(69)--26湿式电除尘器在燃煤电厂的应用条件分析.pdf

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1、第8期0引言近两年来，随着国内包括益阳电厂2300 MW机组、黄台电厂8号机组（300 MW）、舟山电厂350 MW机组、嘉兴三期21 000 MW机组等一批湿式电除尘器的投运，湿式电除尘器在国内燃煤电厂得到了迅猛发展。据不完全统计，截至2015年4月，我国投运、在建和签订合同的燃煤电厂 湿式电除尘器已超过200台，总装机容量约120 000 MW，超过美、日等国家燃煤电厂应用湿式电除尘器的总和，并且各种类型湿式电除尘器均有应用。在这种条件下，有必要对湿式电除尘器技术进行归类、对应用条件进行分析，以便提出相关技术路线和建议。1湿式电除尘器在国外燃煤电厂的应用及相关技术路线1.1湿式电除尘器在日

2、本的应用根据统计，至今为止，日本湿式电除尘器在燃煤电厂应用为5台。20世纪90年代，为应对地 方 环 保 法 规 提 出 的 对 烟 尘 排 放 控 制 的 要 求，1991年、1992年和1993年日本三菱公司分别在日本碧南电厂的1、2、3号机组（3700 MW）建成湿式电除尘器，其实际测试主要技术指标如表1所示（表内涉及体积的数值均为标准状态，下同）。随后几年，日本开始研究移动极板电除尘器技术及低低温电除尘器等技术的工程应用。1994年，日本相马电厂1 000 MW机组移动极板电除尘器投入运行。1997年第1台低低温电除尘器在日本Haramachi电厂1 000 MW机组得到应用，标志着采

3、用低低温电除尘器技术与烟气处理系统其他工艺协同控制也能达到烟尘排放质量浓度控制在低于5 mg/m3的要求。从1997年 至2009年，日本一直执行低低温电除尘器+湿法烟气脱硫工艺的协同治理技术路线。为满足地方政府提出的更高的烟尘排放控制要求，日本公司提出了低低温电除尘器（含移动极板）+湿法烟气脱硫工艺+湿式电除尘器的烟尘协同治理技术路线。碧南电厂4、5号2台1 000 MW机组采取该技术路线分别于2009年、2010年投运，机组设计湿式电除尘器进口烟尘质量浓度5.0 mg/m3，出口烟尘质量浓度2.0 mg/m3，湿式电除尘器除尘效率60%。湿式电除尘器在燃煤电厂的应用条件分析摘要：湿式电除尘

4、器近年来在中国燃煤电厂急速发展，然而业内对其普遍认识不足，更缺乏实践经验，因此有必要借鉴国外经验，对其应用条件及设备选型进行探讨。通过对国内、外湿式电除尘器在燃煤电厂的应用研究，对湿式电除尘器技术的发展、应用情况进行了分析，阐述了湿式电除尘器在烟气处理系统所处的地位，提出了湿式电除尘器应用条件建议。关键词：湿式电除尘器；燃煤电厂；烟尘排放；协同治理中图分类号：TM621；X513文献标志码：A文章编号：1004-9649（2015）08-0013-04表1碧南电厂1、2、3号机组湿式电除尘器主要技术指标Table 1The main indices of WESPs 1,2 and 3 inH

5、ekinan Power Plantmg/m3项目碧南1号机组碧南2号机组碧南3号机组粉尘SO3粉尘SO3粉尘SO3湿式电除尘器入口25.3126126.51湿式电除尘器出口50.150.150.1脱除效率/%80.29080.89081.190中 国 电 力ELECTRIC POWER第48卷 第8期2015年8月Vol 48，No 8Aug.2015火电厂烟气除尘技术专栏第48卷中 国 电 力总结日本燃煤电厂湿式电除尘技术应用主要采用的技术路线：（1）低NOx燃烧器+选择性催化还原（SCR）烟气脱硝工艺+电除尘器+湿法烟气脱硫工艺+湿式电除尘器（碧南电厂1、2、3号3台700 MW机组，1

