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双室三电场电除尘器部分改造研究

作者:365竞猜 发布时间:2020-11-13 13:30 点击数:

  双室三电场电除尘器部分改造研究挥云梦 (华电能源牡丹江第二发电厂, 黑龙江 牡丹江157015)摘要:以华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂#7 炉电除尘器为例, 通过改造使双室三电厂除尘器变为双室四电场, 并消除了设备缺陷。关键词:电除尘器;除尘效率;烟尘排放浓度华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂#7炉电除尘器是双室三电场电除尘器, 设计除尘效率为 99%。 目前实际除尘效率为 98.94%, 烟尘排放浓度在 300mg Nm 3 左右。 根据《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)的要求, #7机组锅炉烟尘排放量最高允许排放浓度目前为 300mg Nm 3 ,...

  双室三电场电除尘器部分改造研究挥云梦 (华电能源牡丹江第二发电厂, 黑龙江 牡丹江157015)摘要:以华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂#7 炉电除尘器为例, 通过改造使双室三电厂除尘器变为双室四电场, 并消除了设备缺陷。关键词:电除尘器;除尘效率;烟尘排放浓度华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂#7炉电除尘器是双室三电场电除尘器, 设计除尘效率为 99%。 目前实际除尘效率为 98.94%, 烟尘排放浓度在 300mg Nm 3 左右。 根据《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)的要求, #7机组锅炉烟尘排放量最高允许排放浓度目前为 300mg Nm 3 , 到 2010 年烟尘排放浓度最高不允许超过 200mg Nm 3 。如不进行技术改造, 到 2010 年, 将不能满足国家 200mg Nm 3的环保要求。 若对电除尘器进行整体改造需耗费大量资金,在现有电除尘器的基础上, 尽量保留其结构进行部分技术改造可在提高除尘效率的同时节约大量资金。 为此提出对#7炉电除尘器进行部分改造。一、改造理论依据多依奇效率公式是电除尘器的基本理论公式, 从该公式可知, 收尘面积越大, 除尘效率越高。依据多依奇效率公式:=1-e-A Q 可推导出 =Q Aln[ 1 (1-)])。按设计值 A =10717m 2 , Q =185.97m 3 s 可计算出 #7 炉电除尘器设计时理论上取 0.08m s。按除尘效率达到 99.6%, 依公式:A=Q ln[ 1 (1-)]计算出理论上所需增加的收尘面积为 4236m 2 。由于多依齐效率公式是在许多假定条件下导出的纯理论公式, 与电除尘器实际情况有较大差别。 实际增加一个电场可增加收尘面积 6528m 2 , 高出理论所需面积 2292m 2 , 裕量应是足够的, 因此将除尘效率提高到 99.6%, 出口烟尘浓度降低到200mg Nm 3 是完全可能的。二、改造方案的技术分析1.根据现行标准制定改造目标电除尘改造是一个系统工程, 应从制定目标开始, 层层考虑。 当前应根据 GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》的要求, 结合锅炉所属时段, 按照新标准的规定, 确定电除尘器的设计除尘效率和烟尘排放浓度。2.正确把握改造选型改造选型 , 即确定改造后的设备规格, 是决定电除尘器改造之后能否达到既定目标的关键环节。 通过选型确定电除尘改造后的总集尘面积或比集尘面积, 它必须与电除尘器的工况和既定目标相匹配。 只有集尘面积加到足够大, 使其与工况和要求相匹配, 才能达到改造的目的。3.因地制宜合理布局选型确定了总集尘面积, 要通过合理布局来实现。 所谓布局 , 就是在原电除尘器内部重新布置阴、阳极系统或利用电除尘周围空间扩大电除尘器, 布置阴、阳极系统。 经过布局达到选型确定的总集尘面积。 电除尘改造的难点就在于,要在有限的场地内布置足够多的集尘面积, 并保证系统正常运行 。