旋转电极式电除尘器在大型火电机组上的应用

何红儿，郦建国，孙真真(浙江菲达环保科技股份有限公司，浙江诸暨 311800)

旋转电极式电除尘器在大型火电机组上的应用

何红儿，郦建国，孙真真(浙江菲达环保科技股份有限公司，浙江诸暨 311800)

简述了旋转电极式电除尘器的工作原理和特点，重点介绍了大型火电厂330MW机组旋转电极式电除尘器改造，详细分析了其采用旋转电极式电除尘器、电袋复合除尘器改造的技术经济性。大型火电厂330MW机组电除尘器改造后运行良好，出口粉尘浓度在30mg/m3以下，并具有较好的经济性。

旋转电极式电除尘器;技术经济性;除尘效率;电除尘器改造

0 引言

随着人类环保意识的不断增强和各国对环境保护的日益重视，烟尘排放标准逐步提高。国家《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223－2011)将烟尘排放标准由50mg/m3提高到30mg/m3，重点地区提高至20mg/m3［1］。目前，燃煤电厂一般采用常规电除尘器、袋式除尘器或电袋复合除尘器来满足排放要求。常规电除尘器具有除尘效率高、设备阻力小、运行可靠、维护费用低且无二次污染等优点［2－3］，具有较好的适应性和经济性，其在燃煤电厂的使用率超过90%，但其除尘效率和烟尘排放浓度受煤、飞灰成分等变化的影响;袋式除尘器和电袋复合除尘器的除尘效率虽高，但存在设备阻力大，维护费用较高，对烟气温度、成分较敏感，旧滤袋无法达到资源化利用等缺点［4］;电袋复合除尘器综合利用和有机结合电除尘器和布袋除尘器的优点，但一体式的电袋复合除尘器无法做到分室在线检修［5］。

旋转电极式电除尘器是近年来国内研发的一种提高除尘器性能的新技术［6－7］，解决了常规电除尘器的二次扬尘和反电晕问题［8］。与传统的固定电极式电除尘器相比，旋转电极式电除尘器不但结构紧凑，而且还能够降低电能损耗［9－10］。旋转电极电除尘器在保证稳定达标排放的前提下，很好解决了场地受限的难度［11－12］。

旋转电极式电除尘器是2000年欧盟委员会推荐的烧结机除尘最佳可行技术(BAT)之一，是中国环保产业协会确定的“十二五”期间重点开发和推广的电除尘新技术之一;已列入“国家鼓励发展的重大环保技术装备目录(2011年版)”。

1 旋转电极式电除尘器工作原理及特点

1.1 工作原理

旋转电极式电除尘器是一种高效电除尘设备，其收尘机理与常规电除尘器相同，由前级固定电极电场和后级旋转电极电场组成。旋转电极电场中阳极部分采用回转的阳极板和旋转的清灰刷。附着于回转阳极板上的粉尘在尚未达到形成反电晕的厚度时，就被布置在非电场区的旋转清灰刷彻底清除，因此不会产生反电晕现象且无二次扬尘。显著提高电除尘器的除尘效率，降低粉尘排放浓度。

1.2 特点

旋转电极式电除尘器特点主要是:保持阳极板永久清洁，避免反电晕，有效地解决高比电阻收尘难的问题;最大限度地减少二次扬尘，显著降低电除尘器出口粉尘浓度;减少煤、灰成分对电除尘性能影响的敏感性，增加电除尘器对不同煤种的适应性，特别是高比电阻粉尘、粘性粉尘，应用范围比常规电除尘器更广;可使电除尘器小型化，减小占地面积;特别适合老机组电除尘器改造，改造工作量较小，毋需对引风机等进行改造。

2 火电厂330 MW机组配套电除尘器改造

2.1 电除尘器原状

该机组配套烟气除尘设备为2F300－4型双室四电场电除尘器，单电场长、宽、高为3.5m×10m×15m，流通面积为2×300m2。原电除尘器总集尘面积为42000m2，同极间距为400mm，第一、二电场极配为480C+RSB整体芒刺线，第三、四电场极配为480C+螺旋线。由于实际燃用煤种与设计煤种存在很大差异且不断变化，灰分翻番，磨煤机石子煤排放量猛增，磨辊磨损严重;电除尘器原设计要求偏低、比集尘面积偏小;各室之间气量分配偏差较大。从而严重影响了电除尘器的正常运行和除尘效率，电除尘器出口粉尘浓度较高。

改造前电除尘器主要技术参数见表1，实际燃煤的煤、飞灰主要成分分析结果见表2。

表1 原电除尘器主要技术参数

表2 煤、飞灰主要成分分析 %

2.2 改造方案

第一电场高压电源采用高频电源;原电除尘器比集尘面积偏小仅为69.25m2/(m3/s)，根据现场场地情况，在原第一电场前新增一个与原电除尘器电场长、宽、高一致的电场(称零电场);并将原第四电场改造成旋转电极电场。旋转电极集尘面积为7296m2，同极间距为460m，极配为旋转阳极板+新“RS”芒刺线。对原除尘器的前三个电场进行检修、优化调试;对电除尘器进口烟气流量进行数值模拟，通过在烟道增设导流板或阻尼板等措施，保证各封头(室)的流量和理想分配流量之相对误差不超过±5%;通过设置气流分布板等措施，保证气流均匀性相对均方根σr≤0.25;由于原第四电场改造成旋转电极电场，荷载有所增加，需对水泥支架进行强度校核。改造后电除尘器主要技术参数见表3。

