管束式除塵除霧器在海水脫硫電廠中的應(yīng)用

代 兵

(華陽(yáng)電業(yè)有限公司，福建 漳州 363105)

發(fā)電技術(shù)

管束式除塵除霧器在海水脫硫電廠中的應(yīng)用

代 兵

(華陽(yáng)電業(yè)有限公司，福建 漳州 363105)

沿海地區(qū)有部分燃煤電廠采用海水脫硫工藝，對(duì)其煙塵超低排放改造不僅需要考慮除塵效果，還需要考慮高效除霧、海水防腐等要求，介紹了管束式除塵除霧器在海水脫硫電廠中首臺(tái)改造機(jī)組的應(yīng)用情況。在改造后，機(jī)組達(dá)到超低排放要求，管束式除塵除霧器運(yùn)行至今效果良好。

管束式；除塵除霧器；海水脫硫；超低排放

為了改善環(huán)境空氣質(zhì)量，2014年國(guó)家提出了進(jìn)一步提升煤電高效清潔發(fā)展水平，燃煤發(fā)電機(jī)組尤其是東部地區(qū)執(zhí)行更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，要求大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值(即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，氮氧化物50 mg/Nm3，二氧化硫35 mg/Nm3、煙塵10 mg/Nm3)，現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組必須進(jìn)行超低排放改造。依照福建省“全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案”要求，全省所有具備改造條件的燃煤電廠在2017年底完成超低排放和節(jié)能減排改造任務(wù)[1]。

大型燃煤電廠多采用鈣法或鎂法脫硫工藝(即石灰石—石膏法或氧化鎂法)，實(shí)現(xiàn)煙塵超低排放改造的主要技術(shù)有濕式靜電除塵器、管束式除塵除霧器等。沿海地區(qū)有部分燃煤電廠采用海水脫硫工藝，脫硫用海水流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于石灰漿液或氧化鎂漿液流量，煙氣洗滌后攜帶的霧滴含有海水成分，煙塵超低排放改造不僅需要考慮除塵效果，還需要考慮高效除霧、海水防腐等要求，本文介紹了管束式除塵除霧器在海水脫硫電廠中首臺(tái)改造機(jī)組的應(yīng)用情形。

1 管束式除塵除霧器簡(jiǎn)介

管束式除塵除霧器是單塔一體化脫硫除塵深度凈化技術(shù)的組成之一，可對(duì)脫硫后煙氣中的微米級(jí)粉塵和細(xì)小霧滴進(jìn)一步進(jìn)行高效脫除，實(shí)現(xiàn)煙塵的超低排放。

1.1 管束式除塵除霧器的結(jié)構(gòu)及原理

管束式除塵除霧器的導(dǎo)流筒是一個(gè)垂直放置的內(nèi)壁面光滑平整的兩端無封閉的圓形筒，內(nèi)部設(shè)置由葉片和中心筒組成的湍流子(分離器)。湍流子(分離器)的若干葉片以一定傾斜角度均勻分布在中心筒外壁和導(dǎo)流筒內(nèi)壁之間的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)，中心筒為一個(gè)外部光滑的頂端封閉的圓形筒，葉片是一個(gè)表面光滑的薄片狀曲扇形部件。

導(dǎo)流筒數(shù)量、直徑、高度等參數(shù)與含有大量霧滴的飽和煙氣氣量、脫塵除霧效率，以及霧滴總量、霧滴粒徑分布，粉塵的粒徑和特性等有關(guān)。一般要求滿足出口塵含量≤5 mg/Nm3時(shí)，導(dǎo)流筒的過流煙氣斷面平均流速在5～6 m/s，平均導(dǎo)流筒內(nèi)停留時(shí)間0.1～0.4 s。

煙氣以一定流速穿過管束式除塵除霧器的過流斷面，在導(dǎo)流筒內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，利用自身氣流紊流促進(jìn)霧滴與粉塵的碰撞凝聚，導(dǎo)流筒內(nèi)的持液層與霧滴、粉塵接觸實(shí)現(xiàn)捕悉，霧滴與粉塵在高速旋轉(zhuǎn)氣流中逐漸向?qū)Я魍脖诿孢\(yùn)動(dòng)，與壁面高速旋轉(zhuǎn)的液膜層接觸的瞬間湮滅，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的深度除塵除霧。管束式除塵除霧器示意圖如圖1所示。

