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        天明環保四個自主設計或承接的轉動極板電除塵項目列入我國電除塵行業2010年發展綜述
        2011-12-01

        新技術開發應用進展

              幾十年來,特別是近30年來,電除塵科技工作者在不斷完善電除塵器性能的基礎上堅持不懈地進行技術創新。在20世紀開發了透鏡式電除塵器、管極式電除塵器、鋼刷式清灰電除塵器、磁電除塵器、屋頂電除塵 器、圓筒型電除塵器、五區電除塵器和濕式電除塵器 等。在進入21世紀以來,為了適應市場的要求,又開發了移動電極電除塵器,機電多復式電除塵器,高濃度、高負壓電除塵器,電袋復合除塵器以及煙氣調質技術和粉塵凝聚技術等。這些技術的開發和推廣,打破了先前 常規電除塵器的固有技術瓶頸,極大地提升了我國電除塵器的競爭力。
               近年來電除塵器技術的開發應用情況:
              (1)移動電極電除塵器有效抑制反電暈,有效解決二次揚塵
              移動電極電除塵器是一種新型的電除塵器,一般由 前級的常規電除塵器和后級的移動電極電除塵器組成。 移動電極電場中陽極部分采用移動收塵極板和旋轉的清 灰刷,陰極采用常規電除塵器陰極系統。附著移動收塵 極板上的粉塵尚未達到形成反電暈的厚度時,就隨移動 極板運行到灰斗內被旋轉的清灰刷徹底清除。移動電極 電除塵器能有效抑制高比電阻粉塵的反電暈并最大限度 地減少二次揚塵,可大幅提高除塵效率,滿足更嚴格的 排放要求,能長期保證高除塵效率。
              廣東佛山江南發電廠2#爐額定負荷130t/h,由于燃煤 灰分變大,造成原電除塵器排放濃度一直大于200mg/m3, 被當地環保部門列為必須整改的項目,但由于受原場地 的限制,在不能新增電場和不改變原有布置的條件下,利用原有的三個電場,將第三電場改造成移動極板電場。改造后的 電廠每周測試兩次,除塵器排放一直保 持在16~32mg/Nm3。
              包頭第三發電廠2×300MW機組,每爐配兩臺雙室 四電場電除塵器,由于煤質變化等,導致效率下降,粉 塵排放最大值達300mg/m3。經改造,將第四電場改造成 移動極板電場,投運二個月后,經南京電力設備性能檢 驗中心測試,除塵器出口排放值為37.9mg/m3。同時采用 高頻電源及先進控制器改造后,比原先節能58%。
              唐山瑞豐鋼鐵(集團)有限公司1#燒結機頭電除塵器除塵效果不理想,進行改造,將第三電場改造成移動 電極電場,達到了預期效果。
              印度的LANjigarh電廠的288m2雙室5+1電場電除塵器 除5×3.5m的常規電場外,加一個3m的移動極板電場, 正在施工中。
             (2)機電多復式雙區電除塵技術有利于拓寬電除塵煙塵治理的適應性
              對于國內大多數煤種,采用常規電除塵器可以滿足出口排放濃度≤30mg/m3的要求,對于少數收塵難度大的煤種,特別是后電場的微細粉塵的荷電與捕集,應用 荷電與收塵分工的機電多復式電除塵器,對煙塵的適應 性更廣,更能達到低排放,經濟性更好。到目前為止, 僅龍凈一家企業就投運74臺,其中600MW機組配套的8 臺,300MW機組配套的42臺,300MW以下機組的24臺。 這些設備運行穩定,除塵效率高。如國投曲靖電廠一 期2×300MW機組1025t/h的煤粉爐,原配雙室三電場除 塵器,除塵效率為99%。2009年采用雙區技術進行改造 后,經云南省環保監測中心對其進行性能測試,1#爐排 放濃度為13.84mg/m3,效率為99.96%;2#爐排放濃度為28.1mg/m3,效率為99.92%。與原常規電除塵相比,對比 集塵面積的改善系數在10%以上,即可節省10%以上的集 塵面積,相當于節約12%的占地面積和130噸鋼材以及節 省15%~18%的能耗。
            (3)煙氣調質技術對于處理高比電阻粉塵十分有效煙氣調質技術在世界范圍內獲得廣泛應用,目前 主要有水調質、SO3調質、NH3調質、SO3+NH3雙重調質 等。國內雖然也掌握此項技術,但由于原先的國家排放標準較低,因而使用不多。隨著我國排放標準的提高, 煙氣調質技術又被派上用場,特別對于高比電阻粉塵煙氣調質是最有效的技術手段之一,目前我國煙氣調質技 術應用進入了活躍時期,已有18臺機組使用了SO3調質
        系統,最大應用機組達到1000MW。
              特別要指出的是,供電電源技術的飛速發展,極大 地提高了電除塵技術的實力。電除塵的供電電源是最為 活躍的專業之一,是電除塵器技術創新的重要組成部 分。先進的供電電源控制設備及科學有效的優化控制技 術對電除塵器的節能減排起著關鍵性的作用。
              (1)高頻電源是電除塵技術發展史上的重大變革
        高頻電源作為具有優異性能的新一代電除塵器供電 電源,具有純直流和脈沖兩種供電方式,在提高除塵效 率、節約能耗方面有著非常突出的技術優勢。大量的工 程實踐證明,使用高頻供電電源可以減少煙塵排放30%
        ~70%,同時節省能耗50%~80%以上。 上海外高橋第三發電有限公司是目前國內電力行業
