楊 倩

(浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，浙江 諸暨 311800)

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電除塵低低溫改造設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用

楊 倩

(浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，浙江 諸暨 311800)

低低溫電除塵改造是燃煤電廠實(shí)現(xiàn)超低排放的改造方法之一，可實(shí)現(xiàn)電除塵器穩(wěn)定運(yùn)行和粉塵10 mg/m3以下的超低排放要求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排雙重目標(biāo)。對(duì)某項(xiàng)目電除塵器進(jìn)行低低溫改造，包括灰斗蒸汽加熱改造優(yōu)勢(shì)、經(jīng)濟(jì)性及具體改造方法，絕緣子熱風(fēng)吹掃布置設(shè)計(jì)，改造結(jié)果顯示其方法合理，符合實(shí)際工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用要求，為常規(guī)電除塵器低低溫電除塵提效改造提供了參考。

低低溫電除塵改造；灰斗；蒸汽加熱；超低排放

隨著三部委關(guān)于《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014～2020年)》的推進(jìn)，各地區(qū)陸續(xù)開始全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造。對(duì)常規(guī)電除塵器進(jìn)行低低溫改造，可實(shí)現(xiàn)燃煤電廠粉塵排放不高于10 mg/m3的超低排放要求[1-2]，針對(duì)燃煤電廠超低排放改造的具體項(xiàng)目改造方法的探究顯得非常緊迫。

某電廠5號(hào)機(jī)組電除塵原設(shè)計(jì)指標(biāo)為93 mg/Nm3，已不能滿足國家《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的重點(diǎn)地區(qū)煙塵排放低于10 mg/m3的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和《行動(dòng)計(jì)劃》要求2017年達(dá)到超低排放的環(huán)保要求，需對(duì)其進(jìn)行改造。

1 某電廠330 MW機(jī)組電除塵器背景

某電廠330 MW燃煤機(jī)組，鍋爐由哈爾濱鍋爐廠設(shè)計(jì)制造，每臺(tái)爐配備GE型結(jié)構(gòu)的雙列雙室四電場(chǎng)靜電除塵器。原單臺(tái)除塵器主要參數(shù)如表1所示。

表1 原除塵器主要參數(shù)

2 某電廠330 MW機(jī)組電除塵低低溫改造總體方案

某電廠330 MW機(jī)組電除塵低低溫改造總體方案如圖1所示，包括電除塵器第一電場(chǎng)電加熱改造為灰斗2/3高度的蒸汽加熱，絕緣子加裝熱風(fēng)吹掃裝置，人孔門周圍貼不銹鋼板防腐[1-2]。

圖1 電除塵器低低溫改造總體方案

3 灰斗蒸汽加熱改造分析

3.1 灰斗加熱改造原因

由于低低溫電除塵器煙氣溫度低，被收集下來的粉塵溫度相應(yīng)較低，流動(dòng)性變差，易引起灰斗積灰和堵灰[3-5]，為避免此類問題，在低低溫電除塵改造時(shí)，需將灰斗加熱高度由常規(guī)的灰斗1/3增加到2/3。

3.2 灰斗蒸汽加熱經(jīng)濟(jì)性分析

對(duì)某電廠330 MW機(jī)組電除塵器第一電場(chǎng)灰斗采用蒸汽加熱和電加熱進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較，如表2所示。對(duì)比結(jié)果顯示，低低溫除塵器改造成蒸汽加熱，相對(duì)于電加熱而言，每年可節(jié)約13.8萬元以上加熱運(yùn)行費(fèi)用，約2年內(nèi)可收回一次投資增加的投資，灰斗采用蒸汽加熱經(jīng)濟(jì)性具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

表2 灰斗蒸汽加熱和電加熱項(xiàng)目費(fèi)用比較

3.3 灰斗蒸汽加熱在低低溫改造的適應(yīng)性

灰斗加熱采用電加熱時(shí)，可隨時(shí)方便地停止加熱，對(duì)于煙氣溫度在120℃以上的常規(guī)電除塵器，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，灰的流動(dòng)性較好時(shí)，可方便地關(guān)閉電加熱，經(jīng)濟(jì)性和操作便捷性較好。據(jù)調(diào)查，南方地區(qū)煙氣溫度120℃以上的常規(guī)電除塵器在環(huán)境溫度較高時(shí)可長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉灰斗加熱，且不發(fā)生堵灰現(xiàn)象。因此，過去常規(guī)電除塵器宜選用灰斗電加熱。

但對(duì)于低低溫電除塵器，由于煙氣溫度降低，加熱面積要求增大，加熱功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)電除塵器，且需長(zhǎng)時(shí)間保持加熱。因此，電加熱方法在低低溫電除塵器的適用性較差。

因此，低低溫改造一般需將灰斗高度1/3的電加熱或蒸汽加熱改造為2/3的蒸汽加熱。

3.4 灰斗蒸汽加熱改造方法設(shè)計(jì)

電除塵器灰斗結(jié)構(gòu)主要采用板筋結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有燃煤電廠配套電除塵幾乎都采用 “板筋+管撐”結(jié)構(gòu)。對(duì)原灰斗保溫棉及外護(hù)板保護(hù)性地拆下，露出灰斗鋼結(jié)構(gòu)，在相應(yīng)的灰斗主筋和次筋的蒸汽盤管的安裝位置割出缺口，然后裝入蒸汽盤管，如圖2所示。

圖2 盤管安裝后結(jié)構(gòu)示意圖

灰斗盤管安裝后，對(duì)主筋次筋割斷位置進(jìn)行加固，如圖3所示。通過較高規(guī)格的角鋼或槽鋼對(duì)局部的缺口進(jìn)行加固，加固強(qiáng)度高于改造前原灰斗強(qiáng)度，從而滿足灰斗鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和工程實(shí)際應(yīng)用要求。