4.采用阻流加导流的气流分布板技术一方面, 合理的烟风道布置和导流装置的设置可较明显地减少系统阻力, 大大节约能耗, 另一方面, 对大型高效电除尘器的效率保证使电场内气流分布的均匀性有着重要的影响。 从预热器出口至引风机入口范围内根据几何相似和动力相似原则进行气流分布模拟试验, 根据试验结果, 提出最合理的烟风道布置意见并提出烟风道内导流板布置图, 充分保证电场内气流分布均匀性系数达到0.2。5.选择合理的极配形式对阴极电晕线要求一是牢固可靠, 二是放电适应性好。放电性能好的电晕线能与烟气特性、含尘浓度高低、比电阻大小等工况条件相适应, 使电除尘器电场强度最大, 尘粒荷电充分, 从而达到收尘效率最高。6.发挥宽间距的优势根据国内外经验及实践证明, 极间距应随工况特别是粉尘比电阻的不同而改变, 宽间距由于场强的分布较均匀, 可减缓和抑制反电晕的发生, 对比粉尘电阻有更宽的适应性,同时可提高电场运行电压。7.阴极系统采用阴极小框架结构可用较小的振打力获得满意的清灰效果, 减小二次扬 作者简介:挥云梦(1962-), 男, 黑龙江宁安人, 华电能源牡丹江第二发电厂, 工程师。中国电力教育 2007年研究综述与技术论坛专刊 尘, 从而延长了内部构件的使用寿命 。 顶部振打的振打力不会对阴极线产生剪切破坏作用, 作用力的方向与极线的轴线方向相一致, 极线轴线方向的强度大于径向强度, 因此不易断线.采用吊打分开式刚性阴极系统针对粉尘粘性强的特点, 阴极系统采用吊打分开结构,大大增大了振打加速度, 同时又减小了承压绝缘子的冲击力, 保证了承压绝缘子不易损坏。 吊打分开式刚性阴极系统以吊打分开、划小振打区域为显著特点, 显示了巨大的优越性。9.采用特殊材质烟气中粉尘腐蚀性较大, 同时, 由于烟尘颗粒冲刷, 一是降低了极板、极线的使用寿命;二是易改变极线上芒刺的曲率半径, 导致起晕电压提高, 影响收尘效率。 针对这一特点,采用耐磨性和耐腐蚀性较好的 SPCC 板来制作阳极板;阴极线针尖均采用不锈钢材料制作, 在提高耐磨性和耐腐蚀性的同时, 也提高了针刺抵抗电火花灼蚀的能力, 从而保证电除尘器长期高效运行。10.采用先进的高低压控制系统电除尘器的技术发展与高压供电及其控制装置的演变密切相关。 电除尘器的高压电源装置一般有升压、整流和控制三部分。 用变压器升压是迄今为止仍在使用的经济而实用的方法, 只是随着绝缘技术的进步, 变压器的性能更为优越, 体积更小。 在整流方面, 早期的电除尘器采用机械同步整流方法。 在控制方面, 早期的电除尘器是靠人工控制电压和电流, 即采用自耦变压器或感应调压器来调节输入电压。三、改造方案1.确定改造目标根据GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》的要求, 选择烟尘排浓度200 mg Nm 3 , 除尘效率提高到 99.6%,并尽量缩短工期, 减少施工量, 节约资金。2.确定改造布局通过合理布局来实现改造目的:(1)可在原电除尘器内部重新布置阴、阳极系统, 增加的收尘面积。(2)利用电除尘周围空间扩大电除尘器, 布置阴、阳极系统。(3)通过现场的实际测量, #7 炉电除尘器前面有近 10米的空间, 可在Ⅰ 电场前面增加一个电场, 不对原有的本体进行改动, 这样系统改动少, 节约资金。3.确定导流板及气流分布板的布置 、角度、数量等按 1:10 模型, 从预热器出口至引风机入口范围内根据几何相似和动力相似原则进行气流分布模拟试验, 根据试验结果, 提出最合理的烟风道布置意见并提出烟风道内导流板布置图, 充分保证电场内气流分布均匀性系数达到0.2。4.确定本体设备选型(1)根据灰份比电阻较高的特点, 合理选择相适应的极板、极线)确定极间距。 由于宽间距有运行电压高, 板电流密度小且分布均匀的特点, 可有效减缓和抑制反电晕的发生。由实验确定具体的极间距。(3)进行结构设计, 保证长期可靠稳定运行 。 经整体结构强度计算, 保证结构中各梁、柱、板受力合理, 解决大跨度结构的稳定和强度问题。 从而使电除尘器能在设计荷载条件下(风、雪、地震和结构荷载)可靠安全的运行。(4)确定振打型式, 提高振打清灰效果, 减小二次扬尘,保证不断线。 对传统的侧部振打和顶部振打进行振打加速度试验, 确定最佳的振打设计。(5)确定各部件材质。 