低壓省煤器對靜電除塵影響的分析

魏計芳 吳德濤

摘要：山東里彥發電有限公司為降低排煙溫度在鍋爐尾部新上低溫省煤器，投運后除塵指標收到了意想不到的效果，該技術適合所有的鍋爐特別是循環流化床鍋爐節能改造、粉塵治理。

關鍵詞：低溫省煤器 粉塵治理

0 引言

《山東省火電廠大氣污染物排放標準》規定：自2017年1月1日起，現有火力發電鍋爐及燃氣輪機組執行的排放濃度限值標準如下：

煙塵<20mg/m3；

2014年，國家環保部門又提出燃煤機組要達到燃氣機組環保標準，即煙塵排放限5mg/m3。

山東里彥發電有限公司在#5爐大修時增設低壓省煤器，徹底解決機組排煙溫度過高的問題，提高機組效率。通過近期的運行和性能試驗測試，除塵指標收到了意想不到的效果。

1 改造原因

#5鍋爐100%ECR工況下設計排煙溫度為136.1℃，鍋爐設計效率為91.84%。實際運行表明2013年#5的年平均排煙溫度為160℃左右，夏季工況排煙溫度甚至超過175℃，嚴重降低了鍋爐運行的安全性及經濟性。因此進行了旨在利用煙氣余熱進行節能改造。

2 改造方案

鍋爐低壓省煤器本體安裝于空預器出口至除塵器入口的兩個豎直煙道內，受熱面采用了分組布置的方式，每個煙道內布置三個換熱管箱，低壓省煤器傳熱元件采用H型翅片管，低壓省煤器內凝結水與煙氣換熱呈逆流布置。低壓省煤器管內冷卻水與主凝結水成并聯布置。其進水取自#6低加出口，經升壓泵增壓后進入低壓省煤器入口集箱，吸收煙氣熱量后匯入出口集箱，沿回水母管匯入#4低加出口母管。為保證低壓省煤器進水溫度穩定，在低省進回水母管間設計有再循環管。

低壓省煤器熱力系統圖見附圖一。

3 改造效果

3.1 依據鍋爐運行情況，增設低壓省煤器系統后，除塵器入口煙溫控制100℃左右，煙氣溫度下降約67℃。

3.2 除塵器進口溫度降低67℃，煙氣體積流量減少18%，飛灰比電阻下降，電場風速降低有利于提高除塵效率；同時煙溫降低，煙氣粘滯性變小，粉塵顆粒在煙氣中驅進速度提高，有利于提高除塵器收塵效率。

#5除塵器入口煙溫由167降低至100℃，粉塵濃度從79mg/nm3下降至26.4mg/nm3，除塵效率提高了0.2%。

改造前，由于除塵器進口煙溫較高，影響了除塵效率，達不到環保要求30mg/m3。改造后煙塵排放濃度達標，符合國家環保要求。

4 對靜電除塵器除塵效果的影響分析

排煙溫度對除塵效率的影響體現在以下四個方面：

①排煙溫度升高，使煙氣量增大（排煙溫度每升高10℃，煙氣量增加約3%），煙氣流速提高，煙氣在除塵器中處理時間縮短，降低了收塵效率。

②排煙溫度升高，使電場擊穿電壓下降（煙溫每升高10℃，電場擊穿電壓下降約3%），收塵效率下降。

③排煙溫度高，粉塵比電阻增大，易形成反電暈，造成除塵效率下降。當排煙溫度在150℃左右時，粉塵的比電阻最高，電除塵器更易出現低電壓、大電流的反電暈現象，造成除塵效率下降。

④煙溫高會使氣體的粘滯性變大，導致煙塵顆粒在煙氣中的驅進速度減緩，造成除塵效率下降。

5 運行繼續調整的空間

因建設低壓省煤器的初衷是節能降耗，做科研時考慮到可能對煙塵治理有益，但是并沒有將該項指標作為重點，通過近期的運行和性能試驗測試，除塵指標收到了意想不到的效果。

但是，因運行時間短，低壓省煤器運行分工屬主機主控室操作，靜電除塵器運行屬灰燃運行專業操作，雙方溝通、協調并不好，對煙塵指標的調整還沒有達到精細化水平。相信通過運行調整的提高，低壓省煤器對調節煙塵排放指標的控制仍有提高的空間，并建議從如下方面著手：

5.1 根據運行煤種和煙氣實際運行壓力，計算煙氣水露點溫度，預留足夠的安全余量（10℃左右即可），既確保安全，又達到經濟最佳性能，對除塵更有利。

5.2 嚴格監控入爐煤收到基硫含量，若煤的含硫量變化，及時調整低壓省煤器的進口水溫及出口煙溫，防止發生低溫腐蝕及堵灰的同時，確保排煙溫度和除塵指標更優。

參考文獻：

[1]DL/T904-2004《火力發電廠技術經濟指標計算方法》.

[2]《鍋爐機組熱力計算標準方法》.

[3]ASMEPTC4.1《鍋爐機組性能試驗規程》.

[4]閆維平.潔凈煤發電技術[M].北京：中國電力出版社，2001.9.

作者簡介：

魏計芳（1973-），男，山東鄒城人，山東里彥發電有限公司，工程師，從事多年燃煤機組技術管理、基礎建設管理工作。