低低温电除尘提效改造研究
Stack GGH WFGD
日本橘湾电厂2号机组
低低温静电除尘器系统
主要参数
Boiler
GGH DESP
锅炉燃料:
煤
FGD:
石灰石-石膏湿法
烟气流速:
3,130,400 m3 N/h
(Eq. : 1,050 MW)
入口SO2浓度.: 860 ppm
除尘系统
低低温静电除尘器
烟气再加热:
无泄漏GGH
烟尘排放
一般电厂为保护尾部烟道、设备不受腐蚀,必须将烟气温度控制在酸 露点以上。按照国内常规设计,烟气温度需要在酸露点以上5~10℃左右, 因此空预器出口烟气温度通常设定为120~130℃。但湿法脱硫工艺中吸收 塔中的烟气为绝热饱和温度(等焓过程),一般这个绝热饱和温度为50℃ 左右,即从120~150℃到50℃这个区间的热量全部损失了。
a)比电阻:烟气温度超过200℃时,飞灰以体积导电为主, 主要依靠灰中碱金属离子导电;当温度低于150℃时,以 表面导电为主,主要依靠飞灰颗粒吸附的水膜和酸膜导电。 b) 除尘器最佳比电阻范围为104~1011 Ω·cm。 c) 烟温降低到85 ℃ :迁移速度提高70%左右。 d) 烟气温度自130℃降低至85 ℃,烟气体积流量减少
实验研究证实,烟气中飞灰浓度和三氧 化硫浓度之比(D/S)控制在一定数值,
低低温条件下对钢材腐蚀速度低于 0.1mm/a。
二、低低温静电除尘技术原理、技术优势
2、除尘效率提高
烟温降低到85℃ : 烟气体积流量减少10%左右。 飞灰比电阻降低,迁移速度显著提高。 备注:国内其他项目多将烟气温度降至95-105℃左右。
< 10 mg/m3N
运行
2000年12月
二、低低Ⅱ温、静低电低除温尘静技电术除原尘理技、术技术优势
CHUBU ELECTRIC POWER CO., / HEKINAN P.S. / NO. 4 & 5
低低温静电除尘器系统
主要参数
锅炉燃料:
煤
FGD:
石灰石-石膏湿法
烟气流速:
2,787,000 m3 N/h
七、效益分析
1、安全效益
静电除尘器无腐蚀风险 烟气中SO3都为粉尘所吸附,电除尘极板不存在腐蚀的风 险。
不影响飞灰输送和飞灰再利用 飞灰中SO3含量将增加0.1~0.35%,对飞灰的粘聚力几 乎不构成影响。 国家建材业GB1596-88规定,1、2、3级灰的SO3含量 <3%,本方案飞灰吸收SO3后, SO3含量增量<0.35%, 飞灰仍然满足国标要求。
14%左右。
二、低低温静电除尘技术原理、技术优势
3、脱硫
锅炉
SCR
烟气温度 (deg.C) SO3浓度. (ppm)
空预器
130 >40
GGH 降温段
85 <3
DESP
IDF
85 <1
处理烟气流量减小,FGD塔体积缩小,系统能耗降低
FGD水耗减少
含尘浓度减少: FGD运行稳定,石膏品质提升
WFGD
4. 烟冷器系统允许投入条件:①1A或1B烟冷器入口烟气温度大于95℃; ② 7号低加至烟冷器凝结水进口温度大于70℃。
1. 烟冷器系统保护退出条件: ①锅炉MFT保护动作; ②机组RB保护动作; ③烟冷器出口烟气温度小于80℃; ④烟冷器凝结水进口温度小于69℃。
五、运行操作注意事项及检查情况
检查情况
湿法脱硫塔对细颗粒物脱除效率只 有5~30%
火电厂大气污染物排放标准(GB132232011),全国执行30mg/m3的限值;
重点区域大气污染控制十二五规划,划定 三区十群,工业粉尘排放降低10%
2013年3月,环保部发布针对特别排放限值 的14号公告,明确执行时间和范围
2013年6月14日,国务院部署大气污染防 治十条措施,重点行业排放强度下降30%, 加强PM2.5污染治理
原静电除尘系统
序号
项目
1 机组出力
2 静电除尘型式
3 比集尘面积
4 保证除尘效率
5 实测出口浓度
6 实测除尘效率
单位 MW
m2/m3·s-1 % mg/Nm3 %
条件 1000
2台双室四电场 96.24
99.65% 33.00% 99.68%
煤质数据
1 负荷
2 全水分
3 灰分
4 含硫量
5 低位发热量
不同负荷下的煤耗降低值统计如下:
名称
单位 100%THA 75%THA 50%THA
性能测试降机组供电煤 g/kWh 1.81
耗值
2.30
2.04
四、节能减排效果
节煤节水量分析
相关的机组运行负荷分布按下表计算。
机组负荷率 机组100%负荷 机组75%负荷 机组50%负荷
年总和
