歐洲電廠如何除塵？
歐洲電廠如何除塵？
在排放標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格的歐洲，電廠究竟如何選擇除塵設(shè)備？他們又有什么樣的方式，能夠保證電除塵的除塵效果呢？對(duì)這些問題，來自歐洲的專家做出了解釋。KjellPorle曾工作于瑞典Flakt/ABB/Alstom，從1966年就開始電除塵的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用工作，第6任國際電除塵學(xué)會(huì)主席；MichaelJ.Frank現(xiàn)為國際電除塵學(xué)會(huì)理事，德國E－ON公司Scholven電廠主管，此電廠總裝機(jī)容量2300MW，是歐洲最大的燃煤電廠之一；KarstenPoulsen 丹麥F.L.Smith公司全球經(jīng)理，也是全世界最著名的電除塵專家之一。
記者:您認(rèn)為如何根據(jù)燃煤性質(zhì)確定電除塵器的選型，以使電除塵器的粉塵出口排放濃度低于30毫克/立方米？
KjellPorle:目前，世界上很多在運(yùn)行的靜電除塵器出口排放濃度都低于30mg/Nm3。要滿足這一標(biāo)準(zhǔn)，電除塵器需要有合適的運(yùn)行、高效的設(shè)計(jì)并保證足夠大的比集塵面積，F(xiàn)在排放高的問題主要與飛灰的性質(zhì)有關(guān)，尤其是那些高比電阻和難凝并的飛灰都比較難被收集。煤種成分和飛灰特性及鍋爐燃燒工況的不同，均可導(dǎo)致飛灰在除塵器內(nèi)的遷移速度相差5倍之多。電除塵的設(shè)計(jì)必須同鍋爐及其他設(shè)備作為一個(gè)系統(tǒng)來考慮，因?yàn)槿济哄仩t產(chǎn)生的煙氣和飛灰性質(zhì)會(huì)影響電除塵器的運(yùn)行和效率。
西歐目前正在建設(shè)的幾個(gè)大型鍋爐所用的燃煤都是從世界各地進(jìn)口，其粉塵排放濃度需要保證10mg/Nm3左右，除塵設(shè)備均為靜電除塵器。
KarstenPoulsen:飛灰比電阻是影響除塵效率的關(guān)鍵因素，主要由飛灰成分和燃煤的含硫量決定。通常電除塵器選型是以混煤后得到的最大比電阻作為設(shè)計(jì)依據(jù)，然后比較采用Coromax脈沖發(fā)生器(微脈沖放電)和使用傳統(tǒng)單相電源(直流放電)并加大集塵面積的經(jīng)濟(jì)性。
除了使用良好的放電裝置，我們也特別注重氣流的分布和避免氣體泄漏到收塵區(qū)(即放電極和收塵極之間的區(qū)域)以外。同時(shí)，高效的振打系統(tǒng)和合理的操控也相當(dāng)重要。
記者:綜合考慮成本和排放標(biāo)準(zhǔn)，您認(rèn)為電廠該如何選擇除塵器？歐洲哪種除塵方式使用較多？
KjellPorle:這個(gè)問題很難回答，除塵設(shè)備的成本除了建設(shè)成本外，在很大程度上也取決于其運(yùn)營和維護(hù)成本，而這個(gè)成本對(duì)于每個(gè)國家甚至每個(gè)具體的電廠都是不同的。一般而言，布袋除塵器的投建成本低于電除塵器，但其運(yùn)營維護(hù)成本較高。所以，要根據(jù)每個(gè)電廠的具體情況來選擇除塵設(shè)備。
KarstenPoulsen:關(guān)鍵因素還是飛灰的比電阻和運(yùn)行成本(主要是耗電量)。我們幾年前的一項(xiàng)研究表明，在不考慮運(yùn)行成本的條件下，運(yùn)用我們的Coromax脈沖供電系統(tǒng)時(shí)，布袋除塵主要應(yīng)用于飛灰比電阻大于1012Ω·cm的工況。但如果考慮電耗，此臨界比電阻值是1012Ω·cm的4～5倍。
MichaelJ.Frank:在歐洲，電除塵器有最廣泛的應(yīng)用。在德國，電除塵器仍然是最常見的選擇，煙氣脫硫設(shè)備已安裝了80多套，這也進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的除塵效率，盡管這不是煙氣脫硫的目的。這樣，德國電廠可以滿足10mg/Nm3
的排放標(biāo)準(zhǔn)。德國電廠沒有使用大型袋式除塵器，在其他歐盟國家，如意大利近來趨向于安裝袋式除塵器，因?yàn)槟抢镉懈鄬?shí)際原因，比如場地不夠、一些老機(jī)組上沒有煙氣脫硫系統(tǒng)等，所以將電除塵器改造為袋式除塵器。
除塵器的選擇依賴于現(xiàn)場的具體要求。袋式除塵器也會(huì)排放一定量的微細(xì)顆粒，并也有阻力大，維護(hù)成本高，對(duì)運(yùn)行條件有一定限制等缺點(diǎn)，但在使用燃料的靈活性和場地要求方面，相對(duì)來說優(yōu)于電除塵器。電除塵器也有其固有的優(yōu)勢。因此，除塵設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)整個(gè)煙氣凈化系統(tǒng)而定。
記者:為了滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，電除塵器需要多大的比集塵面積？如果灰塵的比電阻很高，需要采取怎樣的特殊措施？