针对粉尘粘性强, 粉尘腐蚀性大的特点, 研究采用耐磨性和耐腐蚀性较好的材质, 从而保证电除尘器长期高效运行。5.选用 K 型微机控制高压整流设备对K 型微机控制高压整流设备的技术特性及使用情况进行考察验证。K 型设备具有以下优点:(1)主控芯片选型与数字化控制K 型设备的控制核心MVC-196 微机自动电压控制器, 采用 80C196KC单片机为主控芯片, 应用 8路扩展电路, 对 T R的一次电压、一次电流、二次电压、二次电流以及其它模拟信号的输入采用了多路的 A D 输入, 对二次电压、二次电流信号还进行瞬时值多点高速连续采样。 单片机系统采用了大容量的存贮器, 以保证大容量运算贮存的需要, 系统还采用可记忆存贮器, 以适应 IPC 系统修改参数掉电不丢失, 长期保存的需要, 这些措施为实现真正的全数字化控制提供了保证。(2)具有“ 超微火花控制特性”技术K 型产品具有的浮动火花检测是一项优秀的技术, 它采用了软硬件结合的办法自动跟踪检测火花放电。 开发了一套纯软件火花检测技术, 形成了硬件与软件双重火花检测控制技术。应用此项技术, 设备即使在每分钟 500 次的高火花频率下运行也十分平稳, 保持了稳定的电压电流输出特性,可较大幅度地提高平均电压和平均电流, 从而稳定地提高除尘效率。普通波形与火花波形, 见图 1。图 1普通波形与火花波形图(3)瞬态与稳态波形自动检测技术K 型设备具有与“ 数字存贮示波器” 相似的瞬间单次波形记录贮存功能和重复波形记录刷新功能。 设备对二次电391双室三电场电除尘器部分改造研究 压、二次电流进行连续的检测, 这种检测与分类是由 MVC-196 自动完成的, 而且它将这些信息不断刷新, 一直保持着最新的信息, 这些信息可以由 MVC-196 和 IPC 系统通过网络共享。通过远程网络技术, 技术人员可以远距离在线一边通过观察实时波形, 一边调整特性参数, 一直到获得最佳状态为止。(4)快速测试电场动态伏安曲线采用了一种新型的自动快速测试电场动态伏安曲线族的方法, 整个测试可以在几秒种内完成。 该族曲线包括电压平值、电压峰值、电压谷值三组曲线。 动态曲线族与静态曲线相比, 更为真实地反映了电场内部的工况, 这为IPC 提供了更为可靠的信息, 冷态伏安曲线与热态伏安曲线冷态、热态伏安曲线)控制功能、保护功能完善具有全波供电、双半波间歇供电、单半波间歇供电三大模式。 在间歇供电实用化方面还做了许多工作, 解决了在间歇供电状态下火花检测、故障检测、保护等方面的问题 , 从而保证了这种运行方式可以安全地应用到实际之中。在设备的自我保护方面, 不仅具有一次过流、二次开路、二次短路、欠压、临界油温、可控硅短路 、偏励磁等保护功能,还有特殊的超电压限制和限电流措施, 确保设备在运行过程中不出现输出电压过压现象和电流超额定值现象, 设备保护更加完善与合理, 同时避免了过多的跳闸动作。(6)减功率振打功能K 型设备具有先进的振打控制策略, 其“ 减功率振打”功能使高压供电设备和振打清灰装置有机地联系起来。 当某电场振打时, K 型高压硅整流设备自动降低该电场的运行参数或改变运行方式, 使极板对粉尘的吸附力下降, 便于清灰。(7)精选器件、高抗干扰设计, 确保电除尘器高可靠运行针对大电厂电除尘器的工作要求, 采用高抗干扰的矩阵式光隔离输入、光隔离输出模块板, 大大增强系统的抗干扰能力。 另外, 所有的元器件均采用精选的军品级及相应等级的器件, 从而保证了系统运行的高可靠性。四、结论通过在Ⅰ 电场前面增加一个电场, 由双室三电场改造为双室四电场, 同时消除现存设备缺陷, 从而将除尘效率提高到 99.6%, 烟尘排放浓度降低到 200mg Nm 3 , 满足了国家200mg Nm 3 的环保要求。 使其达到了 2010 年后烟尘浓度的排放标准。参考文献:[ 1] 国家环境保护总局.火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2003)[ S] .[ 2] 杨靖霞, 史建福.环境工程[ M] .成都科技大学出版社, 1996, 8.[ 3] 高香林.除尘技术[ M] .华北电力学院, 1991, 8.[ 4] 高香林, 胡志光.电除尘供电控制技术[ M] .华北电力学院,1991, 10.392双室三电场电除尘器部分改造研究


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