新的環(huán)保政策要求燃煤電廠煙塵排放濃度低于5mg/Nm3，以達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，為達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，黑龍江某燃煤電廠對其2、3號機(jī)組采用不同渠道進(jìn)行超低排放改造，對不同改造渠道進(jìn)行系統(tǒng)研究，分析各改造渠道的技術(shù)原理和特點(diǎn)，并對改造后的設(shè)備進(jìn)行性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，2號機(jī)組改造煙塵排放濃度為

3.46mg/Nm3、3號機(jī)組改造后煙塵排放濃度為3.85mg/Nm3，兩種改造渠道均可達(dá)到5mg/Nm3的排放濃度，并且要求穩(wěn)定。

為了使燃煤單元達(dá)到5mg/m3或10mg/nm3的超凈排放需求，目前的改造方法主要為現(xiàn)有吸塵器提供效果改造和脫硫除塵一體化技術(shù)改造或增加濕式電除塵裝置改造組合方案。

黑龍江某燃煤電廠對其2號(1×350MW)、3號(1×600MW)單元進(jìn)行超低排放改造。2號單元鍋爐為HG-1170/17.4-YM1型號亞臨界，一次中間再加熱，自然循環(huán)燃煤鍋爐，原吸塵器為雙室四電場靜電吸塵器，每臺爐配有兩臺吸塵器，電源為三相工頻電源，脫硫技術(shù)采用石灰石-石膏法脫硫技術(shù)，一臺爐一塔設(shè)置。

3號單元鍋爐為HG-2030/17.5-YM9型號亞臨界，一次再熱全懸掛結(jié)構(gòu)π型蒸汽鍋爐。原除塵裝置為靜電除塵器，雙室四電場結(jié)構(gòu)，除塵器電源為三相工頻電源，原脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)，一爐一塔安裝。

2號機(jī)組煙塵超低排放改造路線采用電除塵器二、三、四電場脈沖電源改造、脫硫塔后增加濕式電除塵器組合路線，3號機(jī)組超低排放改造路線采用電除塵器一、二電場高頻電源改造、三四電場脈沖電源改造、脫硫除塵一體化改造的組合路線。

現(xiàn)有超低排放對改造路線評價(jià)大多從可行性、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益方面論述，關(guān)于超低排放改造環(huán)保設(shè)備試驗(yàn)驗(yàn)證較少，且多為單一路線或單一機(jī)組，通過對300MW和600MW機(jī)組不同改造技術(shù)路線進(jìn)行系統(tǒng)介紹，對改造后環(huán)保設(shè)備進(jìn)行性能試驗(yàn)，并對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，充分驗(yàn)證了該改造路線的可行性。

1煙塵超低排放改造路線

現(xiàn)役吸塵器的電動(dòng)吸塵器單元容量約為79.9%，吸塵器原設(shè)計(jì)出口煙塵濃度一般為50~100mg/nm3左右，電動(dòng)吸塵器改造方式有高頻電源改造、脈沖電源改造、移動(dòng)電極改造、電袋改造、低溫改造、煙氣調(diào)質(zhì)改造等，對吸塵器進(jìn)行改造后，通常吸塵器出口煙塵排放濃度可控制在20~

30mg/nm3，因此電動(dòng)吸塵器改造、低溫改造、煙氣調(diào)質(zhì)改造等改造方式一般為脫硫塔脫硫除塵一體化技術(shù)改造，或在脫硫系統(tǒng)后增加濕式電除塵裝置。

1.1電動(dòng)吸塵器效果改造技術(shù)

目前應(yīng)用最多的電動(dòng)吸塵器效果改造技術(shù)是電源改造技術(shù)。通常采用高頻電源和脈沖電源組合的改造技術(shù)。高頻電源采用工頻交流-直流-逆變交流-升壓整流-高頻直流的能量變化形式，最終可~40kHz的脈動(dòng)直流波形。

高頻電源工作頻率高，輸出紋波小，平均電壓電流高，轉(zhuǎn)換效率和功率因數(shù)高，高頻電源在保證荷電強(qiáng)度的同時(shí)具有節(jié)能效果，適用于處理高濃度煙塵，高頻電源難以去除比電阻大的超細(xì)煙塵顆粒，因此高頻電源多適用于一、二電場改造，三號機(jī)組一、二電場電源采用該方式改造。