MichaelJ.Frank:在近期的絕大部分情況下，我們正在安裝的電除塵器比集塵面積在120～150m2/(m3/s)之間，同極間距為400mm。這適用于低含硫量的煤，粉塵排放為10～20mg/Nm3。
如果灰塵的比電阻很高，最常見的方法是采用SO3煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，但是，這需要燃料質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，即硫的產(chǎn)生量相對(duì)恒定。否則，為了達(dá)到合適的SO3濃度來保證除塵的有效性，SO3需要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)節(jié)。
作為一般建議，我們將安裝具有間歇供電和自動(dòng)反電暈檢測及處理功能的電除塵器控制器。
記者:中國和世界的電除塵市場都需要繼續(xù)著眼于實(shí)現(xiàn)降低能耗的同時(shí)提高收塵效率，關(guān)于電除塵器的節(jié)能問題您有何最新研究進(jìn)展？
KarstenPoulsen:利用Coromax脈沖系統(tǒng)處理中高比電阻粉塵，可以達(dá)到較好的除塵效率，并且能耗很低，一般為2～5W/m2，而如果采用單相電源，能耗將是Coromax脈沖系統(tǒng)的5～6倍。如果采用傳統(tǒng)的單相直流電源和開關(guān)式電源，可以根據(jù)具體處理過程，通過間歇供電的方式降低能耗。
收集低比電阻的粉塵(比如，造紙和有色金屬行業(yè)的粉塵)時(shí)，必須要有較高的電暈功率。當(dāng)含塵量低或在較好的工況下，可以將濁度儀的監(jiān)測信號(hào)傳輸?shù)诫娫吹淖詣?dòng)控制系統(tǒng)，降低輸出功率，降低能耗。這一過程可以通過能量管理控制系統(tǒng)(EMCS)來實(shí)現(xiàn)。
記者:您認(rèn)為，電除塵器在使用過程中還要考慮哪些重要問題？
KjellPorle:電除塵器中煙道進(jìn)出口的設(shè)計(jì)；電除塵器內(nèi)的氣流分布，如果一個(gè)電廠內(nèi)不只有一個(gè)室，還要考慮室與室之間的氣流分布；要確保每個(gè)室都有相似的煙氣進(jìn)口條件，包括溫度、濕度和煙氣濃度等。顆粒物粒徑分布必須要已知或者可以預(yù)測，鍋爐內(nèi)的火焰溫度可以改變超細(xì)顆粒物的產(chǎn)生量，進(jìn)而影響電除塵器的運(yùn)行。機(jī)械設(shè)計(jì)需要保證較長的運(yùn)行壽命和較高的可用性。合理的設(shè)備維護(hù)和有效的人員培訓(xùn)，也是保證高效除塵的關(guān)鍵。
KarstenPoulsen:電除塵器應(yīng)用中應(yīng)該主要考慮的問題包括工藝條件(煙氣溫度、濕度、煙氣成分、含塵量等)和粉塵比電阻；谶@些條件，還需要選擇最好的電氣條件。根據(jù)顆粒物遷移速度可以確定所需的集塵面積，然后根據(jù)工藝條件確定放電極、收塵極板、灰斗、振打系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和輸灰系統(tǒng)的類型。
記者:在電力行業(yè)之外，電除塵器在其他工業(yè)部門中還有哪些應(yīng)用？在這些應(yīng)用中，還要注意哪些問題？
KjellPorle:電除塵器在很多領(lǐng)域都是唯一的選擇。比如，造紙工業(yè)中回收鍋爐的尾氣治理，冶金工藝中高溫?zé)煔庵卫淼取Ｍ瑫r(shí)，電除塵器也廣泛應(yīng)用于燃油鍋爐的顆粒物收集處置。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，使用電除塵器都可以滿足10毫克/立方米的排放標(biāo)準(zhǔn)。
KarstenPoulsen:電除塵器在水泥廠、有色金屬廠、煉鐵廠、造紙廠等都有應(yīng)用。根據(jù)溫度和粉塵性質(zhì)，靜電除塵器非常適合于處理水泥熟料冷卻塔產(chǎn)生的粉塵。如果客戶要求使用布袋除塵器，布袋上游需要安裝一個(gè)熱交換器，但熟料灰塵的腐蝕性會(huì)縮短熱交換器的使用壽命。
造紙廠的堿回收爐是電除塵器的另一個(gè)主要應(yīng)用。堿回收爐產(chǎn)生粉塵的比電阻很低，要達(dá)到較高的除塵效率，必須要提高電暈功率。而由于這種粉塵很容易堵塞，所以布袋除塵器并不適用。如同其他種類的低比電阻粉塵，平穩(wěn)的高電壓(低波紋)更有利于滿足高電暈功率的需求。有些電除塵器采用高頻高壓電源，也稱SPMS開關(guān)電源，但是我們公司更傾向于使用三相電源。SPMS結(jié)構(gòu)緊湊，其內(nèi)部的電損耗要求使用更為復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)，而三相電源質(zhì)量和所占空間雖然都相對(duì)較大，但是其運(yùn)行更為簡單可靠。與SMPS的有限輸出(額定電壓和電流)相比，三相電源的操作電壓和電流更高。
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