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燃煤电厂烟尘超低排放协同脱硫废水零排放改造实践探索

摘要:为保证某电厂除尘器出口烟尘质量浓度满足超低排放标准,提出了“1+3”电袋复合除尘器改造并协同脱硫废水零排放的改造方案,可同时实现烟尘和废水的减排。改造结果表明,电袋除尘器出口的烟尘质量浓度小于10mg/m³,电厂总的烟尘排放质量浓度小于5mg/m³,协同脱硫废水喷入烟道后,烟气相对湿度增加,烟温降低,电袋除尘器的除尘效率提高,脱硫废水喷入量越大,电袋除尘器除尘效率提高越多。


关键词:电袋除尘器;超低排放;烟尘;脱硫废水


0 引言


湖北西北部某燃煤电厂#3机组额定装机容量为330MW,原除尘系统设计为双室四电场电除尘器,除尘效率为99.5%,除尘器出口烟尘质量浓度小于200mg/m3。2013年,为达到GB13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》的要求,将四电场电除尘器改造成“2+2”电袋复合除尘器,改造完成后除尘效率提升至99.95%,但除尘器出口烟尘质量浓度仍在30mg/m3左右,不满足超低排放标准,需对除尘系统进行进一步改造。本文通过该燃煤电厂除尘系统超低排放改造协同脱硫废水零排放的工程实践,为烟尘超低排放改造提供一种新思路。


1 改造方法


2013年该电厂#3机组改造后的除尘技术路线如图1a所示,将原双室四电场电除尘器中的2,3电场改造成袋式除尘器,滤袋采用聚苯硫醚(PPS)滤袋;而0电场和1电场维持原状。为达到烟尘排放质量浓度小于10mg/m3的超低排放目标,需要进一步提高除尘效率,需通过同时提高电除尘系统和袋式除尘系统的效率来实现。将1电场改造成袋式除尘器,0电场维持原状,改造后形成“1+3”电袋复合除尘器;同时,将滤袋全部升级为以聚四氟乙烯(PTFE)为基布的50%PPS+50%PTFE混纺滤袋。此次改造共使用Φ160mm×8500mm超细纤维混纺布袋5156条,滤袋间纵向间距为230mm,横向间距为260mm,滤袋工作寿命大于30000h。由于1,2,3电场均改造成超细纤维材料滤袋,过滤精度提高,为减轻布袋除尘器的负荷,提高0电场电除尘器的效率至关重要。


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陶国龙等研究了烟气增湿对电除尘器效率的改善,结果表明,对烟气进行适量喷雾增湿可改善烟尘比电阻,降低烟温,减少烟气量,对电除尘器收尘效率有明显改善。黄金菊等的研究也验证了降低烟温对提高电除尘器效率有明显效果。因此,本文考虑通过喷雾增湿、降温来提高电除尘系统的效率。该电厂#3机组湿法脱硫系统产生的脱硫废水最大流量为5m3/h,目前通过三联箱去除脱硫废水中的重金属离子,达到DL/T997—2006《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》的排放标准。但随着环保要求的不断提高,常规处理方法已不能满足排放要求,脱硫废水的零排放技术逐渐成为了燃煤电厂污染防治的关注焦点。考虑结合烟气喷雾蒸发脱硫废水以达到零排放要求,喷雾脱硫废水后可增加烟气湿度、降低烟温和改善烟气比电阻,从而提高电除尘器效率;另外,由于脱硫废水中含有大量的金属离子,水在烟道中蒸发后,金属离子混入烟尘中,会增强烟尘的导电性,降低烟尘比电阻。


该电厂2017年进行了烟尘超低排放电改袋改造,2018年进行了协同脱硫废水零排放的改造,技术路线如图1b所示。改造完成后对#3机组进行性能试验,在不同发电负荷下,分别将3,4,5m3/h的脱硫废水喷入主烟道中,对比分析除尘器除尘效率的变化情况。


2 性能试验结果及分析


性能试验期间,#3机组燃烧煤种为烟煤,化学成分分析见表1。通过该煤种的燃烧,实测得出锅炉烟气中的相对湿度、温度、含尘量等技术指标。


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2.1 电改袋改造后的除尘效果


将1电场电除尘器改成袋式除尘器前、后的除尘效果对比见表2。


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由表2可以看出,改造前、后除尘器入口烟气相对湿度、温度及烟尘质量浓度变化不大。经过电改袋改造后除尘效率提高了0.061百分点,除尘器出口烟尘质量浓度也由近30mg/m³降至10mg/m³以下。


2.2 喷入脱硫废水后的除尘效果


由于国家上网电量需求配置原因,#3机组发电负荷会根据需要进行调整,电改袋协同脱硫废水零排放改造后,在不同发电负荷下,将不同量的脱硫废水喷入除尘器前端主烟道中,除尘器在协同脱硫废水零排放改造前、后的除尘效果对比见表3。


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由表3可以看出,随着脱硫废水喷入量的增加,除尘器入口相对湿度呈上升趋势,而温度明显下降,除尘器出口烟尘质量浓度稳定下降。除尘器入口烟尘质量浓度与脱硫废水喷入量、除尘器出口烟尘质量浓度的关系如图2所示。由图2可以看出,除尘器入口烟尘质量浓度基本保持不变,而出口烟尘质量浓度随喷入脱硫废水量的增加而呈现降低的趋势,脱硫废水最大喷入量为5m3/h时,除尘器出口烟尘质量浓度达到最低,这说明喷入脱硫废水可增强电袋除尘器的除尘效率。


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2.3 机组整体除尘效果


改造完成后经过连续运行,#3机组整体烟尘排放质量浓度均小于5mg/m3。另外,改造后除尘器风阻下降,过滤风速由1.00m/min降至0.80m/min,除尘器本体的烟气系统阻力将有所下降,可降低引风机的负荷和能耗。3结论本文通过电改袋协同脱硫废水零排放工程改造实践,提升了除尘器效率,在烟道中喷入脱硫废水,在实现机组脱硫废水零排的同时,强化了电袋除尘器的除尘效果,解决了困扰电厂的脱硫废水减排难题,同时实现了烟尘和废水减排的目的。


原标题:燃煤电厂烟尘超低排放协同脱硫废水零排放改造实践探索

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