靜電除塵器脈沖電源改造多為直流疊加脈沖形式，在直流電源提供直流高壓的基礎(chǔ)上，疊加高壓脈沖。直流疊加脈沖電源具有較大的電壓上升率(μs級)，脈沖電壓持續(xù)時(shí)間短，不易觸發(fā)閃電，峰值電場強(qiáng)度高，除塵效率高，能更好地抑制反電暈現(xiàn)象，脈沖電源價(jià)格高，適用于末級電場改造工作，

2號機(jī)組2、3、4號機(jī)組3、4號機(jī)組3

1.2脫硫除塵一體化技術(shù)

燃煤電廠脫硫塔多采用反向噴淋塔形式，煙氣中的細(xì)微粉塵可通過吸收區(qū)域被液滴捕獲或通過除霧器清除。在吸收區(qū)煙氣中粉塵與液滴接觸，主要通過慣性碰撞，截留、布朗擴(kuò)散三種作用被捕獲。影響吸收區(qū)除塵效率的因素主要包括塔內(nèi)流場、淋浴密度和液體氣比、液滴霧化等。目前，吸收區(qū)的效果改造方法主要是增加淋浴層，改造原淋浴層，增加合金托盤，增設(shè)或優(yōu)化導(dǎo)流板，更換噴嘴，增加噴嘴數(shù)量。安裝合金托盤或在脫硫入口安裝導(dǎo)流板可優(yōu)化塔內(nèi)流場，主要改造原淋浴層或添加

淋浴層可提高淋浴密度和液體比。

更換噴嘴或增加噴嘴數(shù)量可提高霧化效果。除霧區(qū)主要依靠重力和慣性沖擊作用將液滴從煙中分離出來。除霧器可分為平板式、屋面式和管束式三種。除霧器的使用級數(shù)多為1~4級，一般級數(shù)越大，除霧效率越高，但上升幅度越低，壓力損失和成本相應(yīng)增加。

管束式除霧器主要由管束筒體、增速器、分離器、匯流環(huán)、導(dǎo)流環(huán)等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。細(xì)小的液滴和粒子在高速運(yùn)動(dòng)條件下凝聚、聚集，實(shí)現(xiàn)氣相分離，管束式除霧器通常用于一級除霧器。

目前超低排放改造技術(shù)大多是拆除原有的除霧器，新增3~4級除霧器，一級除霧器采用管式除霧器，二級至四級除霧器采用屋脊式除霧器，57可保證出口霧滴濃度在30mg/nm3以下。脫硫除塵一體化改造技術(shù)系統(tǒng)簡單，日常運(yùn)行維護(hù)方便，改造工期短，運(yùn)行費(fèi)用和投資費(fèi)用和濕式電動(dòng)吸塵器相對較低。3號

機(jī)組脫硫塔改造采用脫硫除塵一體化技術(shù)，改造增設(shè)一層噴淋層，增加裝氣流均布裝置，更換噴淋層所有噴嘴，設(shè)置一層管式除霧器和三級屋脊式高效除霧器。

1.3濕式靜電除塵技術(shù)

濕式電除塵器安裝在脫硫設(shè)施與煙囪之間，用于除去脫硫后飽和濕煙中的煙塵、石灰石、石膏等細(xì)微顆粒。粉塵負(fù)荷原理與干式電除塵技術(shù)相同，濕式電除塵器在集塵極端形成連續(xù)的水膜，流動(dòng)水將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中排出水。運(yùn)行阻力小，對微粒子和重金屬粒子的去除效果好，受煤種變化影響小。

濕式電動(dòng)吸塵器可以同時(shí)除去粉塵和霧滴，沒有振動(dòng)裝置，不會(huì)產(chǎn)生二次灰塵。根據(jù)煙氣流動(dòng)方式，濕式電吸塵器分為貫流式和徑流式，貫流式濕式電吸塵器陽極板平行于氣流方向配置，徑流式濕式電吸塵器陽極板垂直于氣流方向配置。濕式電動(dòng)吸塵器運(yùn)行可靠穩(wěn)定，可保證煙塵排放濃度在5mg/nm3

以下，但在現(xiàn)有環(huán)境保護(hù)設(shè)施的基礎(chǔ)上需要追加裝置，系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)工作量大，改造工期長，占地面積大，投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用高。2號單元改造增加濕式除塵器。

2性能試驗(yàn)

