收,机组对煤种的适应性也得到提升,可为同类项目提供参考。     

国产200MW机组电除尘器电源及控制系统节能改造

华电红电#1机组电除尘虽能满足设计除尘效率,但电除尘器运行能耗偏大,监控系统通讯不畅,总体自动化水平较低。通过采用国电南自DKZ-2型电除尘控制系统,对#1机组电除尘器电源及控制系统进行改造。该控制系统具有节能提效脉冲供电方式、智能动态优化控制、高低压合一控制等技术特点,通过采用脉冲供电方式,大幅度地降低了传统电除尘无效和反效电能消耗,提高了电能利用效率。改造后电除尘器收尘电功率比改造前降低77.1%,平均除尘效率提高0.1%,取得了显著的节能效果,提高了电除尘器运行的自动化水平。对同类型机组电除尘器节能改造具有一定的借鉴意义。     

电除尘器在超低排放下的系统运行优化

超低排放下电除尘器面临的问题众多,需要通过低低温电除尘器、高压电源选型和经济性评估进行优化。低低温电除尘器是指烟气温度降至酸露点附近运行的电除尘器,当电除尘器温度由120~150℃降至80~110℃时,出口排放质量浓度可下降20%~40%。为电除尘器运行供电的有高频电源、三相电源和脉冲电源3种,工程测试证明三相电源适合高粉尘负荷,高频电源在匹配良好条件下可实现较好的提效效果,而脉冲电源需更多地针对细颗粒物和高比电阻粉尘进行研究。同时电除尘器应在运行条件、电源选型等优化且满足排放要求的前提下,应通过运行优化调整试验及系统优化控制,合理降低运行电耗。     

“低低温+移动电极”电除尘技术研究与应用

“低低温+移动电极”是新的电除尘组合技术。低低温电除尘技术有二次扬尘的缺陷,需结合移动电极来保证高除尘效率,为此研究了“低低温+移动电极”的技术特点和结构原理,并对国外碧南电厂和华能河北某电厂等典型案例进行了介绍和分析。实践经验表明,“低低温+移动电极”电除尘技术是实现超低排放的较佳电除尘组合技术之一,其可实现燃煤电厂电除尘器出口粉尘质量浓度达到15 mg/m³以下,配合脱硫系统可满足10 mg/m³以下甚至5 mg/m³以下的烟尘超低排放要求。     

高灰煤烟尘超低排放技术及其工程应用

基于高效除尘技术及烟气冷却器、选择性催化还原法脱硝催化剂的防磨举措分析,探讨燃用高灰机组在不使用湿式电除尘器的情况下达到超低排放的可行性。与常规电除尘器相比,低低温电除尘器提效显著,幅度在17.09%～53.17%,辅以精细化的气流均布技术,可以配合高效湿法脱硫实现高灰煤超低排放。在某660 MW机组开展工程应用,燃用灰分28.46%～33.85%的煤种,除尘系统运行状态良好,满足设计值要求及超低排放,且未发现明显的磨损及堵塞现象,为后续超低排放机组燃用劣质煤提供借鉴。     

新技术为燃煤电厂超低排放提供技术支撑

目前,湿式、低低温电除尘技术已成为燃煤电厂满足"超低排放"的主流技术。针对热点、难点问题,中国环保产业协会电除尘委员会组织业内专家、学者及相关工程技术人员,分别召开了全国湿式、低低温电除尘技术研讨会和电除尘电源技术专题研讨会,就技术发展动向、研发和推广应用情况、面临的问题及应对措施等展开讨论,为实现"超低排放"提供技术支撑。     

低低温电除尘器粉尘及SO3协同去除研究

为使燃煤电厂大气污染物超低排放,近年低低温电除尘技术开始得到应用。以浙能温州电厂660 MW机组低低温电除尘器为研究对象,对低低温电除尘器粉尘及SO₃协同去除效果进行了测试,对烟气的常规温度和低低温状态下飞灰比电阻的变化及其除尘提效幅度开展研究。结果表明：烟气冷却器投运后,低低温工况条件下的飞灰工况比电阻值较常规烟气工况降低了1个数量级,烟尘排放质量浓度由6.94 mg/m³降至3.25 mg/m³,达到超低排放要求 ;SO₃脱除率达96.6%。     

