湿式电除尘器

TPRI燃煤电厂脱硫烟气湿式电除尘(除雾）器技术西安热工研究院有限公司2014年1月TPRI研究背景工业应用试验研究湿式电除尘器关键技术典型示范工程应用总结TPRI我国火电厂燃煤现状筠连无烟煤永城煤种龙岩无烟煤水城烟煤重庆松藻矿贫煤江西丰城煤鸡西烟煤铁法矿煤神府东胜煤俄霍布拉克煤新集烟煤滇东烟煤神华煤大同地区煤淮南煤山西无烟煤神木烟煤乌兰木伦煤平朔安太堡煤伊泰4#煤锡林浩特胜利煤田褐煤古叙煤田的无烟煤神华株罗纪煤兖州煤陕西黄陵煤山西平朔2#煤霍林河露天矿褐煤山西晋城赵庄矿贫煤陕西烟煤活鸡兔煤山西贫瘦煤郑州贫煤（告成矿）龙堌矿烟煤陕西彬长矿区烟煤鹤岗矿煤来宾国煤珲春褐煤山西平朔煤山西汾西煤平顶山烟煤平庄褐煤宝日希勒煤淮北烟煤准格尔煤晋北煤金竹山无烟煤大同塔山煤同忻煤纳雍无烟煤水城贫瘦煤煤种多样性进口煤国内煤灰分低，发热量高有利于收尘澳大利亚煤印尼煤平均灰分32.03%除尘器平均进口含尘浓度34.155g/m3低灰分煤TPRI出口排放浓度（mg/m3）数量（台炉）占总数百分比＜300030~501430.43%50~801430.43%80~100510.87%＞1001328.26%最大：211.0mg/m3最小：30.88mg/m346台机组电除尘器出口粉尘排放统计TPRI出口排放浓度（mg/m3）数量（台炉）占总数百分比（%）＜3035.4530~502647.2750~801832.7280~10059.09＞10035.45最大：116.0mg/m3最小：15.88mg/m355台机组脱硫塔出口粉尘排放统计TPRI原煤灰分小于10%粉尘排放≤30mg/m3原煤灰分小于10%粉尘排放20mg/m3各煤种粉尘排放≤20mg/m3超细纤维粉尘排放≤10mg/m3各煤种粉尘排放≤20mg/m3超细纤维粉尘排放≤10mg/m35%机组粉尘排放＜30mg/m350%机组粉尘排放＜30-50mg/m330%机组粉尘排放＜50-80mg/m315%机组粉尘排放＞80mg/m3主要除尘器改造方案粉尘排放状况TPRI湿式电除尘器干式电除尘器除尘器工作机理收尘效率不受粉尘特性影响，不受灰成分、比电阻影响。水雾滴导电、荷电性强，有利于除尘。趋近速度高，设备选型小。粉尘特性对收尘效果影响大解决振打清灰TPRI国内其他研究单位与日本技术相近收尘极板不锈钢材耗水量较大冲洗水加碱性添加剂调整粉尘浓度排放可达到20mg/m3以下柔性极板收尘极为纤维材料收尘极寿命尚需验证粉尘浓度排放可达到20mg/m3以下德国、日本、美国等国一些电厂已应用日本技术较为典型极板为不锈钢运行连续喷碱性水，调整烟气PH值，延缓设备的腐蚀。TPRIXR10-L型除尘（除雾）器工业应用装置系统图工业应用试验研究TPRIXR10（L）湿式除尘器设计烟气量：2×104～6×104m3/h设计烟气温度：50℃电场区风速：1.85～5.56m/s总收尘面积：182.38m2比集尘面积：10.94～32.82m2/(m3/s)同极距：300mm电场数：1个设计参数TPRI结构简介TPRI性能测试结果一个立式电场性能指标如下：烟尘排放≤10mg/m3，甚至更低≤5mg/m3；PM2.5的去除效率＞80%；SO3的去除效率＞70%；对NOX（NO2）的去除效率＞15%；汞去除效率＞75%。TPRI序号烟气量104m3/h流速m/s入口浓度mg/m3入PM10mg/m3入PM2.5mg/m3出口浓度mg/m3出PM10mg/m3出口PM2.5mg/m3总效率%PM10效率%PM2.5效率%13.082.8578.6544.714.157.054.640.7791.0489.6281.4523.243.078.6544.714.158.435.901.0589.2886.8074.7033.583.3178.6544.714.159.867.301.2187.4683.6770.8443.893.6078