燃煤发电机组电除尘器节能减排改造实践

介绍了高频电源相较于传统工频电源的优越性,并以某燃煤电厂4#机组(600MW)电除尘器高频电源改造项目为例,分析并讨论了高频电源在燃煤机组上的应用特点及节能减排效果,为中国燃煤机组电除尘器节能提效改造提供了借鉴。     

粉尘性质对电除尘器性能影响的试验研究

在半工业化的电除尘器实验系统装置上进行了烧结灰、飞灰、煤铁混合样的粒径分布及粉尘的真密度对电除尘器性能影响的实验研究。结果表明,电除尘器能有效捕集亚微米粉尘,对烧结灰净化最适合的粒径范围为1．37～2．03μm(η高达100％);对煤铁混合样的最适合粒径范围为3．30～7．25μm(η高达100％);电除尘器对煤铁混合样的粒径小于2．24μm的分级效率η高达92．36％。在同等试验条件下,电除尘器对烧结灰和煤铁混合样的总除尘效率为96．87％,高于飞灰的总除尘效率92．61％。     

百万燃煤机组烟气污染物超低排放改造费效评估

随着我国火电厂大气污染物排放标准的日趋严格,燃煤发电企业陆续开展环保装备升级改造工作,其中部分燃煤电厂已完成大气污染物超低排放改造工作。目前,针对超低排放改造后的成本效益,仍缺乏系统性的分析及评估。基于大量电厂运行DCS及CEMS数据,以某百万燃煤机组烟气污染物超低排放技术改造的情况为实际案例,采用费用-效益分析的方法,对其展开超低排放技术运行经济性评估及研究。同时,结合情景分析,研究负荷、含硫量及年发电时间等关键影响因素变化对污染物脱除成本的影响。结果表明：改造后,污染物（SO2、NOx及PM）脱除成本比改造前增加约13~20元·（MWh）-1,约占上网电价的2.8%~4.4%。改造后,该电厂SO2、NOx及PM排放绩效分别达到0.048、0.109及0.007 g·（kWh）-1,每年可产生环境效益约1 344万元。此外,提升机组运行负荷能显著降低污染物脱除装备运行成本从实际运行平均负荷（66%负荷）提高到满负荷运行,FGD、SCR脱硝及ESP+WESP除尘单位发电量运行成本分别可下降约30.5%、32.1%和38.1%。     

燃煤机组烟气超低排放改造投资和成本分析

针对现有燃煤机组脱硫、脱硝和除尘超低排放改造的常规技术路线,分析了燃煤机组实现烟气超低排放改造的投资和成本,并将实现超低排放与满足重点地区排放要求的投资和成本进行比较。结果表明,300、600、1 000 MW等级的燃煤机组实施烟气超低排放改造的总成本分别为37.60、30.00、25.70元/(MW·h)。对于符合《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)特别排放限值的重点地区,300、600、1 000 MW等级的燃煤机组实施超低排放改造的成本分别增加3.37、2.68、2.37元/(MW·h)。虽然重点地区实施超低排放改造增加的成本较少,但当前环保电价补贴(27元/(MW·h))仍无法覆盖300、600 MW等级的燃煤机组实施超低排放改造的成本,因此相关优惠政策的出台将有利于烟气超低排放改造的实施。     

燃煤机组烟气污染物排放特性研究

在分析超净排放技术和脱硫、脱硝及除尘中各污染物的作用机制基础上,研究了不同工况条件下SO_2、NO_x、烟尘的排放特性。结果表明:(1)脱硝工艺烟气温度控制在377~407℃,总风量控制在1 100~1 500t/h,出口NO_x质量浓度能够达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)超净排放(50mg/m~3)的脱硝标准,比改造前NO_x平均脱除效率提升6百分点。(2)改造后,出口烟气SO_2质量浓度为28.7 mg/m~3,低于35 mg/m~3;出口烟尘质量浓度为3.4 mg/m~3,低于5 mg/m~3,均达到了GB13223—2011超净排放的标准。(3)电厂完成改造后每年可减少SO_2及NO_x排放量分别为2.7万、1.3万t,年缴纳的SO_2和NO_x排污费用可减少2 526.3万元,具有显著的节能及经济效益。     

电除尘器气流分布试验研究和数值计算

结合660 WM机组电除尘器的设计要求,对电除尘器内气流流动进行了数值模拟与试验研究.计算中选择SIMPLE方法求解三维雷诺平均方程和κ-ε两方程湍流模型.研究结果表明,无论电除尘器两室流量分配还是第一电场进口断面气流分布,计算结果与试验吻合较好,数值计算结果可以指导电除尘器设计与模型试验研究.     

