大唐保定电厂除尘器技改项目可行性研究报告(15页).doc

-大唐保定电厂除尘器技改项目可行性研究报告-第 15 页大唐保定热电厂#11机组电除尘器改造可行性报告一、前言：（一）项目名称:大唐保定热电厂#11机组除尘器技术改造（二）项目性质；技改项目（三）可研编制人：王文红 贾俊龙 （四）项目负责部门：设备部、检修部环保专业（五）项目负责人：崔相文 潘艳明二、项目提出的背景及改造的必要性：（一）承担可行性研究的单位：大唐保定热电厂 （二）项目提出的背景；根据新颁发的火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）要求，我厂#11机组排烟含尘量应为30mg/Nm3，而#11除尘器设计排烟含尘量100mg/Nm3，已不能满足2014年7月1日起即将实施的燃煤电厂大气污染物排放标准GB13223-2011中允许烟尘浓度排放30mg/Nm3的要求。同时，由于实际燃用煤种偏离设计较大和除尘器长期运行极线放电尖点蚀，现运行的除尘器除尘效率较低，由设计值的额定除尘效率99.72%降至98.46%，实际#11除尘器出口烟尘浓度平均值386mg/m3、427mg/m3，排烟含尘量远大于新标准要求的值。要完成国家对于火电机组排烟含尘量标准的要求，需要对#11机组除尘器增效改造。（三） 项目进行的必要性；大唐保定热电厂#11机组200MW机组现电除尘器设备由福建龙净环保股份有限公司设计生产，于2007年年初投运。电除尘器为双室四电场布置，限于当时国家环保标准，原设计标准和要求较低，保证除尘效率为99.72，除尘器出口排放浓度<100mg/Nm3。经过5多年的运行，除尘器内部部件磨损老化的较严重，除尘器的整体除尘效率偏低，2010年12月份测试整体除尘效率，两台机组电除尘器除尘效率均低于99.00%，除尘器的粉尘排放浓度在350mg/Nm3500mg/Nm3之间，已严重超标，已不能够满足当前及今后环保的排放要求，因此必须加以改造。1.燃用煤种灰份升高，除尘器出力不足实际燃烧煤种偏离设计煤种较多，实际燃煤低位发热量在4500大卡左右（设计煤种5800大卡），灰份在28-35%左右（25.02g/Nm³设计煤种)，2012年5月提取2个月煤样化验，灰分为34.46%，由于实际燃用煤种灰份远超过设计煤种，导致除尘器运行参数低，除尘效率下降，烟气含尘浓度高。河北省电力研究院2011年12月12日对大唐保定热电厂#11机组除尘器做性能试验： #11机组电除尘器出口烟尘浓度平均值386mg/m3、427mg/m3（甲乙侧）。2. 烟气量增大，除尘器效率下降该系统设计烟气量为744005Nm3/h，但2010年实测烟气量为83700 Nm3/h，比设计值大12.5%，除尘器处理的烟气量增加，致使除尘器效率下降。3. 原除尘器设计烟尘排放浓度不符合国家环保要求 原除尘器设计出口含尘浓度为100mg/Nm3，已不能满足2014年7月1日起即将实施的燃煤电厂大气污染物排放标准GB13223-2011中允许烟尘浓度排放30mg/Nm3的要求。4. 根据现除尘器运行工况下，烟尘排放达标无空间如对#11电除尘器进行A级检修，使现有的两室四电场除尘器恢复提高到最佳状态时，根据除尘器效率公式，现除尘器运行工况条件为烟气量（Q）=83700 Nm3/h，比集尘面积=84.02m2/m3/sec，驱进速度=6.03cm/sec，本体漏风率：<2.0时，计算得出#11除尘器恢复性检修后除尘效率为99.65%。除尘器入口烟尘浓度为34.46g/m3时，除尘器出口烟尘浓度能达到118mg/m3，还是远高于粉尘允许烟尘浓度排放的要求。鉴于以上原因及国家新环保排放标准的颁布实施，因此对#11机组静电除尘器进行全面改造，改变目前高压电场运行参数低、收尘效果差等问题，以提高除尘器的除尘效率，降低粉尘排放浓度，达到国家新环保标准烟囱出口排放的要求。 （四）调查研究的主要依据、过程及结论；1. 