6、991年、1992年、1993年投运）；（2）低NOx燃烧器+SCR烟气脱硝工艺+低低温电除尘器+湿法烟气脱硫工艺+水媒体净烟气加热器（1997年至2009年）；（3）低NOx燃烧器+SCR烟气脱硝工艺+低低温电除尘器（含移动极板）+湿法烟气脱硫工艺+湿式电除尘器+水媒体净烟气加热器（碧南电厂4、5号2台1 000 MW机组，2009年、2010年投运）。其中，技术路线（2）不采用湿式电除尘器仍能达到环保要求。1.2湿式电除尘器在美国的应用2006年，美国提出了废除PM10要求，专门针对PM2.5提出控制要求，此后美国在燃煤电厂安装了8台湿式电除尘器。美国燃煤电厂湿式电除尘器安装情况如表2所示

7、。主要案例技术路线分析：（1）美国Spurlock电厂1、2号机组湿式电除尘器的应用。电厂燃煤硫分为4.2%。采取的烟气治理技术路线：低NOx燃烧器+SCR烟气脱硝工艺+电除尘器+湿法烟气脱硫工艺+湿式电除尘器。该系统分别于2008年和2009投运。（2）美国Trimble County电厂2号机组湿式电除尘器的应用。该电厂是美国燃高硫煤最环保的电厂之一。采取的烟气治理技术路线：低NOx燃烧器+SCR烟气脱硝工艺（NOx综合脱除率90%）+石灰液喷射系统（脱除SO3）+电除尘器+活性炭烟气脱汞装置+布袋除尘器+湿法烟气脱硫工艺+湿式电除尘器，该系统2011年投运。（3）Elm Road电厂1、

8、2号机组湿式电除尘器的应用。电厂燃煤硫分为2.6%，采取的烟气治理技术路线：低NOx燃烧器+SCR烟气脱硝工艺+电除尘器+湿法烟气脱硫工艺+湿式电除尘器，该系统分别于2009年和2010年投运，湿式电除尘器脱除达总量94%的PM2.5及SO3。美国燃煤电厂湿式电除尘器应用特点：（1）针对燃中、高硫煤电厂；（2）针对新建的燃煤电厂，并且主要针对燃中硫阶煤和高硫阶煤的火电机组，以解决蓝烟问题。美国自从2006年提出PM2.5控制要求后，提出了除脱除传统的粉尘、NOx、SO2外，还要脱除PM2.5、SO3及汞的要求，进而提出了低NOx燃烧器+SCR烟气脱硝工艺+活性炭脱汞工艺+布袋除尘器+湿法烟气脱

9、硫工艺+湿式电除尘器的技术路线，其中大多数电厂采取布袋除尘器+湿法烟气脱硫工艺+湿式电除尘器或电除尘器+烟气脱汞+布袋除尘器+湿法烟气脱硫工艺+湿式电除尘器的技术路线。美国2011年以前各州电厂汞排放标准是13g/m3。美国对80个电厂的测试结果表明：布袋除尘系统的汞脱除率最高可达90%，湿式电除尘器脱除大约37%的剩余汞。笔 者 对 美 国 上 述 技 术 路 线 研 究 所 得 结 论：（1）满足美国环保排放法规的要求，即美国燃煤电厂颗粒物排放质量浓度控制要求依然是20 mg/m3，因此首先应满足该要求。（2）满足控制PM2.5、硫酸雾和蓝烟要求。（3）满足烟气脱汞的要求。1.3国外主要湿

