華潤電力古城有限公司300MW機組電除塵器改造方案

陳孫偉 趙樓鋒 趙生輝 李奇勝 呂岱岳

（浙江菲達環保科技股份有限公司，浙江 諸暨 311800）

0 引言

華潤古城電廠2*300MW機組配套煙氣除塵設備為浙江菲達環保科技股份有限公司生產的2F246-5型電除塵器（雙室五電場，流通面積為2×246m2）、原設計電除塵器效率99.72%。由于實際燃用煤種與設計煤種存在很大差異且不斷變化，灰分翻番，磨煤機石子煤排放量猛增，磨輥磨損嚴重，煙氣量從原設計的1768690m3/h增大到2080000m3/h；電除塵器原設計要求偏低、現比集塵面積偏小僅為74.6m2/（m3/s）；各室之間氣量分配偏差較大。從而嚴重影響了電除塵器的正常運行和除塵效率，電除塵器出口粉塵濃度偏高，已無法滿足現有的出口排放要求，電除塵器改造刻不容緩。

1 原電除塵器主要設計參數

華潤古城電廠300MW機組原電除塵器主要技術參數如下：

處理煙氣量 1768690m3/h

流通面積 2*246m2

電場數 雙室五電場

電場有效長度 5*3.5m

電場有效寬度 4*8.8m

電場有效高度 14m

同極間距 400mm

總集塵面積 43120m2

比集塵面積 87.77m2/（m3/s）

保證效率 99.72%

實測出口粉塵濃度 170.6 Nmg/m3

2 可行性分析

對古城電廠電除塵器目前的總體運行情況作了全面評估和分析，充分掌握了各項工況參數和設備的運行狀態等，在全面比對分析各種除塵改造可行性方案的基礎上，綜合考慮電廠實際，制定出適合古城電廠電除塵器提效改造的最佳可行性研究方案。

2.1 對實際燃用煤種的測定及分析

對實際燃煤的煤、灰成分及灰比電阻進行測試，結果分別如下：

古城電廠實際燃煤分析結果

碳（Cy%） 54.6

氫（Hy%） 3.35

氧（Oy% ） 4.20

氮（Ny%） 0.95

硫（Sy%） 0.46

灰份（Ay%） 30.72

水份（Wy%） 5.70

揮發份（Vr%） 32.00

低位發熱量KJ/kg 21.03

古城電廠實際燃灰分析結果

SiO2% 57.64

Al2O3% 30.56

Fe2O3% 3.35

CaO% 2.12

MgO% 0.63

SO3% 1.62

K2O% 1.16

Na2O% 0.52

從華潤古城電廠實際燃煤的煤、灰成分分析結果看，灰中Na2O含量為0.52，煤中S份為0.46，三氧化二鋁（Al2O3）粉塵微細且輕，稱之為“飄塵”，加之比電阻偏高（9.96×1012Ω.cm），在電除塵器末級電場極易形成二次揚塵和反電暈，因此采用電除塵器處理這種高三氧化二鋁（Al2O3）粉塵，在國內外均未達到理想的效果。根據上述評判方法，對于送檢煤、灰，電除塵器對實際燃用煤種的除塵性能應屬于“一般”這一范疇。

2.2 電除塵器性能測試分析

開展電除塵器性能測試的目的旨在掌握當前古城電廠電除塵器實際處理煙氣量、實際進口含塵濃度、實際煙氣溫度、除塵效率、出口粉塵濃度等。

根據2011年1月份的測試結果顯示，實際處理煙氣量、實際進口含塵濃度、實際煙氣溫度符合或接近對應設計值，因此，可以判斷是原電除塵器設計效率偏低，比集塵面積偏小，且煤種變化較大導致其出口粉塵濃度超標，氣流分布也不均勻，與平均值的偏差達到11.5%。

2.3 原電除塵器內件檢驗及運行情況分析

對電除塵器內部情況作徹底了解，以掌握古城電廠電除塵器真實的設備情況進入古城電廠電除塵器內部進行安裝質量、陰、陽極積灰情況、磨損、腐蝕、變形等設備技術狀況檢查，電場內部存在斷線、掉錘等問題，直接影響電除塵器的除塵效率，掌握了古城電廠電除塵器的設備現狀。