表3 改造后电除尘器主要技术参数

2.3 运行情况

该机组配套旋转电极式电除尘器于2011年5月12日投运，运行正常，效果良好。2011年6月15日，经国内某权威检测机构测试，出口粉尘浓度为29.2mg/m3，各项性能指标满足设计要求［13］。

3 旋转电极式电除尘器与电袋除尘器比较

若该机组配套电除尘器改造为电袋复合除尘器，其袋区的过滤速度为1.2m/min。滤袋为PPS、进口纤维、550g/m2、PTFE表面处理。旋转电极式电除尘器及电袋复合除尘器均采用节能运行方式。

3.1 技术特点比较

旋转电极式电除尘器的除尘效率稳定，对煤种适应能力优于常规电除尘器;平均阻力损失200～300Pa;最终阻力损失200～300Pa;对烟气温度影响及烟气成分不敏感。电袋复合除尘器对煤种变化、排放都可达标;平均阻力损失约800Pa;最终阻力损失＜1200Pa;滤袋易受烟气温度、烟气成分影响。

3.2 经济性比较

除尘设备的经济性应以一次性投资费用即设备费用和全生命周期内即设计寿命30年的年运行费用总和进行比较。年运行费用仅指设备电耗费用(包括引风机、空压机功率消耗)与维护费用之和。

(1)电耗费用比较。电费按0.35元/kW·h，年运行时间按7000h计。旋转电极式电除尘器的电耗主要为引风机及高压硅整流设备的功耗，共为计582kW，电费为143万元/a;袋式除尘器的电耗主要为引风机、空压机及冷冻干燥机的功耗，共754kW，电费为185万元/a。

(2)设备费用及年运行费用比较。旋转电极式电除尘器设计寿命按30年计，其易损件包括:旋转阳极板、极线、轴承、阴打锤头、瓷轴等，易损件每10年的更换费用按设备费用18%计。电袋复合除尘器滤袋寿命按4年，笼骨、脉冲阀寿命按8年计。设备费用与年运行费用比较如表4。

表4 设备费用及年运行费用比较 万元

(3)总费用比较。旋转电极电除尘器运行1年、10年、30年时的总费用分别为1670、3200、6600万元;电袋复合除尘器运行1年、10年、30年时总费用分别为2010、4800、11000万元。从整机寿命30年来看，旋转电极式电除尘器具有较好的经济性。

4 结语

(1)旋转电极式电除尘器在大型火电机组的成功应用，为电除尘器的提效改造提供了借鉴。

(2)旋转电极式电除尘器基于其技术特点，可使其出口粉尘浓度达30mg/m3及以下，特别适合于老机组电除尘器改造，改造工作量较小，毋需对引风机等进行改造，且无二次污染。

(3)从整个生命周期看，旋转电极式电除尘器具有较好的经济性。

［1］GB 13223－2011，火电厂大气污染物排放标准［S］.

［2］黎在时.电除尘器的选型安装与运行管理［M］.北京:中国电力出版社，2005.

［3］马广大.大气污染控制工程［M］.北京:中国环境科学出版社，2004.

［4］江得厚，孙 宁，董雪峰，等.燃煤电厂电袋复合除尘器不是最佳组合［C］.2009年燃煤电厂环境保护综合治理技术研讨会论文集.郑州:2009.

［5］何国良，赵锡勇，姚宇平，等.我国电力行业电除尘器与布袋除尘器的应用分析［J］.电力环境保护，2007，(6):4－6.

［6］张德轩，孔春林，苑举林.高比电阻高浓度飞灰电除尘器的问题及对策［C］.第十三届中国电除尘学术会议论文集.青岛:2009.

［7］Hiroki Ando.移动电极电除尘器的最新技术［C］.第十二届国际电除尘学术会议论文集.德国:2011.

［8］Bacchiega G I，Gallimberti，Arrondel V，et al.Back － corona model for prediction of ESP efficiency and voltage－current characteristics［C］.10th International Conference on Electrostatic Precipitation.Cairns:2006.

［9］Misaka T.近代应用型移动极板式电除尘器［C］.第七届国际电除尘学术会议论文集.韩国:1998.

［10］Misaka T.改善移动极板式电除尘器的可靠性［C］.第十届国际电除尘会议记录.Cairns:2006.

［11］Toshiaki Misaka，Tadshi oura，Minoru Yamazaki.移动电极电除尘器的最新应用和性能改进［C］.第十一届全国电除尘学术会议论文集.杭州:2005.

［12］黄三明.电除尘技术的发展与展望［J］.环境保护，2005，(7):59－63.

The application of Rotating Electrode type Electrical Precipitator in large thermal power plant

The principles and characteristics of Rotating Electrode type Electrical Precipitator are introduced，and focused on the Rotating Electrode type Electrical Precipitator moderation of 330MW units for large thermal power plant.The technical features，economics of Rotating Electrode type Electrical Precipitator and Compact Hybrid Particulate Collector are compared.After moderation，the Rotating Electrode type Electrical Precipitator works well，its dust emission concentration is lower than 30mg/m3and it has a good economic performance.

Rotating Electrode type Electrical Precipitator;technical and economic performance;dust removal efficiency;ESP moderation

X701.2

B

1674－8069(2012)03－029－03

2011年国家战略性新兴产业(节能环保)项目(20111487)

2012-02-14;

2012-05-03

何红儿(1960-)，男，浙江诸暨人，工程师，从事大气污染治理设备的设计及管理工作。E－mail:lijg1963@163.com