燃煤电厂多种烟气污染物协同脱除超低排放分析

针对我国严峻的大气污染形势,要求执行《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》,以期缓解煤电发展与环境保护之间的矛盾。本文分析了国内外现有燃煤电厂污染物排放控制技术的现状及存在的问题,重点分析了以低低温电除尘技术和湿式电除尘技术为代表的燃煤火电厂烟气污染物超低排放技术路线及其需要解决的问题。提出需要对目前正在示范的燃煤烟气污染物超低排放技术工艺进行长时间运行的技术性能考核、运行优化和技术经济环境性能评价,在此基础上积极稳妥地推广燃煤火电厂烟气污染物超低排放技术。     

超低排放燃煤电厂电除尘器运行性能分析

通过对26台超低排放燃煤电厂配套电除尘器运行性能进行多数据分析,包括电除尘器设计数据和测试时运行及性能数据,结果表明:电除尘器实际运行温度与设计温度偏差不大,实际处理烟气量与设计值相差约10%,设计煤成分与实际燃用煤成分差异较小,含硫量与粉尘驱进速度正相关,在足够的比集尘面积下,电除尘器出口粉尘浓度大部分处于约15 mg/m~3,基本低于设计出口粉尘浓度,电除尘器能耗与总集尘面积成正相关关系。     

330 MW燃煤发电机组除尘系统节能优化

燃煤发电机组除尘系统完成超低排放改造后,在保证电除尘器除尘效率的同时,还需对其电耗进行优化。在除尘系统的节能优化中,性能试验不可或缺。以某330 MW燃煤机组除尘系统为例,在100%、75%和50%负荷时,设计了10种工况,给出不同工况时各电场的充电比、火花率、平均二次电压和平均二次电流,最终测试不同工况下电除尘器除尘效率、电耗及厂用电率。研究结果表明：机组高负荷运行时,提高电除尘器前部电场电源参数值可以显著提高除尘效率,而适度提高末电场的电源参数值,可以有效降低粉尘的最终排放浓度。     

电除尘技术发展与应用

电除尘技术是目前主要的颗粒物分离和捕集技术之一,为此,根据目前的研究热点和难点,对现代电除尘技术的现有进展与应用进行了综述。研究结果表明:1)在比电阻与电除尘方面,面对细颗粒物控制的需求,需要通过燃煤特性、高压电源、电除尘器(ESP)本体选型等多方面优化来实现超低排放目的;颗粒物特性如形状、粒径和比电阻等都会影响电收尘过程,其中比电阻影响最为显著;比电阻随温度增加而呈先增后降的趋势,中国煤种粉煤灰的比电阻可以采用YanLi模型通过锂、钠、铁的质量分数、湿度和电场强度来进行预测。2)在电除尘器中的PM2.5与PM10方面,电除尘器出口粒径低于2.5μm的颗粒物(PM2.5)与粒径低于10μm的颗粒物(PM10)的质量浓度比值一般在6%~40%范围内;而其后端脱硫塔在捕集PM10的同时还会产生次生颗粒物,因此其出口PM2.5与PM10质量浓度比值在28%~60%范围内;电除尘器出口PM2.5还与振打形式相关,断电振打时出口质量浓度可比带电振打约高6 mg/m3。3)在电除尘器收尘效率预测方法方面,为了预测分级效率和提供设计依据,以平均电场强度、峰值电场强度和比收尘面积的乘积作为电除尘指数;电除尘器出口质量浓度限值低于10mg/m3时,该指数值应大于1 300。4)在电除尘器供电形式方面,电除尘指数要求较高的运行电场强度,不仅三相电源的平均工作电压可以接近单相电源的峰值电压,而且三相电源的收尘效率也可以比单向电源提高10%以上。5)在电除尘技术路线和本体选型方面,电除尘器本体则应采取小分区差异供电,前端应对高粉尘负荷,后端应对细颗粒物二次扬尘;同时运行温度应控制在130℃以下以提高收尘效率并满足能量回收要求。6)在离子风、电凝并及粉煤灰高值化方面,电晕放电产生的离子风及次生湍流、电凝并器引起的颗粒荷电和凝并都对细颗粒物控制有益;为降低电除尘器运行成本,粉煤灰还可以进行高值化应用,用于废气废水处理、矿物聚合物合成等用途。这些研究结果的总结和梳理可以对电除尘技术的发展有所裨益。     

静电除尘器选型和节能方案的比较应用

本文结合龙湾火电项目静电除尘器招标过程中涉及的电除尘选型方案和电耗偏高的两个问题,对比厂家提出的选型计算方法和解决电耗偏高的方案,总结了目前国内电除尘主要的选型计算方法和节电措施。