10、式电除尘器性能国外主要湿式电除尘器性能如表3所示。2湿式电除尘器在国内的应用（1）华能山东黄台电厂8号机组（300 MW）。2013年12月25日该机组湿式电除尘器投运，现已运行1年以上，各项性能指标优于设计值。烟尘排放质量浓度6.85 mg/m3；PM2.5排放质量浓度0.95 mg/m3，PM2.5脱除效率62%；总汞脱除效率37%；除尘器阻力335 Pa。湿式电除尘器每天冲洗1次，每次冲洗用水量10 m3。（2）国 华 舟 山 电 厂 二 期1350 MW机 组。2014年6月25日神华国华舟山二期燃煤机组1350 MW机组“近零排放”项目通过168 h运行移交生产。该机组采取的烟气治理

11、技术路线：控煤（Sar0.8%，Aar20%）及低NOx燃烧器+SCR烟气脱硝工艺+五电场（4+1）移动极板电除尘器+海水烟气脱硫工艺+湿式电除尘器。主要环保指标经某监测中心检测：烟囱入口烟尘排放质量浓度为表2美国燃煤电厂湿式电除尘器安装情况Table 2The instillation list of WESPs in coal-fired power plants in the US火电厂名称装机容量/MW设计煤种烟气处理技术Elm Road2615匹兹堡8号FF/WFGD/WESPPrairie States2880南伊利诺伊烟煤FF/WFGD/WESPTrimble County2号机

12、组820烟煤与次烟煤混合脱汞/ESP/FF/WFGD/WESPCWLP-Dallman200烟煤与次烟煤混合FF/WFGD/WESPSpurlock 1号机和2号机340（1号机组），550（2号机组）烟煤ESP/WFGD/WESP注：ESP为电除尘器；FF为布袋除尘器；WFGD为湿法脱硫系统；WESP为湿式电除尘器。火电厂烟气除尘技术专栏火电厂烟气除尘技术专栏14第8期2.55 mg/m3。其中各段烟尘质量浓度测量情况：电除尘器出口为16.5 mg/m3，海水烟气脱硫装置出口为10 mg/m3，湿式电除尘器出口为2.55 mg/m3。（3）嘉兴发电厂三期21 000 MW机组及六横电厂21

13、030 MW机组。嘉兴发电厂三期21 000MW机组采用低低温电除尘器+湿法烟气脱硫工艺+湿式电除尘器。据介绍：其综合除尘效率达到99.99%。六横电厂21 030 MW超超临界燃煤机组采用旋转电极电除尘器+湿法烟气脱硫工艺+湿式电除尘器+水媒体净烟气加热器，综合除尘效率达到99.99%。（4）天津国电津能滨海热电有限公司1号机组（300 MW）。该机组湿式电除尘器设计主要技术指标为入口烟尘质量浓度20 mg/m3时，出口烟尘质量浓度5 mg/m3；本体总阻力350 Pa。湿式电除尘器性能测试数据为：入口烟尘质量浓度10 mg/m3，出口烟尘质量浓度3 mg/m3。3国内燃煤电厂湿式电除尘器主

14、要性能国内燃煤电厂湿式电除尘器应用主要分以下3种：金属极板湿式电除尘器、柔性阳极湿式电除尘器和导电玻璃钢湿式电除尘器（分立式、卧式2种），其主要性能对比结果如表4所示。国内部分湿式电除尘器参数如表5所示。4湿式电除尘器应用条件分析及建议目前，国内燃煤电厂投运的湿式电除尘器数量已经远远超过美国、日本运行湿式电除尘器总量，即湿式电除尘器的应用在国内出现“一窝蜂”现象，但厂家对湿式电除尘器的应用条件和对湿式电除尘器在环保技术路线中的作用并不十分清晰。笔者的建议是适量开展，不断总结，特别应注意湿式电除尘器要解决什么样的排放问题，同时还要解决湿式电除尘器运行可靠性、废水处理、腐蚀严重、材料选择困难等问题