电除尘器除尘原理决定了电除尘器对于处理高硫煤、高水分煤种、粉尘比电阻在1011·cm以下的粉尘时，以其设备阻力低，适应烟气变化能力强，维护工作量少等特点，得到了广泛应用。2. 目前，国内已经有多家电厂能满足最新环保排放要求，主要采取的技术有：新型电除尘器技术及布（电）袋除尘器技术。电除尘器新技术随着环保要求的提高，近两年得到了较广泛的应用，主要有旋转电极式电除尘器技术、低温电除尘器技术、微粒聚合技术、湿式电除尘器技术等。旋转电极式电除尘器技术、低温除尘器技术及微料聚合技术已经在实际项目中得以成功运行，旋转电极式电除尘器技术已经在国内多套大型机组得以应用。布（电）袋除尘器国内最早投运的项目已经超过了五年，技术相对较为成熟，但该种技术对煤种含硫量要求较高，且其无法避免几年一次的滤袋更换，运行费用较高，更换滤袋会带来二次污染。3. 电除尘器效率与表观驱进速度、比集尘面积的大小有关。在电除尘器尺寸一定的前提下，比集尘面积愈大、驱进速度愈大除尘效率愈高。因此，在烟气量一定的条件下，要提高电除尘器的效率，必须增加收尘板的面积（即比集尘面积）。根据西安热工院除尘器改造可研论证：依据试验结果可以反算出除尘器的表观驱进速度k为34.68cm/s（K取0.5），除尘器如果保证出口烟尘排放30mg/Nm3时，除尘效率需要达到理论上99.93%的除尘效率，因此至少要将原除尘器增加有效长度为14m的电场，需将除尘器增加至5到6个电场，这样才能在理论上满足除尘器出口达到排放30mg/Nm3。旋转电极式电除尘器技术,一个旋转电极式电场可以达到常规电场1.5-2倍的除尘效果。4. 随着环保要求的提高，我部门已对以上几种技术与除尘器厂家进行了充分沟通，并对已投运300MW旋转电极式电除尘器的包头第一热电厂、包头第三热电厂、达拉特电厂进行了调研了解，结合本厂实际情况，认为电除尘器旋转电极式除尘器技术+高频电源方式较适合本次提效改造。（五）原系统或设备的基本情况：1拟进行检修的系统或设备的基本情况说明；锅炉型式：东方锅炉集团有限公司制造，超高压参数汽包炉，采用自然循环燃煤锅炉。锅炉最大连续蒸发量： 670t/h 锅炉保证效率(B-MCR)： 91.5%锅炉(B-MCR)燃煤量： 83.18t/h(设计煤种)； 83.79t/h(校核煤种1); 97.96t/h(校核煤种2)炉膛出口过剩空气系数：1.2锅炉运行方式：主要承担基本负荷并具有一定的调峰能力。锅炉最低稳燃负荷(不投油助燃时)不大于40%B-MCR，锅炉在此负荷下能长期安全稳定运行.2 系统或设备简述；原除尘器技术参数除尘器数量：每台炉配2台单室四电场静电除尘器。除尘器入口烟气量： 158m3/s（设计煤种）； 156m3/s（校核煤种1）； 172.1m3/s（校核煤种2）；除尘器入口烟气温度： 146；最高温度： 161本体阻力： <190 Pa本体漏风率： <2.5 %除尘器入口含尘浓度： 25.02g/Nm³(设计煤种) ； 26.15g/Nm³(校核煤种1)； 39.97g/Nm³(校核煤种2)；保证效率：99.72%且对校核煤种除尘器出口含尘浓度不大于100mg/Nm33铭牌；2BEL169-4/28+3×25/400+3×450/15/4×9-G，干式、卧式、板式4制造商；福建龙净环保股份有限公司5投产日期；2007年7月6运行简历；2007年7月随机组投运至今。7主要历史状况等。2009年#11除尘器仓泵技改，增加了一条输灰管道。（六）存在的主要问题：1缺陷情况的历史记录和叙述；2007年投运至今，电场内部阴极线放点尖电蚀严重。河北省电力研究院2011年12月12日对大唐保定热电厂#11机组除尘器做性能试验： #11机组电除尘器出口烟尘浓度平均值386mg/m3、427mg/m3（甲乙侧）。2影响人身和设备安全的问题；无3影响设备可靠性的问题；无4系统配置与偏差；无5环境保护的问题；粉尘排放超标，影响到下游脱硫系统正常运行。