旋轉電極式電除塵布置方式研究及應用

趙海寶，王賢明，姚宇平，何毓忠

（浙江菲達環保科技股份有限公司，浙江 諸暨 311800）

旋轉電極式電除塵布置方式研究及應用

趙海寶，王賢明，姚宇平，何毓忠

（浙江菲達環保科技股份有限公司，浙江 諸暨 311800）

旋轉電極式電除塵技術是實現燃煤電場“超低排放”的有效技術之一，目前旋轉電極電場采用灰斗下沉的布置方式，對于改造項目的適用性差。通過介紹適用于新建機組的常規旋轉電極式電除塵器布置方式，提出了將常規電除塵器末電場改造為旋轉電極式電場的新型布置方式，并進行詳細分析。該新型布置方式已得到了成功應用，提高了旋轉電極式電除塵技術的適用范圍和技術競爭力，為燃煤電廠粉塵高效治理技術提供了更多的選擇。

燃煤電廠；旋轉電極電除塵器；改造；布置方式

0 引言

隨著環保意識的增強，2014年，《環境保護法》以及三部委印發的《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014—2020年）》等政策相繼出臺，國內燃煤電廠超低排放控制、霧霾治理進程明顯加快，粉塵治理成為當下能源領域關注的焦點。旋轉電極式電除塵與低低溫電除塵結合技術是達到超低排放的主要技術路線之一[1]，可實現REEP（旋轉電極電除塵器）出口煙塵10 mg/m3以下[2]甚至5 mg/m3以下[3]的排放要求，節能減排效果明顯。旋轉電極式電除塵技術不僅可用于燃煤電廠除塵，也有50～500 m2燒結機機頭除塵超過20年的全球成功案例[4]，該技術已列入國家工信部、科技部、環保部聯合發布的《國家鼓勵發展的重大環保技術裝備目錄（2014年版）》。

采用旋轉電極技術對老機組實施改造是當前國內用戶滿足新排放標準的常用手段之一，但傳統REEP的結構布置方式不僅限制了改造項目的順利實施，而且存在場地受限、改造費用高、工期長、安裝難度大等缺點，因此，隨著常規電除塵器末電場改造為旋轉電極式電場的項目越來越多，為適應特殊的要求，研究新型旋轉電極電場的布置方式迫在眉睫。

1 旋轉電極式電除塵技術及結構

REEP的收塵原理與常規電除塵器相同，由前級常規固定電極電場和后級旋轉電極電場組成[5]。旋轉電極電場中陽極部分采用旋轉移動的陽極板和旋轉的清灰刷[6]。附著于旋轉移動陽極板上的粉塵在尚未達到反電暈形成的厚度時，就被布置在非氣流區域的旋轉清灰刷有效清除，因此不會產生反電暈現象且最大程度地減少了二次揚塵[7]，增加了粉塵的驅進速度，其值可達固定電極電場的1.7倍以上[8]，而消耗的電功率僅為固定電極的1/2到2/3，除塵效率大幅提高，排放濃度降低，同時降低了對煤種變化的敏感性。常規電除塵器末電場進行旋轉電極改造已成為提高燃煤電廠除塵效率的主要手段之一。REEP的結構如圖1所示。

圖1 REEP結構

2 旋轉電極電場常規布置方式及存在問題

REEP在設計時為防止刷清灰時因氣流引起二次揚塵，需把清灰刷安裝在非氣流區域，為方便維護，清灰刷兩端的軸承一般需安裝在除塵器外部，整體布置方式如圖2所示。因此，一般灰斗需下沉約2 m，即圖2中A區，A區放大如圖3所示。因其具有維護方便、運行穩定等優點，新建項目和場地空間、集塵面積足夠的改造項目一般采用該布置方式。新建項目安徽淮北平山2× 660 MW機組電除塵器采用了該布置方式，結合低低溫電除塵技術，該項目的REEP設計出口粉塵濃度小于12 mg/m3。

圖2 常規REEP布置方式（方案一）

圖3 A區放大視圖（方案一）

對于改造項目，該方案有以下缺點：灰斗下方需足夠的空間；灰斗需整體更新，改造工期較長；末電場長度不變，旋轉電極極板長度不能加長，集塵面積有限等。而改造項目一般存在工期緊、場地不足、除塵效率要求高等特點，因此，較多改造項目不適用該方案。

3 改造項目新型布置方式設計及應用

改造總體布置方案二如圖4、圖5所示，整體利用原機組末電場灰斗，灰斗不作改動，內部裝入清灰刷軸承支架，使用塵中軸承，軸承置于電除塵器內部，且與清灰刷一同處于非氣流沖刷區域。

該方案對電除塵器整體改動很小，用鋼量少，改造工期短，改造費用低，并已成功應用于華潤電力（荷澤）有限公司2×645 MW機組改造項目，粉塵排放濃度達到了設計要求。

改造總體布置方案三如圖6、圖7所示，在末電場灰斗上方開出2個通道，通道與電除塵器內部空間分割，與外部空間及走梯連通，通道一側支架用于安裝清灰刷軸承，在維護時，可直接通過該通道檢修清灰刷軸承、檢查清灰刷的運行情況。該方案與方案一不同的是對灰開孔形成通道，使清灰刷軸承置于電除塵器煙氣外側，軸承使用環境得到改善，檢修方便，但改造工作量及難度較大，工期較長。該方案已成功應用于江蘇鎮江發電有限公司三期電除塵器改造項目，粉塵排放濃度達到了設計要求。