圖1 管束式除塵除霧器示意圖

1.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

管束式除塵除霧器具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：除塵效果良好，出口煙塵含量可達(dá)5 mg/Nm3以下；占地面積小，現(xiàn)役機(jī)組改造可拆除脫硫吸收塔頂部的除霧器后進(jìn)行安裝；安裝簡(jiǎn)便，改造工期短，維護(hù)簡(jiǎn)單；改造及運(yùn)行費(fèi)用較優(yōu)。

2 應(yīng)用情況

福建沿海某電廠現(xiàn)有7×600 MW燃煤發(fā)電機(jī)組，均采用海水脫硫工藝，每臺(tái)機(jī)組設(shè)置兩個(gè)脫硫吸收塔。比較各種除塵技術(shù)路線的優(yōu)劣和電廠設(shè)備的現(xiàn)狀，對(duì)1～6號(hào)機(jī)組的煙塵超低排放改造方案選用管束式除塵除霧器，2號(hào)機(jī)組按大修排列為首臺(tái)改造機(jī)組，于2016年8月完成改造。

2.1 主要改造內(nèi)容

拆除脫硫吸收塔頂部原有屋脊式除霧器，讓出空間安裝管束式除塵除霧器，管束除塵器下方新增1層沖洗水管、1層霧化噴淋水管，塔外新增3臺(tái)沖洗水泵和4臺(tái)霧化噴淋水泵以及相應(yīng)的管路系統(tǒng)。

管束式除塵除霧器下方格柵板采用雙相不銹鋼，鋼支撐采用碳鋼外敷FRP玻璃鋼，有效防止海水腐蝕。

沖洗水的水源采用工業(yè)水，每個(gè)脫硫吸收塔設(shè)置8個(gè)電動(dòng)閥門，分區(qū)沖洗管束除塵器導(dǎo)流筒壁面的積塵，每隔3 h順序開啟8個(gè)沖洗水閥門，每個(gè)閥門開啟約60 s。

沖洗水管下方增設(shè)霧化噴淋水管，水源直接引自上脫硫吸收塔的海水。增設(shè)霧化噴淋管的依據(jù)是表面更新理論，采用螺旋型噴嘴增強(qiáng)噴霧特性，噴嘴間二次碰撞增加超細(xì)霧滴，目的是增加霧滴的表面積，提高煙氣與霧滴的接觸速度和頻率，提升除塵除霧效果。

2.2 改造目標(biāo)

改造目標(biāo)如下：當(dāng)脫硫吸收塔入口煙塵濃度(即電除塵出口煙塵濃度)≤30 mg/Nm3時(shí)，管束除塵器出口煙塵濃度(即煙囪出口煙塵濃度)≤5 mg/Nm3；當(dāng)脫硫吸收塔入口煙塵濃度(即電除塵出口煙塵濃度)≤50 mg/Nm3時(shí)，管束除塵器出口煙塵濃度(即煙囪出口煙塵濃度)≤9 mg/Nm3；煙氣攜帶液滴含量≤20 mg/Nm3；管束除塵器阻力≤400 Pa。

2.3 改造效果

2號(hào)機(jī)組改造后經(jīng)西安熱工院蘇州分公司分別在600、450、300 MW負(fù)荷下進(jìn)行性能檢測(cè)，電除塵出口(脫硫吸收塔入口)煙塵濃度18～27 mg/Nm3(按基準(zhǔn)氧含量6%折算，下同)、管束除塵除霧器出口煙塵濃度1.6～3.2 mg/Nm3、霧滴含量3～11 mg/Nm3、阻力70～240 Pa[1]，達(dá)到超低排放要求，管束式除塵除霧器運(yùn)行至今效果良好。2機(jī)組管束式除塵除霧器性能測(cè)試結(jié)果見表1。

2.4 海水脫硫機(jī)組與鈣法脫硫機(jī)組的管束式除塵除霧器改造效果比較

河南某電廠采用石灰石-石膏法脫硫工藝，已于2015年進(jìn)行管束式除塵除霧器改造。海水脫硫機(jī)組與鈣法脫硫機(jī)組的管束式除塵除霧器改造效果比較見表2。由表2可知，對(duì)比相關(guān)測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)出口煙塵濃度較為接近，但海水脫硫機(jī)組煙氣攜帶的霧滴含量及阻力略低于石灰石—石膏法脫硫機(jī)組。

