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湿式电除尘器在漕泾电厂2号机1000MW燃煤机组上的应用
时间:2018-05-10 08:57:05

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摘要:本文简述了湿式电除尘器的工作原理、特点及国内外应用现状,重点介绍了湿式电除尘器在漕泾电厂1000MW超超临界燃煤机组上的应用情况,并对该技术在设计、运行中需要注意的问题进行了探讨。

机组投运后运行良好,出口烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别为1.45mg/m3,13.9mg/m3,21.6mg/m3,实现了燃煤烟气“超低排放”要求,为大型燃煤电厂改造工程应用湿式电除尘器提供了有益的参考。

0引言

(略)漕泾电厂地处我国经济中心上海市,属于重点控制地区。在严峻的环境形势下,漕泾电厂自我加压,提出燃煤污染物达到“超低排放”要求,并决定在2号机组改造中加装湿式电除尘器(WESP),来满足粉尘的“超低排放”要求。

本文重点介绍了湿式电除尘技术在漕泾电厂2号1000MVV燃煤机组上的应用,探讨了该技术在设计、运行中需要注意的问题,为该项技术在大型燃煤电厂的进一步优化和推广提供了有益的参考。

1WESP技术简介

1.1原理及特点

WESP是一种用来处理含湿气体的高压静电除尘设备,在燃煤电厂中通常布置在脱硫设备后,其工作原理和干式电除尘器基本相同,都要经历电离、荷电、收集和清灰四个阶段,不同之处在于干式电除尘器采用振打清灰,WESP采用液体冲洗集尘极表面来进行清灰,具有不受粉尘比电阻影响,无反电晕及二次扬尘等特点。

WESP不仅可以有效除去烟气中的PM2.5,同时还可协同脱除SO3、汞及烟气中携带的脱硫石膏雾滴等污染物,抑制“石膏雨”和“烟囱白烟”的形成,可达到其它除尘设备难以达到的极低的烟尘排放限值(如<3mg/m3),同时设备本体结构小、占地面积小。

1.2国内外应用情况

国外美、日、欧等发达国家WESP的研制起步较早,技术成熟度高,已有近30年的应用历史。据不完全统计,已有100余套不同类型的WESP应用于美国、欧洲及日本等国的电厂,取得了十分显著的减排效果。

国内燃煤电厂WESP起步较晚,近年来由于环保标准的日益严格,国内相关企业及科研院所加大了WESP的研发力度,通过自主研发或引进技术,不仅在核心技术上实现了突破,并迅速得到了工业应用,积累了一定经验。

截至2014年底,国内已有多套300MW及以上机组WESP投人运行,并取得了较好的减排效果。WESP对于燃煤污染物的终端治理作用已得到初步验证,业内专家和政府有关部门非常认可该技术。目前,WESP已成为我国燃煤电厂实现“超低排放”的主流技术之一。

2项目概况

上海漕泾电厂隶属于中电投集团,位于上海市金山区南端的漕泾镇内。厂址南距上海市区约57km,西距上海石化总厂约9km。一期工程安装2台1000MV超临界汽轮发电机组,已分别于2009年和2010年建成投产,本次环保改造针对漕泾2号1000MW机组实施。要求通过改造后,漕泾电厂大气污染物排放浓度在基准氧含量6%条件下达到燃气轮机组标准限值,浙江菲达环保科技股份有限公司承担了脱硫吸收塔后新增WESP的建设任务。

3工程应用

3.1总体技术思路

上海漕泾电厂1000MW机组中采用的WESP烟气深度净化装置布置在湿法脱硫设施尾部。采用的工艺路线如图1所示:锅炉+脱硝装置+干式电除尘器+湿法脱硫装置+湿式电除尘器。

图1上海潜径电厂2号机1000MW燃煤机组的工艺路线图

烟气先经过脱硝系统去除NOX,然后经干式电除尘器去除粉尘,之后再经过石灰石-石膏湿法脱硫装置去除SO2。脱硫塔出来后温度低、湿度大、腐蚀性强的烟气再经过WESP进行深度处理。

3.2烟气设计参数及性能要求

根据技术协议,本项目的WESP人口烟气参数及性能要求见表1。

表1WESP人口烟气参数及性能要求

3.3技术方案

本项目WESP采用金属板式水平烟气流湿式电除尘技术,该技术具有如下技术特点:

⑴高效的喷淋系统。采用雾化效果良好的喷嘴,在不断电情况下,对放电极和集尘板进行连续冲洗,阴、阳极采用同一套喷淋系统,喷淋覆盖率达120%,充分保证湿烟气中粉尘、PM2.5,SO3气溶胶等复合污染物的有效去除,去除效率高,系统简单,运行稳定靠。