15、。日本最早一批湿式电除尘器，运行几年时间后出现极板结垢、腐蚀等方面问题，在采取优化喷淋系统、增加碱冲洗等措施后，2009年后投运的湿式电除尘器未再出现类似问题。美国相关公司认为，在吸收塔后布置湿式电除尘器，必须解决因氯化物浓度升高所引起的不锈钢发生点腐蚀和/或缝隙腐蚀的问题。湿式电除尘器在烟气流程中的位置基本上处于烟气由未缓冲的脱硫浆液雾或冷凝物所湿化，它们对烟气中剩余SO2的吸收可能造成pH值下降到低于2。因此，不推荐极板、极线等仅使用普通不锈钢，根据pH值、氯离子浓 度 不 同，可 分 别 选 用317LM、双 向 不 锈 钢2205、超级奥氏体钢904、镍合金625等。湿式电除尘器是燃煤

16、电厂烟气综合治理体系最后一道防线，对何时设置，要达到什么目的应该有清晰的认识。中国不可能像日本一样，个个电厂选低低温或湿式电除尘器，但可以借鉴美国和日本的部分经验，提出不同的技术路线。根据本文上述分析，对湿式电除尘器的应用建议如下：（1）燃低硫煤电厂。目前国家标准要求特别排放限值地区的烟尘排放质量浓度为20 mg/m3。对于燃用低硫煤的电厂，可考虑采用低温高效电除尘器及湿法烟气脱硫工艺结合的工艺，满足烟尘排放质量浓度5 mg/m3（地方标准）的要求，或满足最近三部委颁发的发改能源2014（2093）号文件提出的10 mg/m3要求。鉴于此，建议燃低硫煤的电厂可暂不考虑采用湿式电除尘器。（2）燃

17、中、高硫煤电厂。湿式电除尘器不仅应用于控制烟尘排放，同时还应考虑更长远的排放控制问题。华能在山东的几个湿式电除尘器项目的实践在这方面已经积累了一定的经验，既要满足烟尘排放控制要求，又要考虑脱除大部分PM2.5，以及部分SO3和汞，以消除蓝色烟羽。（3）新建燃煤电厂。可将粉尘、NOx、SO2、PM2.5、SO3及汞等控制共同考虑，提出先进的环保技术路线，其中包括采用湿式电除尘器。（4）湿式电除尘器选型。对于600 MW、1 000MW机组，从除尘效率、阻力、布置、检修维护等方面考虑，建议采用卧式、板式湿式电除尘器；对于300 MW等级机组，可采用立式蜂窝式或卧式、板式湿式电除尘器。5结语湿式电除

18、尘器的应用应与主体烟气治理技术表3国外主要湿式电除尘器技术参数Table 3Main technical parameters of foreign WESPs项目日本A公司日本B公司美国A公司效率/%707090电场烟气流速/（ms-1）最高3.3333电场高（最大）/m10813电场数量/个121223单电场有效长度/m4.142.3同极距/mm300300400NaOH耗量有有无极板形式平板平板波浪形组合板清灰方式喷淋喷淋水膜+喷淋压降/Pa250250707070出口水雾质量浓度/（mgm-3）202010025阳极板型式及材质导电FRP织物316 L管式/CFRP板长（管长）/m57

19、.511.58106阴极线型式及材质芒刺线/1.4529或2205芒刺线/铅锑合金316 L铅锑合金/钛合金/双相不锈钢极间间距/mm300400400300300烟气速度/（ms-1）352.72.52.53.5有无水膜无无有无压损/Pa350500300300NaOH耗量（单台炉）/（th-1）无无0.36无（下转第 32 页）火电厂烟气除尘技术专栏火电厂烟气除尘技术专栏16第48卷中 国 电 力路线相协调，并应及时总结经验。根据不同的燃煤电厂条件，应做到因地制宜、因煤制宜、因炉制宜、因标准制宜，并应考虑未来环保标准可能的变化，确保湿式电除尘器在中国得到可靠应用、合理发展。参考文献：1国务

