凝聚器在135 MW機組電除塵器改造中的應(yīng)用

徐志強

（江陰蘇龍熱電有限公司，江蘇江陰214442）

凝聚器在135 MW機組電除塵器改造中的應(yīng)用

徐志強

（江陰蘇龍熱電有限公司，江蘇江陰214442）

結(jié)合凝聚器在135 MW燃煤機組電除塵器改造中的應(yīng)用，介紹了凝聚器的工作原理和技術(shù)特點。改造結(jié)果表明：加裝凝聚器后進一步提高了電除塵器的除塵效率，出口顆粒物排放濃度減少了30%左右。凝聚器的投資、運行和維護費用比較低，改造工期短，對老機組電除塵器的技術(shù)改造有積極的意義。

電除塵器；凝聚器；PM2.5

近年來，中國大部分地區(qū)都不同程度出現(xiàn)了霧霾天氣，霧霾是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統(tǒng)表述，尤其是PM2.5（空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5 μm的顆粒物）被認為是造成霧霾天氣的“元兇”。PM2.5粒子比表面積大、表面活性大及易于富集有毒有害物質(zhì)，可在大氣中長時間長距離漂移，且不易捕集，能被人吸入肺內(nèi)。目前，靜電除塵器雖然能夠達到99%以上的除塵效率，但是對PM2.5粒子的收塵效果并不理想。根據(jù)GB13223—2011相關(guān)規(guī)定，自2014年7月1日起現(xiàn)有火力發(fā)電廠鍋爐煙塵排放濃度必須達到30 mg/m3，重點地區(qū)火力發(fā)電廠鍋爐煙塵排放濃度必須達到20 mg/m3。某電廠3號機組（135 MW）建于2003年，原電除塵為雙室三電場靜電除塵器，為了適應(yīng)新形勢，實現(xiàn)減排目標，電廠加大資金投入，對電除塵器進行一系列的技術(shù)改造。文中重點介紹了凝聚器在3號燃煤機組上的應(yīng)用情況，取得了較為理想的效果，對大型燃煤機組電除塵器技術(shù)改造有一定的借鑒和指導(dǎo)作用。

1　凝聚器應(yīng)用情況

雙極靜電凝聚技術(shù)是近年提出的一種利用不同極性放電導(dǎo)致粉塵顆粒荷不同電荷、進而在湍流輸運和靜電力共同作用下凝聚變大的技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用，不僅可提高除塵器的除塵效率、降低本體體積及制造成本，尤其能減少微小顆粒的排放，從而降低微小顆粒的危害。依據(jù)現(xiàn)有煤質(zhì)燃燒特性，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，最終采用組合式工藝技術(shù)路線實現(xiàn)各項指標達到排放標準。即采用如下工藝技術(shù)路線：低溫省煤器→雙極荷電凝聚器→靜電除塵器→高頻電源→移動陽極板→迷宮型槽型極板。

1.1凝聚器工作原理

凝聚器工作原理如圖1所示，氣流首先經(jīng)過雙極荷電區(qū)，雙極荷電器有一組正、負相間的平行通道，氣體和灰塵通過時，按其通道的正或負，分別獲得正電荷或負電荷。即灰塵一半荷正電，一半荷負電。然后進入凝聚區(qū)，帶正電的粒子和帶負電的粒子在湍流輸運和靜電力共同作用下碰撞凝聚，小顆粒變成大顆粒，簡稱粒子粗大化；接著進入到電除塵器內(nèi)部，粗大化的粒子便于除塵器收塵，尤其減少了微細顆粒的排放［1，2］。

圖1　雙極荷電凝聚原理

蘭州電力修造有限公司與清華大學(xué)合作的中間試驗表明：雙極荷電凝聚器能夠明顯提高粉塵粒徑及電除塵效率，如圖2所示［3］。

圖2　雙極荷電凝聚器開關(guān)粒徑變化曲線

在煙道內(nèi)裝雙極荷電凝聚器，中位徑的凝聚效率（凝聚前后中位徑增大的百分數(shù)）高達50.7%，除塵效率提高了0.21%～0.76%。

雙極荷電凝聚器打開時，粒徑的曲線右移，與凝聚器關(guān)時的粒徑曲線有一交叉點，大約為30 μm。對雙極荷電凝聚器開時的粒徑曲線進行分析，在交叉點左側(cè)，細微顆粒較少；交叉點右側(cè)，粗顆粒較多，這說明顆粒經(jīng)過雙極荷電雙極荷電凝聚器后，很多小顆粒凝聚成了大顆粒。尤其是10 μm以下的顆粒減小的幅度很大。這說明雙極荷電凝聚器對10 μm以下的顆粒凝聚效果較好。