圖5 B區放大視圖（方案二）

圖6 改造總體布置方案三

圖7 D區放大視圖（方案三）

在具體方案選型時，如果采用方案二和方案三，即末電場空間不變動的改造方案，因電除塵器集塵面積不夠而不能達到要求除塵效率時，可考慮如圖8、圖9所示改造方案，圖8所示方案四通過擴大第四電場長度而增加集塵面積，圖9所示方案五通過增加電場高度而增加集塵面積，2種方案均可大幅提高除塵效率。

圖8 改造總體布置方案四

圖9 改造總體布置方案五

圖8 所示改造方案四是采用第四電場出口側立柱及殼體相應部分向煙氣出口方向移動；增加第四電場殼體側面封板橫向長度；第四電場灰斗1面利舊，另外3面補充相應部分；新增陰極系統及旋轉陽極系統。對于該方案，灰斗約3/4部分可利舊適用，相比1臺640 MW機組灰斗整體更新方案，該方案可節約灰斗鋼材約15 t，考慮安裝工期、人工費、運費等，經濟效益明顯。該方案已成功應用于阜陽華潤2×640 MW機組電除塵器改造項目，粉塵排放濃度達到了設計要求。

圖9所示改造總體布置方案五抬高電除塵器以增加上部電場高度，從而大幅增加4個電場的集塵面積，末電場旋轉電極電場灰斗一部分利舊，下沉部分新增。該方案除塵效率提高幅度大，改造難度相對較高，電除塵器下方和上方需有足夠的空間。

在分析改造電場寬度時，為更好地利用電場空間，在分析煤種、煙氣伏安特性等工況合理的情況下，可配備混合極間距的方式：根據每個通道的具體尺寸，可混合配備860 mm極間距和920 mm極間距。

綜上所述，在具體項目方案選型時，可對以上5種改造方案進行詳細論證，結合電廠場地、改造工期、除塵效率改造目標、改造費用預算、工況、煤種類型等具體情況，選擇合適的改造方案，從而達到節能減排的目標，5種方案的特點比較如表1所示。

表1 布置方式特點比較

4 結論

在研究REEP常規改造和新建機組方案的基礎上，提出了適用于改造項目的5種新型布置結構方案，詳細介紹了結構布置方式及其關鍵技術，包括使用塵中軸承、開出維護通道、加長末電場長度、提高除塵器高度、極間距混合配置等方式。新型布置結構方案可根據具體項目滿足原灰斗整體或大部分利舊使用、除塵效率大幅提高、場地受限等要求，對幾種新型布置結構方案改造工期短、費用低、用鋼量少、場地適應性好、集塵面積可調等特點作了闡述和比較，新型布置結構方案在實際項目中的成功實施為燃煤電廠除塵改造方案提供了參考。

[1]TOSHIAKI MISAKA，YOSHIHIKO，MOCHIZUKI.Recent Application and Running Cost of Moving Electrode type Electrostatic Precipitator[C].Hangzhou：11th International Conference on Electrostatic Precipitation.2008.

[2]趙海寶，酈建國，何毓忠，等.低低溫電除塵關鍵技術研究與應用[J].中國電力，2014，47（10）∶117-121.

[3]TOSHIAKI MISAKA，AKIO AKADAKA，HIROAKI YABUTA. Recent applications of Moving Electrode Electrostatic Precipitator[C].kyongju∶ICESPⅦ.1998.

[4]H.ANDO，N.SHIROMARU，Y.MOCHIZUKI.Recent Technology of Moving Electrode Electrostatic Precipitator[J]. International Journal of Plasma Environmental Science& Technology.2011（5）∶130-134.

[5]酈建國，王自寬，舒英鋼，等.旋轉電極式電除塵器的應用與技術經濟性分析[J].科技導報，2011（8）∶91-99.

[6]GAYLORD W，PENNEY.Adhesive Behavior of Dustin Electrostatic Precipitation[J].Journal of the Air Po11ution Control Association.1975（2）∶113-117.

[7]藪田宏昭.移動電極形電気式集塵裝置（集塵技術＜特集〉）[J].日立評論.1982，64（2）∶105-110.

[8]T MISAKA，T OURA，M YAMAZAKI.Improvement of Reliability for Moving Electrode Type Electrostatic Precipitator[C].Cairns∶ICESP X.2006.

（本文編輯：徐 晗）

Study and Application of REEP Arrangement Mode

ZHAO Haibao，WANG Xianming，YAO Yuping，HE Yuzhong
（Zhejiang Feida Environmental Science&Technology Co.，Ltd.，Zhuji Zhejiang 311800，China）

The rotary electrode electrostatic precipitator（REEP）is a highly effective technology for ultra-low emission in coal power plant.The present REEP electric field adopts hopper sinking mode and might not adapt to reconstruction project.The paper introduces arrangement mode of traditional electrode electrostatic precipitator and suggests replacing it with REEP；moreover，it expounds the new mode.The new arrangement mode now is successfully applied，which expands application scope of REEP and improves its technical competitiveness，providing coal-fired power plants more options for effective dust treatment.

coal-fired power plant；REEP；reconstruction；arrangement

國家“863”項目《燃煤電站PM2.5捕集增效與優化技術與裝備研制》（2013AA065002）

TK223.27

B

1007-1881（2015）12-0051-04

2015-05-06

趙海寶（1987），男，助理工程師，研究方向為電除塵技術研究及電除塵設計。