表1 2機(jī)組管束式除塵除霧器性能測(cè)試結(jié)果

表2 海水脫硫機(jī)組與鈣法脫硫機(jī)組的管束式除塵除霧器改造效果比較

3 結(jié)語(yǔ)

管束式除塵除霧器在脫硫吸收塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)煙塵的減排，具有無需高壓靜電設(shè)備、塔外空間占用小、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。該電廠2號(hào)機(jī)組的成功改造，為管束式除塵除霧技術(shù)增加了海水脫硫工藝的應(yīng)用實(shí)例，可供現(xiàn)役海水脫硫電廠改造參考。管束式除塵除霧器作為一種自主研發(fā)的新型除塵技術(shù)，為我國(guó)現(xiàn)役燃煤電廠的煙塵超低排放改造提供了新的選擇，但該技術(shù)應(yīng)用時(shí)間較短，目前采用該技術(shù)進(jìn)行改造的機(jī)組尚不多，需再持續(xù)觀察長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后的除塵效率。

[1] 文艷林.管束式除塵器在粉塵超低排放中的應(yīng)用[J].熱電技術(shù),2016(2):12-14.

ApplicationofDustandMistRemovalDevicesofTubeBundleTypeinSeawaterDesulfurizationPowerPlant

DAI Bing

(Huayang Electric Power Co., Ltd., Zhangzhou 363105, China)

The seawater desulfurization process is applied in some coal-fired power plants in the coastal regions. And it is necessary to consider the effect of dust removal, as well as the requirements of mist removal with high efficiency and seawater corrosion protection. This paper introduces the application of the dust and mist removal devices of tube bundle type in the first unit of seawater desulfurization power plant. After the transformation, the unit meets ultra-low emission requirements, and the dust and mist removal devices of tube bundle type have been working well.

tube bundle type; dust and mist removal device; seawater desulfurization; ultra-low emission

10.11973/dlyny201705025

代 兵(1974—)，男，工程師，從事海水脫硫排水工藝改造及煙塵減排改造工作。

F426.61

A

2095-1256(2017)05-0606-03

2017-06-03

(本文編輯：趙艷粉)

電力簡(jiǎn)訊

國(guó)內(nèi)最大單體商用鋰電儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn)

國(guó)內(nèi)最大用戶側(cè)鋰電儲(chǔ)能項(xiàng)目——協(xié)鑫智慧能源分布式儲(chǔ)能(2 MW/10 MWh鋰電)示范項(xiàng)目近日在蘇州高新區(qū)正式投運(yùn)。該項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)最大單體商用鋰電儲(chǔ)能項(xiàng)目，也是江蘇省首個(gè)商業(yè)化鋰電池示范項(xiàng)目。采用磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能、能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)等先進(jìn)技術(shù)。鋰電池具有充放電倍率大、充放電響應(yīng)速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，適合用于電網(wǎng)的削峰填谷和需求響應(yīng)服務(wù)。

該項(xiàng)目?jī)?chǔ)能系統(tǒng)由15萬只20 AH的鋰電池串并聯(lián)組成，裝機(jī)容量10 MWh(1 MWH=1 000 kWh)，生命周期內(nèi)充放電可達(dá)到3 600次，能夠很好地滿足電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、快速響應(yīng)需求。該示范項(xiàng)目生命期內(nèi)將累計(jì)減少?gòu)碾娋W(wǎng)購(gòu)買高峰電量2 880萬千瓦時(shí)。同時(shí)提供熱備用應(yīng)急電源，提高供電可靠性。

通過配置先進(jìn)的控制設(shè)備，該示范項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了無人值守，并將納入互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)進(jìn)行管理。通過手機(jī)APP、網(wǎng)頁(yè)等多種手段遠(yuǎn)程監(jiān)控，儲(chǔ)能電站的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可控。

該鋰電儲(chǔ)能示范項(xiàng)目積累的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，將為國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展和儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)步提供有力支持。項(xiàng)目為新型能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型做出了示范，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)響應(yīng)國(guó)家電網(wǎng)"源-網(wǎng)-荷"友好互動(dòng)調(diào)節(jié)，也為新能源汽車動(dòng)力電池的梯級(jí)利用和產(chǎn)業(yè)循環(huán)提供了解決方案，創(chuàng)新了能源互聯(lián)網(wǎng)的新模式，具有廣闊的發(fā)展前景。

(本刊訊)