采用煙氣調質方法降低電除塵器粉塵排放濃度【圖】
2019-08-0916:09:40
文章針對電廠運行過程中煙氣排放存在的問題，通過合理配煤進行了煙氣調質處理試驗。通過實驗，確認煙氣調質處理對提高電除塵收塵效率，控制煙塵超排，機組帶負荷能力有很大的意義。
華能西寧熱電鍋爐為超臨界參數變壓運行直流爐，單爐膛、一次中間再熱、平衡通風、前后墻對沖燃燒、固態排渣鍋爐。每臺鍋爐設置一臺三室五電場靜電除塵器。末級電場為旋轉板電場。電除塵總收塵面積53152㎡，除塵效率≥99.，電除塵二次電壓65KV，二次電流2000mA，出口含塵濃度≤20mg/Nm?（6%O2）。煙氣溫度127℃。比集塵面積≥120㎡/m?/S。設計燃煤煤種主要成分見表1。
每臺機組同步建有一套煙氣脫硫裝置，采用的煙氣脫硫工藝為石灰石——石膏濕法脫硫工藝。脫硫裝置按設計煤種100%BMCR工況、燃煤含硫量Sar=1.5%、脫硫效率97.5%設計。吸收塔各配有五臺漿液循環泵，單臺漿液循環泵額定出力7300m3/h，采用單元制運行方式。每臺漿液循環泵對應一層噴淋裝置，各層噴淋裝置高度分別為19.8m、21.7m、23.6m、25.5m、27.4m，噴淋裝置漿液霧化噴嘴為偏心噴嘴。吸收塔除霧器為管式＋屋脊式。
1．運行中存在的問題
1.1實際運行煤種
西寧熱電近期燃用煤種基本是魚卡高硫煤、五彩低硫煤、團魚山工程煤。實際燃用煤種成分見表2。為了控制超低排放配煤方式采用一臺高硫煤四臺低硫煤。同時為降低電除塵電耗，將各電場二次電壓設定為：一、三、四、五電場40KV、二電場60KV，輸灰系統運行正常，電除塵電耗率在0.2%左右。低負荷時機組能夠達標排放。
1.2存在問題
#2機組C級檢修后啟動，配煤方式為一臺高硫煤加團魚山工程煤。8月4日前夜機組帶260MW，凈煙氣粉塵出口≥10mg/Nm?，期間電除塵出力已達大，電場二次電壓達到60KV、二次電流達到1800mA,電除塵出口濃度40mg/m3左右，脫硫系統5臺漿液循環泵全開，廠用電率增加，凈煙氣粉塵濃度仍超標，只能通過降低負荷來煙塵達標排放。因為降負荷、廠用電率增加嚴重影響企業經濟效益，而且環保壓力巨大。
1.3問題分析
1.3.1設備原因
通過西安熱工院所作的電除塵器性能試驗我們了解到，在試驗煤種工況下，電除塵器效率99.88%，除塵器出口煙塵濃度24.5mg/Nm?（標態，干基，6%O2），比集塵面積107.96㎡/m?/S。這三個指標未達到設計值，但偏差不大，對電除塵器的除塵效果有的影響，見表3所示。實際運行中我們嘗試將電除塵器二次電壓調至65KV，但未降低粉塵濃度。同時脫硫五臺漿液循環泵全開，并投入除霧器沖洗水，也無效果。
表三
1.3.2煤質原因
分別選取燃用煤種進行化驗，從化驗結果分析，這三種煤的比電阻基本都在1011附近，見表5。其中高硫煤的三氧化二鋁與二氧化硅的含量為76.41%，團魚山、五彩低硫煤分別為81.77%、80.61%，這兩種成分的比電阻率都在1016Ω.㎝左右。而對于電除塵器低比電阻的粉塵附著在絕緣子上后會降低絕緣能力，使電壓不能升高，影響除塵器效率；反之，高比電阻的粉塵荷電后附著在收塵表面時，因電阻高而不易釋放電荷導致排斥其他帶電粒子，使電除塵效率降低。因此只有比電阻在104-5×1010Ω.㎝范圍內的粉塵，在電除塵器中才有較高的除塵效率，比電阻過大或過小都對除塵不利。
1.3.3溫度的因素
煙氣溫度在小于175℃時，粉塵比電阻隨溫度升高而升高，同時除塵效率隨溫度升高而下降。所以在鍋爐設計排煙溫度127℃附近由于粉塵比電阻偏高，導致電除塵效率遠遠低于設計值。
1.3.4其他因素
燃煤中三氧化二鐵的比電阻在121℃時比電阻為9×1010，只有溫度接近177℃時它的比電阻才達1×1011，所以燃煤中三氧化二鐵的含量有利于增強除塵性能；而三氧化二鋁在121℃時比電阻為2×1012，不利于除塵器的收集，同時它在煤中的含量超過13%時提高了粉塵的比電阻而導致難于收塵。對比本廠燃用煤種，高硫煤的三氧化二鐵含量較另外兩種低硫煤高，三氧化二鋁的含量反倒較另外兩種低硫煤高，所以這種高硫煤燃燒后的粉塵易于電除塵收集。
1.4解決思路
1.4.1綜合以上分析，提高電除塵器除塵能力，解決高比電阻粉塵的捕集問題，切實可行的辦法就是進行煙氣調質處理。對于燃煤鍋爐，煤中的硫份越高，燃燒時產生的SO2、SO3也越多，會導致粉塵比電阻下降，SOX中，尤以SO3比電阻的影響顯著。從表2中可以看出，高硫煤中SO3的含量比另外兩種低硫煤高，有利于粉塵的收集。
1.4.28月5日運行中班調整上煤，將原A倉高硫煤、B、C、D、E倉新疆團魚山低硫煤調整為A、D倉高硫煤、B、C、E倉新疆團魚山低硫煤。從8月6日起機組負荷平均在250MW,高負荷300MW,A、B、D三臺磨煤機運行，凈煙氣煙塵指標明顯變小，再未發生超標現象。機組帶300MW負荷時，電除塵器二次電壓55KV，脫硫漿液循環泵運行4臺，凈煙氣出口粉塵平均6.45mg/Nm3，達到超低排放標準。
8月9日改變高硫煤的摻配比例，A倉高硫煤、B、C、D、E倉新疆團魚山煤，凈煙氣煙塵濃度明顯增大，電除塵全出力情況下煙塵數值降幅不大，8月9日全天煙塵均值大于9mg/m3的時段占20%，超標風險較高。
1.5結論
通過以上分析以及運行實際燃用情況看，采用高硫煤為主的配煤方式，地對煙氣進行了調質處理，可煙塵達標排放。同時電除塵器二次電壓明顯下降，漿液循環泵運行臺數減少，降低了廠用電率。但硫份的提高使石灰石粉耗量增加，石膏產量增加。