泛比电阻电除尘器收尘性能实验研究

泛比电阻电除尘器是一种具有辅助电极和交错平板收尘电极的新型电除尘器.通过对其伏安特性及除尘效率的试验研究,并与传统线板式静电除尘器进行比较,结果表明辅助电极对电晕电流具有明显的抑制作用,在相同的外加电压下,泛比电阻电除尘器对高比电阻锅炉飞灰的收尘效率比普通的线板式电除尘器明显要高.     

燃煤电厂超低排放改造的技术路线研究

化石燃料燃烧带来的环境污染问题日益严重,加强对烟气中污染物的排放治理尤为重要。目前中国要求燃煤机组全面实施超低排放改造。从技术角度和现场试验经验出发,研究了烟尘、SO_2和NO_x的超低排放控制技术,并对各种技术方法进行了分析和对比。根据各污染物控制技术的特性,提出并研究了目前较为成熟的超低排放改造主流技术路线,并对各种技术路线的实际运行效果进行了试验和监测。各技术路线均可以较好地满足超低排放的技术要求。考察并分析了河南省进行超低排放改造后的燃煤电厂所存在的一些问题,提出了解决性和建设性的意见,为将要进行超低排放改造的燃煤电厂提供了技术指导。     

污水源热泵机组性能的研究

利用热泵系统回收城市污水中的热能，既开发了一种清洁能源，同时又降低了城市废热的排放，保护了环境。通过对以水源热泵为中心设备的污水热能回收与利用实验装置冬季供暖工况的实验研究，考察了热泵机组在以污水（模拟）为热源时的工作性能，测得热泵机组性能系数为2．61。     

电除尘器气流分布与粉尘沉降规律试验研究

简要介绍了斜气流技术机理,进行了均匀气流和斜气流状态下的粉尘沉降试验.通过试验数据分析,总结出了电除尘器内部两种气流分布状态下的粉尘沉降规律,指出斜气流技术的应用在提高除尘效率方面具有重大意义,并为斜气流技术的应用提出了一些建议.     

污水源热泵机组性能的研究

利用热泵系统回收城市污水中的热能,既开发了一种清洁能源,同时又降低了城市废热的排放,保护了环境.通过对以水源热泵为中心设备的污水热能回收与利用实验装置冬季供暖工况的实验研究,考察了热泵机组在以污水(模拟)为热源时的工作性能,测得热泵机组性能系数为2.61.     

燃煤发电机组超低排放改造及其运行稳定性研究

燃煤电厂面临的环境保护压力越来越大。以沿海地区某1 000MW燃煤发电机组为例,对其超低排放改造的主要技术路线进行了介绍,并对改造后的运行稳定性进行了研究。结果表明,正式在网运行的30d内,烟尘、SO_2、NOX3个指标的观测值分别低于《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)的标准限值5、35、50mg/m~3,保证率均为100.0%,高于95%,机组能够稳定运行,满足超低排放改造要求。     

基于结构和工艺流程革新的AO工艺提标改造

通过实验进行了基于结构造和工艺流程革新的AO工艺提标改造研究。改造前后的对比实验结果表明,提标改造后的D-A2O反应器在（24±2）℃温度下COD、TN、NH3-N、TP去除率分别可达92.24%、84.77%、98.65%和92.11%,比AO反应器相应污染物去除率分别提高了5%、14%、14%和20%,出水水质优于GB 18918-2002中一级A标准;同时,本升级改造后形成的D-A2O反应器于不同温度下具有较强的稳定性,且污泥龄（SRT）可延长至30~35 d。根据小试结果粗略估算,将AO改造成D-A2O技术所需增加的基建投资费用小于AO工艺原有基建费用4%,可节约污水处理运行费用约6%。结果表明,提标改造在技术上和经济上均具有可行性。     