1.2凝聚器特點

凝聚器安裝在電除塵器進口煙箱喇叭口中，位于第一層和第二層孔板之間，所以不受場地限制，常規(guī)煙箱均可實現(xiàn)，煙箱面積煙道大，荷電通道數(shù)量多，有利于微小煙塵粒子的荷電凝聚。此處由于煙氣流速低，介于3～7 m/s，有效的避免煙氣對凝聚器本體的沖刷磨損，一方面可以改善氣流分布，另一方面多孔板可以起到混流的作用，進一步加強微細粒子的凝聚，煙塵粒子到達除塵器后，能夠增大有效電功率，從而提高電除塵器捕捉效率，降低煙塵排放濃度［4］。

1.3雙極荷電凝聚器安裝位置

凝聚器可以安裝在電除塵器進口煙道和進口煙箱上，在3號機組電除塵器入口煙箱（直管段）第一層孔板后裝設(shè)雙極荷電細微顆粒凝聚器，極間距采用300 mm，極板高度6 m，通道數(shù)14個，應(yīng)用第二層孔板作為碰撞凝聚面，雙極荷電凝聚器電源選用正、負極高頻電源。沒有安裝在進氣煙道上，主要是因為凝聚器廠家做過大量研究和試驗，凝聚器安裝在進氣煙箱中的效果要好于安裝在進氣煙道中。凝聚器采用高頻電源供電，高頻電源參數(shù)為：二次電壓80 kV、二次電源150 mA。凝聚器位置如圖3所示。

圖3　凝聚器的安裝位置

2　加裝凝聚器后測試結(jié)果

2013年6月，3號機組電除塵器改造完后，國電環(huán)境保護研究院進行了電除塵器電源不同電壓、移動電極投停、凝聚器投停時的電除塵出口總顆粒物濃度（微電腦煙塵平等采樣儀）和PM2.5濃度（荷電低壓撞擊器ELPI-01）的測試。測試時負荷保持在135 MW，入爐煤灰份（收到基）為22.89%。測試結(jié)果見表1、表2，凝聚器投運后總顆粒物濃度平均減少29.76%，PM2.5濃度平均減少33.18%。

從測試結(jié)果可以看出：凝聚器的使用，一方面能夠有效降低電除塵器出口總顆粒物的排放濃度，另一方面也能有效降低PM2.5濃度的排放，電除塵器的改造達到了預(yù)期的效果。需要注意的是，凝聚器投運后應(yīng)注意檢查積灰的情況，如積灰嚴重，則應(yīng)考慮加裝聲波吹灰器。

表1　凝聚器對總顆粒物影響mg·m-3

表2　凝聚器對PM2.5濃度的影響mg·m-3

3　結(jié)束語

采用雙極荷電技術(shù)的凝聚器能夠?qū)⒓毼㈩w粒凝聚成大顆粒，提高了電除塵器的除塵效率，出口總顆粒物排放濃度的減少量在21.84%～40.16%之間，有效降低了煙塵的排放量。細微顆粒經(jīng)過凝聚器粗大化之后，對PM2.5減排效果顯著，PM2.5濃度的減少量在28.044%～39.17%之間，效果明顯，達到預(yù)期的目的。凝聚器的應(yīng)用改善了電除塵器的電氣運行狀況，提高了電場電流，對除塵效率也有一定的提高，降低了出口煙塵排放濃度，實現(xiàn)了電除塵器的增效減排。由于投資、運行費和維護費都很低，工期短，因而凝聚器對老機組的改造非常有意義，值得推廣和應(yīng)用。

［1］張向榮，王連澤.雙極凝聚中顆粒初始電荷分布規(guī)律［J］.北京理工大學(xué)學(xué)報，2011，31（2）：127-130.

［2］王連澤.雙極荷電粉塵顆粒凝聚的初步研究［J］.環(huán)境工程，2002，6（20）：31-33.

［3］柯小明，張麗麗，王彥斌.凝聚器在提高電除塵效率上的試驗研究［J］.電力科技與環(huán)保，2010，26（5）：21-22.

［4］解標，嚴瑞鋒，王強，等.電除塵器末端微細粉塵收集裝置研究［J］.電力科技與環(huán)保，2012，28（4）：20-23.

Application of Agglomerator in Electrostatic Precipitator Retrofit of 135 MW Power Unit

XU Zhiqiang
（Jiangyin Sulong Power Generation Co.Ltd.，Jiangyin 214442，China）

Taking the application of agglomerator in the electrostatic precipitator retrofit of one 135 MW power unit as an example，this work introduced the operating principles and technical features of agglomerators in detail.After performing retrofit，we found that the collection efficiency of the electrostatic precipitator had been significantly improved，while the concentration of the outlet particles had been reduced by about 30%.The investment as well as the operation and maintenance costs of agglomerator is relatively low，while the retrofit period is also not too long.Thus，it is believed that agglomerator can benefit the technical retrofit of electrostatic precipitators in old thermal power units.

electrostatic precipitator；agglomerator；PM2.5

TM621.73

B

1009-0665（2015）05-0078-02

徐志強（1973），男，江蘇江陰人，高級工程師，從事火力發(fā)電廠技術(shù)管理工作。

2015-03-24；

2015-05-26