运行小时数 负荷折算系数 折合满负荷小时数
二、低低Ⅱ温、静低电低除温尘静技电术除原尘理技、术技术优势
150℃
飞灰
SO3 (气)
鳍片管
气态SO3 (ppm)
热交换器出口SO3浓度(ppm)
90 ℃ (< 酸露点)
被吸附的SO3雾滴
50
DESP温度.:90 ℃
100
40
DESP 温度.:160 ℃
实验数据
参考煤:高硫煤
小试数据
30
10
20 1
条件 1,674,246 x 2
128 10.4 ~9ppm
85 <3
<20 <1
三、低低温改造项目
3、系统布置方案
版本 状态
描述
设计
校核
审核
批准
日期
平 海 电 厂 1#机 组 低 低 温 烟气除尘改造项目
工程
阶段
可研
Байду номын сангаас
换热器及烟道布置图(方案二)
比例 1 :2 0 0
图号
版本
三、低低温改造项目
4、设备示意图
五、运行操作注意事项及检查情况
运行操作注意事项
1. 烟冷器凝结水减温水调节阀自动值设定为83℃,尽量减少减温水投入,提 高经济性。
2. 烟冷器系统刚投运时,为防止出口烟温降低过调,待系统投入30min稳定 后,1A/1B烟冷器凝结水进口调节阀再投自动。
3. 吹灰规定:①当烟冷器烟气差压大于750Pa时,烟冷器系统执行全面吹灰 顺控;②)当烟冷器烟气差压小于750Pa时,烟冷器系统执行单双数吹灰 方式;③烟冷器吹灰蒸汽压力设定为1.6MPa。
使用寿命延长 一般可接受的腐蚀速率为0.2mm/a。低低温技术可使普 通碳钢的腐蚀速度低于0.1mm/a。 而低低温技术所使用的碳钢换热管寿命可以达到20年。
七、效益分析
2、社会效益
改善民生环境: • PM2.5污染已经成为“同呼吸、共命运”的重大民生课题,本
项改造能减少可冷凝PM2.5的排放,改善环境空气质量。 推动科技进步: • 本项改造不仅能有效降低PM2.5排放,而且可以对余热进行再
10
0.1
0
o
50 o 100 15o0
o
200
GGH热交换器出口温度
二、低低Ⅱ温、静低电低除温尘静技电术除原尘理技、术技术优势
:实验数据
测试环境 SO3: 3.57~49.98mg/Nm3 H2O: 8~10 vol%
腐蚀率
0
24
6
8 10 12 14 16
粉尘浓度/ 硫酸雾浓度(D/S)
灰硫比与腐蚀率的关系
2、吹灰器密封风系统
如采用蒸汽吹灰器,需单独设计安装蒸汽吹灰器的密封风及加热系统,保证 进入吹灰器枪管的密封风温度>70℃,防止低温空气进入吹灰器枪管后引起枪管 腐蚀。该厂最初设计采用辅助蒸汽加热吹灰器密封风,蒸汽耗量0.45t/h,但加 热温度偏低,无法满足密封风温度>70℃的要求。后期进行改造,采用热二次风 作为密封风源,解决了密封风温度偏低的问题,还减少了蒸汽消耗。
BUF
烟囱
50 <1
4、余热利用
加热汽机凝结水、脱硫后烟气、一次空气预热、供暖等
二、低低Ⅱ温、静低电低除温尘静技电术除原尘理技、术技术优势
5、业绩—日本应用案例
低低温静电除尘技术起源于日本,1997年后大部分新建的燃煤电厂都选用了该技术
13
二、低低Ⅱ温、静低电低除温尘静技电术除原尘理技、术技术优势
PM2.5治理困难
电厂节能要求
排烟热损失是锅炉运行中最重要的一项热损 失,一般排烟温度增加12~15℃,排烟热 损失增加1%,锅炉效率降低1%
二、低低温静电除尘技术原理、技术优势
核心是低低温烟气处理技术,改造前后的工艺流程如下图所示:
二、低低温静电除尘技术原理、技术优势
排烟热损失是锅炉运行中最重要的一项热损失,占锅炉总输入热量的5 ~8%,占锅炉总热损失的70~80%,一般排烟温度增加15~20℃,排烟热 损失将增加1%,锅炉效率降低1%,煤耗也相应增加。
余热回收瓶颈:降温到酸露点以上5~10oC
脱SO3的效益
解决低温腐蚀问题 突破酸露点瓶颈,最大限度回收余热
价值1:低低温静电除尘技术可将SO3降低到1ppm以下
价值2:烟冷器可以突破酸露点限制,将烟气温度降低到85℃,比酸露点以上运 行的常规换热器多回收25~40%以上的余热
排烟热损失是锅炉运行最重要的热损失,排烟温度增加12~15℃,排烟热损 失将增加1%,锅炉效率降低1%
二、低低温静电除尘技术原理、技术优势
脱SO3:SO3可降低到1ppm以下,无堵塞腐蚀 除尘:除尘性能高效稳定 脱硫:低腐蚀等级,高石膏纯度,降低水耗 余热:突破酸露点限制,最大限度回收余热,余