6节能降耗、提高经济性；无7改善劳动环境和条件等。无（七）通过项目的实施需要解决哪些问题。通过对#11机组电除尘器进行技术改造，降低除尘器烟尘排放浓度为30mg/m3，提高电除尘器效率至99.93mg/m3.三、方案论证：（一）检修方案描述；通过本次除尘器检修，使除尘器出口达到排放要求（以满足最终烟囱出口小于20mg/m3，即除尘器出口小于30mg/m3）。目前，国内多家电厂实施旧除尘设备技术改造，多选用静电除尘扩容、布袋除尘、电-袋复合除尘、移动阳极板等技术改造。而移动阳极电除尘器技术作为一种新型高效电除尘技术，因改造费用较低、占用空间小、提效效果明显，近年来异军突起，多应用于现有电除尘器提效改造项目。（二）改造后预期达到的效果；1、出口排放降低至允许范围，即除尘器出口粉尘浓度30mg/m3。2、除尘器各项性能指标达到行业要求。3、改造后除尘器运行维护费用要低。4、改造费用尽量要少。（三）应从全部可能的设计方案中，提出23个最适合的可选方案(或建议方案)；方案一：高频电源+常规电除尘器+旋转电极式电除尘方式方案一总体描述： 旋转电极式除尘器作为本次改造的方案。尽量保留原除尘器的基础、钢支架、壳体、灰斗、烟道、保温等，对其重新核算并进行维护、加强。除尘器内部一、二、三电场的极线全部拆除并更换。由于烟气含尘浓度高，因而对极线的磨损较为严重，阴极线全部更换为高强度的RS芒刺线，可以有效的提高放电性能及使用寿命，减少断线检修的机率。改造更换前3个电场的阴极线形。原IV电场掏空，改造为旋转电极式区。IV电场阴极为侧部机械振打，阳极为不锈钢钢刷刷灰。高压电源全部更换为高频电源。改造后电除尘器出口可达到48mg/Nm3的排放，考虑脱硫设备的除尘性能后，可以满足新环保标准烟囱口20mg/Nm3的排放要求。且设备的阻力没有或略有变化，因此对系统的压降不会产生影响，不需要对后部引风机进行同时改造或更换。每台炉设备的改造施工期约为6065天。每台炉设备的改造费用约为1183万元。（1）方案一工作量：更换前部3个电场的阴极线型，进行优化配置：I 、II、III电场改为管状芒刺线，阴极振打型式仍采用原有顶部电磁振打。前部3个电场的阳极振打整仍为侧部机械振打。前I电场同极距为400mm，II、III电场同极距为450mm。原IV电场掏空，改造为旋转电极式区，同极距为460mm。高压电源全部更换为高频电源。除尘器整体改造后，设计除尘效率99.8%，出口烟尘排放浓度48mg/Nm³，考虑脱硫装置的60%除尘性能后，可满足国家环保排放新标准要求。方案二、高频电源+常规电除尘器+新增一个旋转电极式电场的电除尘方式方案二总体描述：在原双室四电场除尘器基础上，在第四个电场后增加一个电场，用于布置移动极板及相应阴极系统，改造为移动极板式电除尘器，前四个电场更换为高强度的RS芒刺线；阴极振打系统改为侧部振打；一电场更换高频电源；除尘器壳体改造并加固；出口烟箱及槽型板改造。每台炉设备的改造施工期约为6065天。每台炉设备的改造费用约为1388万元。方案二工作量1）整修进出口导流板、气流均布板等，以保障气流均布效果。 2）原电除尘器四个电场进行常规检修，部分更换磨损严重的设备，阴极线全部更换为高强度的RS芒刺线。阴极振打系统由顶部振打改为侧部振打。3）在原除尘器后新增一个电场，布置旋转电极式除尘器系统。4） 新增第五个电场的灰斗下输灰设备（新增加相应数量的发送罐及除尘器下部管道，由于灰量很小，无需单独增加主输灰管道，对原有空压机系统完全利旧，无需增容）。5）除尘器壳体改造并加固；出口烟箱及槽型板改造。6）电气配套方案一电场更换为高频电源及配套设备；新增第五个旋转电极电场相应的控制系统；其他原四个电场电气控制设备做相应改动。除尘器整体改造后，设计除尘效率99.93%，出口烟尘排放浓度30mg/Nm³。方案一与方案二综合对比： 方案共同优点1) 原电除尘器全部利旧，只需进行常规A级检修。2)除尘器阻力不增加，减少了引风机改造的费用。