2.1試驗(yàn)方法

對2、3號機(jī)組進(jìn)行超低排放改造環(huán)保設(shè)施進(jìn)行性能試驗(yàn)。2號單元對電動(dòng)吸塵器和濕式電動(dòng)吸塵器進(jìn)行性能試驗(yàn)，3號單元對電動(dòng)吸塵器和脫硫塔進(jìn)行性能試驗(yàn)，試驗(yàn)狀況選擇單元負(fù)荷≥90%時(shí)的狀況，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)DL/T414-2012《火力發(fā)電站環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》、GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定

固定和氣態(tài)污染物采樣方法》、GB/T13931-2002《電動(dòng)吸塵器性能測定方法》、GB/T21508-208《煤氣脫硫設(shè)備性能測定方法》和GB/T18-2002測試位置選擇吸塵器出入口、脫硫塔出入口、濕式吸塵器出入口煙道斷面。除塵器出入口各4個(gè)煙道，脫硫塔出、入

口各1個(gè)煙道，濕式電除塵器出入口各1個(gè)煙道。測試位置圖如圖1、圖2所示。

圖23號機(jī)組試驗(yàn)位置

當(dāng)鍋爐負(fù)荷、吸塵器及脫硫塔運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)，各截面采用格柵布點(diǎn)法，同時(shí)測量煙氣量、溫度、氧氣量、濕度，將實(shí)測煙氣量折算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、干基、6%O2時(shí)的煙氣量。采用等速采樣法采集煙塵樣品，吸塵器入口采樣濾筒，吸塵器出口、脫硫塔出口、入口和濕式電吸塵器出口、入口采樣濾膜，采樣前后

分別干燥濾筒、濾膜，根據(jù)采樣前后濾筒的重量和情況采樣體積計(jì)算煙塵濃度。計(jì)算主體阻力和除塵效率。詳細(xì)測試項(xiàng)目、儀器、方法見表1。計(jì)算公式見式(1)~(4)。

表1檢查項(xiàng)目、儀器和方法

煙塵濃度計(jì)算公式:

公式:c為折算煙塵濃度，mg/nm3g2為濾筒、濾膜終重、gggg1為濾筒、濾膜初重、gvnd為情況采樣體積、la為實(shí)測空氣過剩系數(shù)的1.4為6%O2的空氣過剩系數(shù)。

除塵效率計(jì)算公式:

2.2試驗(yàn)結(jié)果

2號機(jī)組電除塵器阻力滿足性能保證值，除塵效率滿足性能保證值，但出口煙塵濃度未滿足設(shè)備性能保證值，主要原因是電除塵入口煙塵濃度大于設(shè)計(jì)入口煙塵濃度。2號機(jī)組濕式電除塵器的本體阻力、除塵效率、出口煙塵濃度均滿足設(shè)備性能保證值。濕式電除塵入口煙塵濃度低于電除塵器出口煙塵濃度

17.85mg/Nm3，這部分除塵主要是脫硫塔除塵。具體的試驗(yàn)結(jié)果如表2、表3。試驗(yàn)表明，2號機(jī)組經(jīng)過超低排改后，可達(dá)到煙塵排濃度≤5mg/Nm3的超低排要求，改裝路線可行，效果良好。

3號機(jī)組電除塵器主機(jī)阻力、除塵效率、出口煙塵濃度均可滿足設(shè)備性能保證值要求，3號機(jī)組吸收塔阻力、出口煙塵濃度均可滿足性能保證值。具體的驗(yàn)結(jié)果見表4、表5。試驗(yàn)表明，3號機(jī)組經(jīng)過超低排放改造后，可達(dá)到煙塵排放濃度≤5mg/Nm3的超低排放要求，改造路線可行，效果良好。

表2 2號機(jī)組電除塵器性能試驗(yàn)結(jié)果

表3 2號機(jī)組濕式電除塵器性能試驗(yàn)結(jié)果

表4 3號機(jī)組電除塵器性能試驗(yàn)結(jié)果

表5 3號機(jī)組脫硫系統(tǒng)性能試驗(yàn)結(jié)果

3結(jié)論

要達(dá)到煙塵的排放小于10mg/Nm3或5mg/Nm3或更低的排放要求，必須對現(xiàn)役機(jī)組除塵設(shè)備進(jìn)行全面升級改造，同時(shí)對脫硫塔進(jìn)行脫硫除塵一體化改造或者增加濕式電除塵器裝置，通過對黑龍江某燃煤電廠2、3號機(jī)組超低排放改造性能試驗(yàn)研究表明，電除塵器脈沖電源增加濕式電除塵器改造的組合方式和電

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