.6544.714.1515.8210.671.3379.8976.1467.9554.334.078.6544.714.1520.1412.851.9674.3971.2652.7764.814.4578.6544.714.1528.4216.292.3963.8763.5642.4175.034.6578.6544.714.1536.2221.963.2653.9550.8821.45微细颗粒脱除效果TPRI脱汞效果汞浓度（ug/m3)入口测点出口测点二价汞（Hg2+）0.380.47零价汞（Hg0）10.124.81颗粒汞（Hgp）灰量太少，难以测出灰量太少，难以测出总汞（HgT）10.505.28不同价态汞脱除效果（3.58m/s）电场流速（m/s）汞浓度（ug/m3)脱汞效率（%）入口出口3.089.942.4375.553.2410.696.0943.053.5811.496.9339.713.58（喷水）12.477.9736.09TPRI成果总结TPRI主要技术优势1运行中不需要连续喷入大量碱性水，系统简单，运行费用少2运行中可收集烟气中大量水设备运行过程中可收集湿饱和烟气中的水雾滴；在收尘极板形成连续水膜，将粉尘颗粒冲洗去除；收集的水可返回补充到脱硫系统，同时节省湿法脱硫耗水量。采用定期冲洗，每1~2天冲洗一次极板、极线；每次冲洗耗水量少，预计300MW机组每天清洗耗水量≤10m3。TPRI流场分布技术先进；耐腐蚀复合材料密度小，设备重量小；结构紧凑；布置灵活，具有多种布置形式。3布置型式灵活TPRI结论风速约为电除尘器的3～4倍体积电除尘器体积的1/8造价低粉尘排放＜10mg/m3PM10排放≤5mg/m3PM2.5排放1mg/m3收集PM2.5及PM10效果湿式电除尘器运行的可靠性大型电除尘器运行的水耗大型湿式电除尘器造价大型湿式电除尘器可行性电气系统运行稳定、可靠水膜连续，极板清洁选择好防腐方案电除尘器结构相近，结构成熟具备推广到改造工程条件具有明显的水回收功能清洗水量少TPRI原煤灰分小于10%粉尘排放≤30mg/m3原煤灰分小于10%粉尘排放20mg/m3各煤种粉尘排放≤20mg/m3超细纤维粉尘排放≤10mg/m3各煤种粉尘排放≤20mg/m3超细纤维粉尘排放≤10mg/m35%机组粉尘排放＜30mg/m350%机组粉尘排放＜30-50mg/m330%机组粉尘排放＜50-80mg/m315%机组粉尘排放＞80mg/m3微细颗粒＜10mg/m3PM2.5＜2mg/m3锅炉烟气粉尘（PM2.5)治理一体化技术方案TPRI湿式电除尘器关键技术研究设备可靠运行技术流场分布技术大型化设计参数防腐技术、耐酸腐蚀材料高效电源及控制技术清洗技术设备强度和稳定性TPRI1、设备运行可靠性技术绝缘子室设计方案、热风隔离热风加热压力、温度检测控制*防止结露的专用绝缘子室TPRI电场分区布置保证运行可靠性和极板、极线清洗过程达标排放*电场分区布置TPRI2、流场分布技术流场分布用ANSYS软件，对除尘器流场进行数值模拟，使σ≤0.25，电场内流场分布均匀，除尘器高效运行。TPRI3、设计参数优化工业试验研究结果流场分布安装质量场地条件煤种与负荷因素合理设计参数TPRI4、防腐技术除尘器壳体收尘极放电极结构件放电线排污管内衬鳞片耐腐蚀复合材料耐腐蚀复合材料高性能合金钢材耐磨玻璃钢材料TPRITPRI电除尘(除雾）关键技术1新型防腐材料316L2205双向不锈钢TPRI5、高效电源及控制技术节能高效高压供电装置火花跟踪控制性能好避免电场闪络拉弧TPRI检测显示：进出口温度绝缘子室温度、压力除尘器内压力清洗水压、流量出口排放浓度控制：绝缘子室温度、压力清洗时间和流量排污时间和流量低压控制装置和上位机系统报警：绝缘子室温度、压力清洗水压力电场故障排污故障TPRI6、阴极固定技术TPRI6、清洗技术水压≥0.3MPa；耗水量少；喷嘴布置满足均匀性和重叠性要求；覆盖率≥120%。