3)对烟气温度、含硫量等适应性强。4) 日常维护量小，采用节能型控制器或高频电源后，运行费用很低。5）仅需一个旋转电极电场，改造费用较低。6）部分施工工作于停炉前开始，可缩短工期。 方案中的不足1）对煤种变化后，灰份性质、灰量发生的变化较为敏感。2）目前已有300MW级机组投运业绩，但相对数量较少，运行经验也相对较少。3）方案二需新增一个电场（新增柱距56米），必需结合引风机增压风机合并改造的前提下完成。4）方案一按照除尘器出口含尘浓度48mg/Nm3设计，需脱硫设施的60%除尘效果后，总的烟尘排放浓度才能达到20mg/Nm3，满足目前的排放标准要求。方案一二改造后除尘器参数及效果：序号项目单位方案一设计数据方案二设计数据1处理烟气量m3/s158m3/s（设计煤种）；156m3/s（校核煤种1）；172.1m3/s（校核煤种2）158m3/s（设计煤种）；156m3/s（校核煤种1）；172.1m3/s（校核煤种2）2入口烟气温度139（加了10欲量）139（加了10欲量）3除尘器型式双室四电场双室五电场4入口烟气含尘浓度g/Nm3 25.02g/Nm3（设计煤种） 34.46g/Nm（2011年实测）39.97g/Nm3（校核煤种2）25.02g/Nm3（设计煤种） 34.46g/Nm（2011年实测）39.97g/Nm3（校核煤种2）5除尘器有效截面m22x1692x1696阳极板有效高度m15.0915.097同极间距mm一电场400二、三电场450，四电场460一电场400二、三四电场450，五电场4608通道数个一电场28、二、三电场25，四电场23一电场28、二、三四电场25，五电场239电场长度m4x4.5 4x4.5 （五电场长度根据排放要求厂家设计确定）10灰斗数个81011阴极线形式RSRS12阳极板型式一、二、三电场ZT24型；四电场旋转极板 一、二、三、四电场ZT24型 ；五电场旋转极板13电场风速m/s1.02（校核煤种工况）1.02（校核煤种工况）14收尘面积m210850.54160206.4815阻力损失Pa19019016比集尘面积m2/m3/s70.3290.4117出口烟气含尘浓度mg/Nm348 3018设计除尘效率%99.8899.9319投资费用万元11881388（七）提出推荐的检修方案。移动极板除尘器具有的技术特点：解决了常规除尘器在捕捉高比电阻、超细粉尘难，易产生二次扬尘等技术难题；旋转电极式部分的收尘极极板总是工作在非常洁净的状态，彻底杜绝了反电晕的产生，提高了收尘效率，同时降低电能消耗；移动极板除尘器弥补了布袋除尘器的设备阻力大、运行费用高、日常维护工作量大、难以处理高温高硫高湿烟气等方面的缺陷。从技术可行性、改造费用、运行经济性、施工工期等方面综合考虑，移动极板电除尘器能保证持久稳定的除尘效率，便于检修和维护，满足环保排放要求，故本工程推荐方案二：采用高频电源+常规电除尘器+新增一个旋转电极式电除尘方式的改造方案。四、项目规模和主要内容：（一）项目方案及内容综述（不超过40个字）；原电除尘器后新增一个旋转电极式电场；前四个电场更换阴极线；阴极振打改为侧部振打；一电场更换高频电源。（二）工程计划开竣工时间；2013年（三）项目范围；除尘器区域（四）项目的主要设备材料构成；旋转电极式除尘器一套；高频电源四台；阴极线2.79万米，部分型钢及钢板。（五）地址选择及地理位置、路径及方案；现场测绘。（六）改造后系统布置的变化；无（七）性能和有关参数及必要的图纸；设计出图（八）环境保护措施、治理方案及对环境保护的评价；（九）对劳动定员和技术水平的要求及培训情况；（十）调研、可研、初设、设计、招标、订货、开工、工程各施工步骤(包括拆除、土建、安装等) 、试验、调试、试运行、竣工验收等整个项目的时间进程计划安排；序号项目进度安排备注1可研报告编写2012.10.252可研报告专家评审2012.12.53招标及物资订购2013年1月前完成待公司批复后4除尘器改造2013年5 竣工验收于施工同步 验收（十一）对灰场工程、构筑物及一般土建工程，应注意气象、水文、地质、地形、地下物等资料的收集和叙述。