        單臺裝機容量最大,單位能耗最低的火力發電廠之一, 其8號1000MW超超臨界發電機組配套了兩臺三室四電 場電除塵器,共24臺工頻高壓電源。8號機組投產運行 以來,除塵效率為99.8%,電除塵器煙氣出口濃度穩定 維持在42mg/m3。從2009年10月起,上海外高橋第三發 電有限公司對8號機組進行節能減排優化改造,將原先
        24臺工頻高壓電源更換為高頻電源,工程投運后檢測表 明,在同等工況條件下,電除塵器出口煙塵排放濃度由 改造前的42mg/m3降低到16mg/m3,減排率59.5%,同時 電除塵總能耗也由改造前的871kW降低到266kW,節能 率71.1%。這是我國首臺百萬千瓦機組電除塵器運行高頻電源技術改造的成功應用。
              內蒙古上都電廠2#爐(600MW)電除塵節能改造, 采用高頻電源后,電除塵節能率達到56%以上。原來出口 煙塵排放濃度為160mg/m3左右,改造后出口煙塵排放濃 度實測為53mg/m3。河南三門峽華陽發電廠2#爐第一電場 采用高頻電源改造后,在鍋爐滿負荷同等煙氣條件下, 一電場只采用一臺高頻電源時測試除塵效率為99.802%, 采用兩臺高頻電源測試除塵效率為99.876%,煙塵排放降 低37.3%。說明電除塵器一電場采用高頻電源增大電場荷 電強度,減輕后電場的負荷,有利于除塵效率的提高, 而且在同等輸出功率時,高頻電源比工頻電源需要更小 的輸入功率,減少輸入功率約32.5%,節能效果顯著。
        高頻電源節能減排的優異性能,引起了世界的重 視,也得到了國家相關部門的大門支持。2008年國家將 電除塵高頻電源研發列入《國家重大產業技術開發專 項》;2009年高頻電源列入《國家重點節能技術推廣目 錄(第二批)》;2010年國家又將高頻電源列入了《當前國家鼓勵發展環保產業設備(產品)目錄》。
              (2)具有自主知識產權的工頻三相高壓整流電源
              該電源采用三相制供電方式,各相電壓、電流、磁 通的大小相等,相位上依次相差120°,與常規單相高 壓電源相比,從根本上解決了電網供電的平衡問題,設 備效率從73%提高到95%,功率因素達到0.93以上。三 相電源紋波系數較小,其二次電壓波形接近一條直流, 在相同極間距的條件下,三相高壓電源的二次輸出電壓 平均值比常規單相電源最大可提高35%,二次電流可提 高1倍以上,對于中、低比電阻粉塵,需要提高運行電流的場合,可顯著提高除塵效率。
              該電源2005年首先在蕭山電廠125MW機組上應用成 功,后來應用在600MW機組。
        2006年在河南中州鋁業氧化鋁1#窯,通過一臺雙室 三電場電除塵器,西側保持原來的單相高壓電源,東側 改為三相高壓電源。在電除塵器運行參數完全一致的 情況下,進行長達6個月的對比試驗,多次測試結果顯 示,東側電除塵器出口排放從原來的約600mg/m3下降到100mg/m3,設備投運率也比原先提高5.3%。后來連續改 造四臺窯,都取得了較好的減排效果。
              2007年在杭鋼燒結機頭雙室四電場電除塵器采用2+2的三相/單相組合電源控制技術。近3年來一直保持30mg/m3以下的排放。
              2008年起,先后在臺州電廠300MW機組,日照燒結機頭、河南長城鋁業公司和冀東水泥廠得到應用。
              總之,從有色到冶金,從冶金到電力,從電力到建 材同時推廣工頻三相高壓整流電源。目前已有7~8家電 源企業生產該三相電源。
             (3)電除塵中頻高壓直流電源
        中頻電源采用控制與變壓整流分體式結構,從結構形式上與常規的可控硅電源相同。中頻電源為三相輸 入,三相供電平衡,功率因素大于0.95,無缺相頻耗, 電源效率大于90%,這些優點與高頻電源相似。中頻電 源也具有常規電源的優點,如維護方便、可靠性高,大 功率容易實現等。
        與工頻電源相比,中頻電源的適應性更強?筛鶕 電除塵的工況提供更有效的電源波形。間隙供電時,供 電脈寬最小可達2ms,可任意調整占空化,具有更靈活的 間歇比組合,可有效抑制反電暈現象,特別適用于高比 電阻的粉塵工況。中頻電源的火花關斷時間<15μs,火 花能量小,電場恢復快,可有效提高電場的平均電壓。目前國內的中頻電源工作頻率為400Hz,經過變壓器升壓整流后的輸出直流電壓紋波脈動頻率為4.8kHz。 中頻電源的輸出電壓紋波系數小于5%,幾乎為一直線。 從而有利的提高了電除塵電場的直流電壓,提高了除塵效率。
              漢 川 電 廠 2 # 爐 原 配 置 的 電 除 塵 器 , 電 源 為 工 頻
        1.0A/72kV,改造后,本體改為雙室四電場,配備中頻 電源(一電場1.4A/80kV,二、三電場1.0A/80kV,四電 場1.2A/80kV)。1#和2#爐改造后本體相同在煤種和鍋 爐負荷幾乎一致的情況下,1#爐仍由工頻供電,粉塵排 放為68mg/m3,而2#爐電源參數有了明顯提高,火花現 象減少,其最終粉塵排放為28mg/m3。
              2010年,中頻電源在松藻電力公司的技改中也取得 降低能耗45%、排放達到42.5mg/m3的良好效果,隨后在整個重慶能源集團中得到進一步推廣應用。(摘自我國電除塵行業2010年發展綜述)(中國環境保護產業協會電除塵委員會,北京    100037
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