2.4 電除塵器的選型校核

根據實際煤、灰分析數據、實際測量電除塵器煙氣參數，利用菲達環保的電除塵器選型技術對古城電廠電除塵器進行了選型校核，從而在理論上計算分析古城電廠電除塵器在正常運行情況下，除塵效率及出口粉塵濃度值，并以此作為依據，為古城電廠電除塵器制定科學合理的提效改造方案。

圖1

3 改造方案內容

通過對古城電廠電除塵器性能測試報告、運行情況及改造方案可行性分析的基礎上，結合電除塵器內部及場地實際情況，對其進行了以下改造，具體改造內容如下：

3.1 對前四電場加高

原所有的前四電場進行加高處理，使電場有效高度由14m增加至15.5m，更換全部內件；殼體加高1.8m；進口封頭中心加高0.5m；出口封頭在保持煙道中心標高不變的前提下作相應的加高改制。

3.2 原第五電場改造成旋轉電極電場

拆除原第五電場內件，包括陽極系統、陰極系統、陽極振打、陰極振打；外殼體加高1.8m，重新布置旋轉電極電場，包括旋轉陽極系統、旋轉陽極傳動裝置、陽極清灰系統、陰極系統、陰極振打；對殼體、底梁、頂部吊機等作局部改制；同時改制第五電場的頂蓋、灰斗。見圖1。

3.3 煙道改造

通過計算流體動力學(CFD)的方法，進行氣流分布模擬試驗，來核對電除塵器氣流分布裝置能否滿足電場區氣流均布的要求以及煙道布置能否滿足電除塵器對氣量分配的要求。根據電除塵器進口煙氣流量數值模擬結果，原進口煙道加高0.5m，同時在煙道增設導流板或阻尼板等措施，以保證各封頭（室）的流量和理想分配流量之相對誤差不超過±5%；并在煙道內設置氣流分布板，以保證第一電場進口端截面測得的氣流均勻性相對均方根σr≤0.25。見圖2。

圖2

4 改造后電除塵器

2013年4月30日古城電廠停爐，電除塵器開始冷卻，5月1日開始拆除工作。 6月16日旋轉電極電場開始試運轉，試運轉進行了8個小時左右，6月17日電除塵器通煙氣，并對各電場進行空載升壓。2013年6月18日，電除塵器正式投運。

改造后電除塵器主要技術參數

改造后古城電廠300MW機組配套電除塵器主要技術參數如下：

處理煙氣量 2080000m3/h

煙氣溫度 160℃

入口含塵濃度 47g/Nm3

流通面積 2*274m2

電場數 雙室五電場

電場有效長度 4*4.5m+1*3.2m

電場有效寬度 2*8.832m、2*7.82

電場有效高度1 5.5m

同極間距 384mm+460mm

總集塵面積 51336m2+6745.6m2

比集成面積 100.52m2/（m3/s）

出口排放濃度 ≤40 mg/Nm3

5 結束語

包一、達電、衡豐等多個電廠電除塵器的成功改造經驗表明：將末電場改造為旋轉電極電場，采用布置于灰斗中的清灰刷刷除極板上粉塵的清灰方式，有效解決高比電阻粉塵引起的反電暈及振打清灰引起二次揚塵等問題，從而大幅度提高除塵效率，是目前突破常規電除塵器技術瓶頸的有效方法之一。特別是對于改造項目，旋轉電極式電除塵器的優勢顯得更為突出。

值得指出的是，相對于其它改造方式，本項目采用旋轉電極式電除塵技術更具有優勢：

1）由于能有效防止高比電阻引起的反電暈，且最大限度地減少了二次揚塵，出口排放≤40mg/Nm3或更低。

2）增強了電除塵器對不同煤種的適應性，提高原電除塵器的適用范圍。

3）采用旋轉電極式電除塵技術進行提效改造時，原第四電場電除塵器基礎、外形尺寸維持不變，改動較少，施工周期較短，工作量相對較小。

4）采用布袋或電袋改造，需要對原電除塵器電場全部拆除或大部分拆除，并安裝全新濾袋，同時由于系統阻力明顯增加，需對引風機等設備進行改造或更換，改造成本較高。另外運行維護費用也較高。而采用旋轉電極式電除塵技術進行提效改造，因其對系統阻力幾乎沒有影響，從而不必對原系統（如引風機）等進行任何改動。