20、院.节能减排“十二五”规划R.2012.2岑可法.锅炉热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防治原理与计算M.北京：科学出版社，1995.3刘秋生.烟气脱硫废水“零排放”技术应用J.热力发电，2014，43（12）：114-117.LIU Qiusheng.Application and comparison of zero dischargetechnology for desulfurization waste water J.Thermal PowerGeneration,2014,43(12):114-117.4刘云.湿式电除尘技术发展现状及其在燃煤电厂的应用探讨C/第15届中国电除尘学术

21、会议论文集.2013：387-391.5陈招妹，赵琴霞，杨艳霞，等.湿式电除尘技术及其在电厂的应用前景C/第13届中国电除尘学术会议论文集.2011：137-141.6林国鑫，陈小利，郑岩峰，等.湿式电除尘技术在长兴岛电厂的应用C/第15届中国电除尘学术会议论文集.2013：383-386.（责任编辑刘明）StudyonApplicationConditionsofWetElectrostaticPrecipitatorsinCoal-FiredPowerPlantsZHANGHuadong1,ZHOUYuxiang2,LONGHui3（1.Shandong Share Company ofC

22、hina Huaneng Group,Jinan250014,China;2.China PowerInvestmentCorporationJilinPowerShareCompany,Changchun130021,China;3.China PowerEngineering Consulting GroupCorporation,Beijing 100120,China）Abstract:In recent years,wet electrostatic precipitators(WESPs)have been rapidly developed in China.Due to the

23、 lack of the commonunderstandings about WESP in the industries and practical experience,it is necessary to explore the application conditions and equipmentselection of WESP by learning from the foreign experience.Based on the investigation of WESPs in domestic and foreign coal-fired powerplants,the

24、development and application of WESPs are analyzed comprehensively,and the importance of WESP in the entire flue gastreatment system is presented.Finally,some suggestions on the application conditions of WESPs are put forward.Keywords:wet electrostatic precipitator;coal-fired power plant;dust emissio

25、n;coordinative pollution abatement参考文献：1张新民.布袋除尘器的运行维护与寿命管理J内蒙古电力技术，2003（3）：1114ZHANG Xinmin.Operation maintenance and life management forbag dust filter J Inner Mongolia Electric Power,2003(3):11-142嵇敬文，陈安琪.锅炉烟气袋式除尘技术M.北京：中国电力出版社，2006：20253王方勇，王伟.300 MW机组布袋除尘器运行中存在的问题分析J湖南电力，2013，33（2）：6870WANGFang

26、yong,WANGWei.Analysisoffabricfilterperformance at a 300 MW power plant J.Hunan Electric Power,2013,33(2):68-704黄伟，杨剑峰.大型W型火焰锅炉灭火原因分析及对策J电力建设，2010，31（2）：2123HUANG Wei,YANG Jianfeng.Analysis and countermeasures onflame failure for a W-shaped flame 300 MW boiler J.ElectricPower Construction,2010,31(2):

27、21-23.（责任编辑刘明）OperationOptimizationofBagHouseandAgeing-TendencyManagementofFilterBagfor300-MWThermalPowerUnitsWANGFangyong（China ResourcesPower(Lianyuan)Co.,Ltd.,Loudi417000,China）Abstract:Bag houses are commonly used in the power plants in China.Extending the service life of filter bags is crucial

28、to reduce theiroperating costs.This article analyzes the factors that affecting the service life of filter bags for the bag house in a power plant,and presentsthe ways to extend the service life of filter bags by optimizing operation,improving maintenance conditions and technical upgrading.Inaddition,the article also gives advices on ageing-tendency management for filter bags,in which the experience accumulation is earned forbag house maintenance and management.Keywords:coal-fired power plant;bag house;filter bag;paste bag;operation and maintenance!（上接第 16 页）火电厂烟气除尘技术专栏火电厂烟气除尘技术专栏32