⑵特殊的极配形式,确保最佳运行参数。采用针刺线配金属平板式阳极板,同极间距300mm,极板成膜均匀,这种极配与喷淋系统和高压供电相匹配,可以获得最佳电气运行参数,有效保证长期实现“超低排放”。

⑶低耗水量,无需另设废水处理系统。WESP内部大部分循环使用,少量的外排水可直接进人脱硫系统作为脱硫补充水,

⑷优良的设计,抗腐蚀性好,设备性价比高。WESP的运行条件恶劣,易引起腐蚀。因此,科学合理地选择了各部件的结构材料。

①从结构材料上讲,壳体是湿式电除尘器中最安全吟通常采用普通钢,为防止腐蚀,将其内表面涂敷了鳞片,安装时还特别对壳体内表面的易腐蚀点进行加强防腐处理,如焊接点、构件连接处及盖板等。

②集尘板和放电极采用不锈钢材料(316L),表面具有较强的抗腐蚀能力,同时将易产生腐蚀的联接点减至最小,确保长时间稳定运行。

③喷淋水是经NaOH水溶液中和后循环使用,且连续喷淋,确保所有内部件所接触到的溶液的pH值始终保持偏碱性,抑制酸腐蚀的发生,从而延长阴阳极的使用寿命。

根据WESP人口烟气参数及所要求达到的性能指标,采用菲达公司的选型程序计算并结合实际工程应用经验,最终确定了WESP深度净化装置的主要设计参数。WESP主要技术参数见表2,方案图如图2所示。

表2WESP的主要设计参数

图2WESP外形图

3.4投运效果

本项目的WESP于2014年11月安装完毕。投运之后实物图如图3所示,漕泾电厂1号和2号机组的烟囱连在一起,两个烟囱出口一个白烟袅袅,一个基本看不到白烟,看不到白烟是因为加装WESP之后实现了洁净排放。

图3WESP实物图

2014年11月20日,漕泾电厂2号机组烟气超低排放工程顺利并人系统运行,湿式电除尘、MGGH、脱硫增容改造等设施全部投运,完成了各项建设目标。12月7日,该烟气超低排放示范工程顺利通过168小时运行,正式投运。经权威部门测试结果显示,该机组的烟尘排放量仅为1.45mg/m3,二氧化硫、氮氧化物排放浓度也分别只有13.9mg/m3,21.6mg/m3,均优于燃机排放标准。

WESP对粉尘脱除率为81.95%,SO3脱除率为69.72%雾滴脱除率为87.35%,均达到了设计值要求,使漕泾电厂在减排方面迈上了一个崭新的台阶。作为上海市首个洁净排放示范工程,本工程对燃煤机组大气污染物深度治理发挥了良好的示范推广作用。

4设计及运行注意事项

湿式电除尘技术是近几年才发展起来的新兴技术,为保证其有良好的性能,并能长期安全可靠地运行,在设计及运行管理上应注意以下事项:

(1)合理设计电极结构

电极是湿式电除尘器的核心部分。电极的配置形式、结构及材料的选用,是湿式电除尘器正常运行的关键。根据不同的工况条件,有针对性地对电极维护,可有效的改善湿式电除尘器的运行状况。

(2)绝缘装置的清洁与加热

由于绝缘装置与含尘烟气直接接触,会造成积灰降低绝缘性能,因此需采取措施使绝缘装置保持清洁除尘器运行用气封隔绝含尘烟气与绝缘瓷套接触,需设置电加热装置。

(3)系统的机电一体化控制程度

WESP设置在湿法脱硫后,需应用水循环等工艺系统。因此,对该系统实行机电一体化控制设计,才是使系统保持连续良好运转强有力的保证。

(4)可靠的防腐与保温措施

阴阳极材料宜选用316L或更耐腐蚀的材料;喷淋系统喷嘴应采用不锈钢或非金属防腐材质,喷淋管路系统应设置冲洗旁路管道,根据环境温度设置保温层及伴热,并装有过滤器;外壳体采用玻璃鳞片内衬,设有必要的防冻和保温措施。

(5)喷淋水的循环利用

湿式电除尘器冲洗水采用闭式循环,但是因水中含尘量增加,需不断补人原水,排出废水。废水量与烟气中含尘量呈线性关系。废水一般进入脱硫系统,此时需考虑脱硫系统水平衡;若废水不能进人脱硫系统,需考虑这部分水的处理。

5结语

WESP基于其技术特点,可实现对PM2.5,SO3及除雾器后烟气中携带的石膏雾滴等污染物的高效脱除,在漕泾电厂2号机1000MW燃煤机组上的成功应用表明,其减排效果明显,可彻底解决困扰电厂的“石膏雨”问题,大大改善了电厂的周边环境,为大型燃煤电厂采用湿式电除尘器实现“超低排放”提供了有益的参考。


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