圖3 盤管安裝后灰斗筋板加固

某電廠電除塵器灰斗蒸汽加熱改造現(xiàn)場(chǎng)如圖4所示(未裝保溫)。

圖4 某電廠電除塵器灰斗盤管改造現(xiàn)場(chǎng)

4 絕緣子熱風(fēng)吹掃改造

4.1 絕緣子熱風(fēng)吹掃改造的必要性

電除塵器中應(yīng)重點(diǎn)考慮絕緣子表面的沿面放電，即表面爬電問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電除塵器70%的故障是絕緣故障。絕緣故障絕大部分原因是絕緣子表面爬電引起的，這是在粉塵、腐蝕物質(zhì)等污染環(huán)境中工作的電除塵絕緣子不可避免的核心問題。而電除塵器進(jìn)行低低溫改造后入口煙氣溫度在酸露點(diǎn)以下，尤其須引起高度重視[6]。

對(duì)于低低溫電除塵器，陰極瓷套外部雖然有電加熱，但絕緣瓷套導(dǎo)熱性能差、厚度大，因此內(nèi)部的溫度還是與煙氣溫度相同低于酸露點(diǎn)溫度，可能會(huì)產(chǎn)生酸露，加上粉塵的粘附，導(dǎo)致瓷套絕緣下降，影響除塵性能，甚至出現(xiàn)放電短路[7]。

因此，應(yīng)加裝良好的保溫和加熱措施，熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)可采用電加熱熱風(fēng)發(fā)生器。

4.2 某電廠電除塵器絕緣子結(jié)構(gòu)

某電廠330 MW機(jī)組電除塵器為BE型結(jié)構(gòu)，絕緣子加熱裝置系統(tǒng)如圖5所示。絕緣瓷件的保溫規(guī)格與常規(guī)設(shè)計(jì)基本相同，但絕緣子室需要更有效的加熱，并需對(duì)絕緣子室設(shè)置熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)以保證絕緣瓷件內(nèi)壁干凈不沾灰。

圖5 BE型絕緣子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

4.3 某電廠絕緣子熱風(fēng)吹掃設(shè)計(jì)

針對(duì)某電廠5號(hào)爐330 MW GE型電除塵器，在設(shè)置熱風(fēng)吹掃裝置時(shí)，需在頂蓋內(nèi)分布的絕緣子瓷套進(jìn)行熱風(fēng)吹掃，以防低低溫狀態(tài)下瓷套結(jié)露和積灰。由于頂蓋以下為保溫空間，因此將熱風(fēng)發(fā)生器產(chǎn)生的熱風(fēng)輸送管路布置在保溫箱內(nèi)，從而達(dá)到熱風(fēng)降溫幅度低的效果，主視布置如圖6所示。

圖6 絕緣子熱風(fēng)吹掃主視圖

熱風(fēng)發(fā)生器及輸送管路俯視布置如圖7所示，電除塵器每個(gè)通道相應(yīng)布置一個(gè)熱風(fēng)發(fā)生器，通過管路輸送熱風(fēng)至每個(gè)絕緣子瓷套。

圖7 絕緣子熱風(fēng)吹掃俯視圖

絕緣子瓷套熱風(fēng)吹掃位置如圖8所示，熱風(fēng)輸送管路將熱風(fēng)最終輸送至絕緣子瓷套相應(yīng)位置，并吹掃瓷套。

圖8 瓷套加熱吹風(fēng)口設(shè)置

某電廠5號(hào)爐330 MW機(jī)組熱風(fēng)發(fā)生器布置安裝后，實(shí)景如圖9所示，對(duì)保溫箱外側(cè)的熱風(fēng)輸送管道進(jìn)行保溫。

圖9 某電廠電除塵器熱風(fēng)發(fā)生器實(shí)景圖

5 結(jié)語

(1)以某電廠5號(hào)爐330 MW機(jī)組電除塵器低低溫改造為例，介紹分析了低低溫改造的一個(gè)典型案例。

(2)分析了灰斗蒸汽加熱改造的必要性、經(jīng)濟(jì)性以及具體的改造方法，包括蒸汽加熱與電加熱經(jīng)濟(jì)性對(duì)比、適用性對(duì)比、改造方法等。

(3)分析了通過設(shè)置熱風(fēng)吹掃裝置以防止電除塵器絕緣子瓷套結(jié)露和破裂的方法，設(shè)計(jì)了GE型電除塵器熱風(fēng)吹掃方案，以及在項(xiàng)目中的具體實(shí)施方法。

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(本文編輯：嚴(yán) 加)

Design and Application of Low-Low Temperature Electrostatic Precipitator Reform

YANG Qian

(Zhejiang Feida Environmental Science & Technology Co., Ltd., Zhuji 311800，China)

As a new technology for reforming old electrostatic precipitator, low-low temperature electrostatic precipitator (LLT-ESP) reform can achieve the goal of dust emission reduced to less than 10 mg/m3and less energy consumption. The LLT-ESP reform method applied in a plant exhibit its advantages and economy, as well as the concrete method of hopper steam heating reform, and the layout design of hot air sweeping for insulator. The reform results show that the method is reasonable and accords with the actual project, providing reference to LLT-ESP reform of conventional ESP.

LLT-ESP reform; hopper; steam heating; ultra-low emission

10.11973/dlyny201605021

楊 倩(1980)，女，工程師，從事電除塵器設(shè)計(jì)及管理工作。

X701.2；M621.7+3

B

2095-1256(2016)05-0624-04

2016-07-28