清洗过程、定期间歇冲洗喷嘴布置方案TPRI7、设备结构强度与稳定性强度、稳定性《钢结构设计规范》GB50017-2003《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑结构荷载规范》GB50009-2012空间钢结构计算专用软件《3D3S》结构计算力学模型TPRI300MW～600MW机组XR型湿式电除尘器性能参数系列TPRI300MW机组工程应用FGD布置方式1、华能黄台电厂8号300MW机组系统有GGH和增压风机，场地狭窄。在脱硫塔出口与GGH间的烟道位置利用原烟道支架，高位布置除尘器。除尘器清洗采用脱硫工艺水。收集的粉尘和水排入脱硫浆液中。粉尘排放60-70mg/m3达标排放≤10mg/m3除尘器位置烟道支架TPRI湿式除尘器布置方案TPRI序号项目单位参数1设计烟气量（工况）m3/h1402设计烟气温度℃≤853布置形式立式4电场断面m21235电场风速m/s3.166收尘极材质非金属材料，寿命≥15年7总收尘面积m282368比集尘面积m2/(m3/s)239放电极形式/材质鱼刺形/合金钢10内部清洗水量m38m3/（1、2天）次11高压电源型式及数量80kV/1600mA，2套12电加热风机型式及参数2套，风量12000m3/h，压头3500pa，一运一备13设备电气负荷kW45014烟尘物排放浓度mg/m3≤1015PM2.5收集率%7016SO3收集率%6017NOx(NO2)%15~2018水雾收集效率%≥60%19收集水量m3/h～1020运行阻力Pa350设计参数及性能指标TPRITPRITPRI黄台#8炉湿式电除尘器性能试验结果TPRI2、华能上海石洞口一电厂300MW机组3号机脱硫净烟道除尘器位置4号机脱硫净烟道石洞口一电厂FGD出口粉尘排放40-60mg/m3达标排放≤10mg/m3场地条件好（深度16m）独立布置湿式除尘器。除尘器清洗采用脱硫工艺水，收集的粉尘和水排入脱硫系浆液中。场地条件总长16000mm湿式电除尘器TPRI湿式除尘器独立布置方案TPRI设计参数及性能指标序号项目单位参数1设计烟气量（工况）m3/h1402设计烟气温度℃≤853布置形式立式4电场断面m21355电场风速m/s2.886收尘极材质非金属材料，寿命≥15年7总收尘面积m276268比集尘面积m2/(m3/s)19.619放电极形式/材质鱼刺形/合金钢10内部清洗水量m38m3/（1、2天）次11高压电源型式及数量80kV/1600mA，2套12电加热风机型式及参数2套，风量6000m3/h，压头3500pa，一运一备13设备电气负荷kW45014烟尘物排放浓度mg/m3≤1015PM2.5收集率%8016SO3收集率%6017NOx(NO2)%15~2018水雾收集效率%≥60%19收集水量m3/h～1020运行阻力Pa400TPRI湿式除尘器独立布置方案2、华能北方蒙西电厂300MW机组TPRI设计参数及性能指标序号项目单位参数1设计烟气量（工况）m3/h1402设计烟气温度℃≤853布置形式立式4电场断面m21085电场风速m/s3.66收尘极材质非金属材料，寿命≥15年7总收尘面积m272328比集尘面积m2/(m3/s)18.69放电极形式/材质鱼刺形/合金钢10内部清洗水量m39m3/（1、2天）次11高压电源型式及数量80kV/1600mA，2套12电加热风机型式及参数2套，风量6000m3/h，压头3500pa，一运一备13设备电气负荷kW45014烟尘物排放浓度mg/m3力争10（考核20）15PM2.5收集率%6516SO3收集率%5017NOx(NO2)%1518水雾收集效率%≥50%19收集水量m3/h～1020运行阻力Pa250TPRI300MW机组几种除尘器改造方案技术经济对比电耗对比TPRI运行维护费和投资对比TPRI