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1000MW機組兩種濕式電除塵應用效果對比

1000MW機組兩種濕式電除塵應用效果對比

徐釗 董飛英

  詳細介紹和闡述了上海漕涇電廠1000MW機組“超低排放改造”過程中濕式電除塵的結構形式、運行效果和水循環方式。并將2臺機組對比,為同類型機組“超低排放改造”的濕式電除塵選型提供參考依據。

  濕式電除塵(WESP)在火電廠的應用,可以將煙塵指標降到極低的水平,其環保效益明顯。近幾年來,“超低排放改造”技術在全國推廣,濕式電除塵得到了燃煤電廠的廣泛使用。濕式電除塵主要分為管式濕式電除塵和板式濕式電除塵。

  2014年上海漕涇電廠2號機組煙氣超低排放改造工程作為全國首批13家示范改造項目,采用了板式濕式電除塵。而2015年漕涇電廠1號機組超低排放改造工程采用管式濕式電除塵。

  本文結合漕涇電廠所采用的兩種濕式電除塵設計及使用現狀,分析相近工況下,兩種不同的濕式電除塵的結構形式、運行效果及水循環方式。

  1結構形式對比

  1.1整體布置對比

  漕涇電廠機組根據現場實際場地條件,濕式電除塵器布置在吸收塔頂部,采用下進上出氣流走向。同時由于原吸收塔周圍設備管道較多,空間有限,無法獨立設置濕式電除塵器支架,本次不獨立設置除塵器支架,采用加固原吸收塔作為除塵器支撐的方案,并充分考慮本項目的煙氣特點,由專業選型人員及研發專家小組進行濕式電除塵器選型,確定采用管式濕式電除塵器,直徑24.3m,總集塵面積達為20265m2,共分為8個分區。

  #2機組濕式電除器采用煙氣水平流入、水平流出的布置方式,在除塵器的布置方式上與常規的干式靜電除塵器類似。#2機組增加濕式電除塵器,是一個運行機組的改造項目。經多方技術協商,對新增設備的結構特點和場地內現有設備的實際布置情況進行綜合考慮,反復論證。

  最終確定濕式除塵器布置在增壓風機東北側的管路橋架上方,濕式電除塵器進出口法蘭中心標高為25.0m,該場地區域相對比較空曠,滿足工藝的要求,且能夠在不拆除原吸收塔出口凈煙道即不影響機組正常運行的條件下進行土建施工。因此,在該場地布置濕式電除塵器及配套設施、煙道及鋼支撐框架是可行的、合適的。

  該區域0m布置有增壓風機出口煙道以及吸收塔進口煙道,36.5m布置有吸收塔出口煙道。吸收塔出口煙道標高升高至約37.4m。

  1.2濕電內部結構對比:

  2運行效果對比

  2.1除塵效果對比

  在運行過程中,調節兩臺機組工況,保證入口粉塵濃度相同,觀察濕電出口粉塵濃度,測量出,采用設計煤種和高硫煤種濕電出口,#1和#2機組灰塵排放的排放濃度(如圖二)。通過圖二可以得出以下結論:

  (1)不管是管式濕電和板式濕電,在新增濕電以后,排放標準都能到達燃機排放標準,特別是在設計煤種條件下。

  (2)板式電除塵的除塵效果稍優于管式濕式電除塵。

  2.2耗電情況對比:

  #1和#2機組濕電都采用高頻電源。高頻電源的功率占濕電功率的主要部分。其他部件例如加熱保溫裝置、水循環裝置等功率占次要部分。通過圖三對比#1和#2機組濕電耗電情況可以得出以下結論:

  (1)#1機組管式濕電的總功率要大于#2機組板式濕電,沿機組濕電高頻電源功率也大于#2機組(2)#2機組板式濕電的其他部件功率高于#1機組管式濕電。

  這主要是由于板式濕電水循環裝置比較復雜造成的。

  3水循環方式對比

  3.1水循環方式

  管式濕式電除塵器釆用間斷沖洗方式,在陽極管上部和下部各設置有一層噴淋層,此噴淋由沖洗水泵供水,濕式電除塵器排放的廢水直接落入吸收塔漿液池,不需要循環利用,不需要調整循環水所需消耗的堿液。板式濕電水循環方式如圖四,包括循環水系統、補水系統、堿液系統和排水系統。

  (1)循環水系統:循環水箱設一個,用于儲存濕式除塵器循環水,噴淋除塵后收集返回循環使用,為了減少堿液耗量,收集液先收集到排水箱再通過排水箱溢流到循環水箱。循環水箱的循環水為保持PH值在8-10與并維持一定的液位,需通過補加工業水與堿液來進行調配。

  (2)排水系統:排水箱設一個,用于儲存濕式除塵器吸收后噴淋液及廢水的排放。排水箱的吸收液為保持值約為5-6。排水箱設兩臺排水泵,一運一備,用于排放廢水。廢水排至脫硫濾液水箱。

  (3)堿液系統:電廠將堿液送至堿儲罐儲存(本項目一臺爐配一個堿儲罐),堿儲罐設兩臺堿計量泵,一運一備,堿儲罐都可以給循環水箱輸送堿液。

  (4)補水系統:濕電循環水引自除鹽水箱,設兩臺補水泵,一運一備。

  3.2吸收塔水平衡

  #1機組管式濕電分為8個分區,每個分區輪流清洗,在噴嘴少、水耗小的同時保證了清洗效果。每次沖洗完成大約需要50m3工藝水,每隔24小時沖洗一次,用量較少,實際運行時只要同脫硫除霧器沖洗水間隔運行,對整個脫硫系統的水平衡將不會造成影響。

  #2機組板式濕電將廢水排入脫硫濾液箱,最終流入吸收塔。濕電廢水量為22t/h。在高負荷下,吸收塔可以通過調節吸收塔補水量方式調節。但是近年來持續低負荷運行,FGD水系統難以建立水量平衡。

  主要原因為:

  (1)超凈排放改造后,除霧器增加為三層,每次除霧器沖洗水量增加;

  (2)新增濕式電除塵器的排水回用至濾液水箱,同時石膏脫水系統的溢流水及濾液水依舊返回吸收塔,造成吸收塔回水量增加;運行中因此而降低除霧器沖洗頻次,存在除霧器堵塞的隱患而影響除霧效果與機組的顆粒物排放。

  為了維持吸收塔水平衡,我廠采取具有一定可行性的反措,有二種:1)濾液水制漿,空出新鮮水用于除霧器沖洗;2)多余的水排放,可選WESP排水入沖渣系統,或增加脫硫廢水處理能力外排,或WESP排水混入廢水排放口排放。

  4、總結:

  漕涇電廠1、2機組運行工況接近,但是由于場地布置的原因。在超低排放中選擇采用兩種不同濕式電除塵。通過長期運行發現,在相近的運行工況下:#1機組管式濕電具有占地面積少,布置靈活的優點。同時水循環方式比較簡單,對吸收塔水平衡影響較小。#2機組板式濕電除塵效果優于#1管式濕電,功率更低。但是兩種濕電都可以使灰塵排放水平優于燃氣輪機排放標準。

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