300 MW燃煤锅炉机组超细颗粒聚并器的实验研究

为了解决燃煤锅炉烟气中超细颗粒难以脱除的问题,基于流体动力学原理设计了一种超细颗粒聚并器,并在300 MW燃煤锅炉机组电除尘器的前置烟道中进行了实验研究。结果表明,聚并器内部存在超细颗粒之间以及超细颗粒与大颗粒之间的相互聚集行为,从而使超细颗粒数量显著减少。例如,对于粒径在2.65和10.48 μm以下的颗粒,其体积比例在聚并器出口分别减少了56.7%和62.3%,在电除尘器出口的粉尘浓度减少了26.34 mg/Nm3,这表明,基于流体动力学原理的聚并器对超细颗粒的聚并作用明显,具有良好的应用前景。     

收尘区脉冲供电对电除尘器收集性能的影响

建立了双区电除尘器实验模型,研究了预荷电压、不同供电方式下极板间距、电极型式对双区电除尘器收尘效果的影响.结果表明:随着预荷电压逐渐升高,除尘效率也随之增加,双区除尘效果明显优于单区的除尘效果.脉冲供电对电除尘器的除尘性能影响明显,与直流供电相比,脉冲供电对PM25的分级效率可提高16.9%;在较高的电压时,极板间距为...     

基于非稳态静电收尘理论的电除尘器运行参数的研究

为了进一步提高电除尘器的收尘效率,满足国家新的烟尘排放标准,依据研究建立的非稳态静电收集理论,提出了电除尘器供电电压及振打周期的优化措施.非稳态静电收尘理论研究与实验研究表明,收尘效率对供电电压存在一最大值,且此最佳供电电压是随极板沉积粉尘层比电阻、粉尘层厚度等动态变化的;振打周期的长短与粉尘层比电阻有关.据此提出的运行参数优化结果表明,对于比电阻不同的粉尘,电除尘器收尘效率最高时对应的供电电压随粉尘层比电阻的增大而降低,对于同一粉尘,最佳供电电压随粉尘层厚度的增长而提高;粉尘层比电阻低于1011Ω·cm时,一般保持极板粉尘层厚度在3～5 mm以内为佳,对于高比电阻粉尘应寻求适宜的清灰方式保障极板处于清洁状态.     

气提式内循环膜生物反应器试验研究

针对膜生物反应器存在的膜污染和能耗高的问题,结合气提式内循环和一体式膜生物反应器处理废水的工艺特点,提出圆柱形套筒气提式内循环膜生物反应器。试验结果表明,同等曝气强度和曝气方式下,气提式内循环膜生物反应器中氧传质系数（KLa）高于一般膜生物反应器;膜间水流流速是一般膜生物反应器的1.53～2.44倍,提高了膜面的水力冲刷作用,可减缓膜污染;对反应器膜过滤性能的考察,表明气提式内循环膜生物反应器较一般膜生物反应器有更好的膜过滤性能和抗污染能力。反应器中添加内循环,污泥活性有所下降,但对实际废水的去除效果影响不大,污泥活性较为稳定。     

调峰燃煤机组选择性催化还原烟气脱硝的建模预测优化

调峰燃煤机组的运行对选择性催化还原烟气脱硝(SCR-DeNO_x)系统的性能提出了新的挑战。通过比较BP神经网络(BP)算法和遗传算法优化BP(GABP)算法的直接模型和间接模型,得到出口NO_x浓度和氨逃逸浓度预测的最佳模型。结果表明,对出口NO_x浓度和氨逃逸浓度预测的最佳模型均为GABP算法的间接模型。该模型不仅精度高,可以适应不同的负荷,而且可以同时预测出口NO_x浓度和氨逃逸浓度。对出口NO_x浓度预测的相对误差均在±10%以内,均方根误差和平均绝对百分比误差分别仅为2.76mg/m3和4.49%;对氨逃逸浓度预测的相对误差基本都在±50%以内,均方根误差和平均绝对百分比误差分别为0.13mg/m3和24.29%。