无五、工程实施条件：（一）工程项目有关征地、占地、施工临时用地、拆迁、赔偿等外部条件的落实情况；（二）设计、施工单位的选择；大型环保设备公司。（三）工程施工周期；60天（四）加工制造周期；3个月（五）勘测设计周期；1个月（六）资金来源等的落实情况。待省公司批复后。（七）有关规划、消防、征地、搬迁等的落实情况；无（八）需要停机停炉等计划的落实情况；是（九）进口元件是否具备采购条件；是（十）主要材料的采购是否采用招议标方式进行；招标采购（十一）主要材料采购的被招标对象（制造商）的选择；招标确定。（十二）其他外部条件是否具备。是六、投资估算表及设备、材料明细表：（一）投资估算表； （二）设计费；（减免）（三）调试费；（减免）（四）施工费（其中人工费）；272万元（五）主要材料费用；1077万元（六）其他：39万元（七）工程总投资；1388万元（七）设备、材料明细表（见本附件附表）。附表1：旋转电极式电除尘器改造方案价格组成费用明细表（一台炉）1、设备及材料费 单位：万元序号名 称(规格型号)数量单 价总 价1本体钢结构部分1套306.002移动极板1套98.003阳极传动系统1套198.004阴极系统（含极线）1套58.005旋转清灰系统1套50.006侧部振打系统8套160.007新增电控系统改造1套60.008气力输灰系统1套379电场高频电源改造1套110合计10772 、安装施工 单位：万元序号名 称(规格型号)数量单 价总 价1设备保护性拆除、改造费用126.002新增设备安装费用138.0041、2、3、4电场阴极系统更换（含极线）1108合计2723、 设备运输费 单位：万元序号名 称(规格型号)数量单 价总 价1运输费用126.002保险费14.00合计30.004、 其他费用 单位：万元序号名 称数量单 价总 价1招标费（建筑工程费+安装工程费+设备购置费）×费率（0.38%）14.42工程监理费（建筑工程费+安装工程费）×费率（1.84%）14.6合计9七、经济效益分析：对于恢复系统和本单位综合生产能力与经济效益的计算分析，包括节能降损、提高效益、降低成本等。通过本次改造，除尘器出口排放得以提高，不仅满足了最新环保要求，电厂交纳的排污费有所下降，同时减轻了对周围环境的污染，具有明显的社会效益与经济效益，符合我国清洁生产的产业政策。八、评价结论：（一）运用各种数据，从安全、技术、经济、财务等方面，论述工程项目的可行性和存在问题。从运行效果、技术性能、安全经济性各方面考虑，均具备可行性条件。（二）对检修前后安全生产情况、经济运行情况、社会环境影响等方面的对比分析。包括：节能降耗方面、提高安全性、提高可靠性等；对环境的影响；经济效益；社会效益等。 经济效益：大唐保定热电厂2x200MW机组电除尘器改后可以保证烟尘排放浓度30mg/Nm3且稳定可靠，保证了烟尘达标排放；对PM2.5这种吸肺型粉尘有较高的收集率，可减少对人体的危害；每年可减少粉尘排放量约540吨，节省烟尘排污费324万元。社会效益：（1）除尘效率提高，污染物排放浓度降低，使企业的形象得以提升，同时也是对国家节能环保政策的积极响应；（2）降低烟尘排放浓度，提高空气质量，减少对人体危害。（3）旋转电极式除尘器是除尘领域的新技术，是国家环保推荐优选的新型除尘器，具有高效、低阻、节能功效，符合国家“十二五”计划发展要求，因此有着广泛的社会意义。（4）大唐保定热电厂地处保定市区，为“双三十”企业环保要求高，社会关注度高。污染物排放浓度的降低充分体现了对环境保护的高度重视、对建立和谐社会，环境友好型社会的责任感。九、 项目单位上报意见： 项目实施后可有效的提高设备，建康水平确保设备安全稳定，经济可靠运行，满足机组出力要求。同意上报。