电除尘器在超低排放要求下存在的问题及应对措施

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厦门锐传科技有限公司(干、湿)电除尘器超低排放要求下存在的问题与应对措施及智能变频脉冲电源技术的开发与利用目录一.公司简介二.燃煤发电烟气治理困境与存在的问题二.燃煤发电烟气治理困境与存在的问题三.锐传科技的技术解决方案四.技术特点厦门锐传科技有限公司厦门锐传科技有限公司创立于2007年,总部位于美丽的海滨城市——厦门,是集环保技术研发、工程设2007年成立福建·厦门国家级高新技术企业自主知识产权厦门,是集环保技术研发、工程设计、制造、安装和技术服务于一体、专业从事节能环保的国家级高新技术企业,通过ISO9001认证和中国环境保护产品认证。自主知识产权公司致力于环境保护,立足于自主研发的智能变频脉冲电源技术及控制系统,为烟气颗粒物治理、脱硝、VOC治理、污水治理、原油脱盐脱水及其他工业污染治理设备提供高效节能供电设备及控制系统。公司与武汉大学和华中科技大学等国内知名高校联合开展科研合作,实现“产学研”互动发展。目前,公司拥有发明专利1项,实用新型专利4项和软件著作权2项。2017年,公司智能变频脉冲电源技术荣获厦门市节能减排新技术推荐技术和产品称号。企业资质、专利和荣誉公司产品ABS治理技术智能变频脉冲电源脱盐脱水ESP细水雾激冷技术锐传煤电石油建材冶金烟囱湿式电除尘器干式电除尘器脱硫脱硝锅炉空气预热器GGH热回收器GGH再加热器烟气温度90℃WESP建材二、超低排放烟气治理困境与存在的问题国家标准日趋严格标准含氧量粉尘SO2NOXGB28662-2012)无40-50mg/Nm3180-200mg/Nm3300mg/Nm3征求意见稿16%20mg/Nm350mg/Nm3100mg/Nm3煤电超低排放6%5-10mg/Nm335mg/Nm350mg/Nm31、与除尘相关的新标准问题ABS蓝烟/SCR/SNCR错误选型与不规范运行造成,在高硫烟气中会更加明显,造成蓝烟问题,除尘器内部清灰困难。蓝烟和黄烟问题与脱硫工艺及除尘效果直接相关,主要体现为细微颗粒物无法被脱硫系统洗涤,或者脱硫系统直接产生细微颗粒物。颗粒物汞重金属废水蓝烟/黄烟中国加入《水俣公约》,新的火电排放标准中将汞排放纳入管控范围。汞脱除是电除尘器的优势前提是需要更稳定更高的电压。系统直接产生细微颗粒物。在钢铁行业,细颗粒物主要是碱金属盐,其排放直接造成脱硫系统废水大量排放,增加废水零排放负担。与除尘相关的问题问题一:烟气拖尾及粉尘排放超标问题二:系统积淤问题四:废水二次污染问题三:系统堵塞问题关联性ESP•除尘效率低•粉尘排放超标•结垢堵塞FGD•浆液中毒、石膏结晶不良•粉尘排放超标,蓝烟问题WESP•系统结垢•频繁冲水,电源故障率高,系统可用率降低2、颗粒物来源多元化石膏及SCR/SNCR刻意追求高效率,导致大量亚微米级的ABS生成,电除尘器难以脱除;取消GGH后,热烟气直接冲击浆液,导致大量石膏细颗粒随烟气排出脱硫系统;粉煤灰ABS石膏及其他盐活性炭粉ABS问题《超低排放燃煤电厂引风机叶片硫酸盐沉积分析》(热力发电·2016.12)作者:王毅斌,谭厚章,萧嘉繁,董琨,张俊杰(1.西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;2.神华集团国华(北京)电力研究有限公司,北京100052)石膏颗粒问题研究《电厂湿法脱硫系统对烟气中细颗粒物脱除作用的实验研究》(中国电机工程学报)用的实验研究》(中国电机工程学报)2008年2月15日王珲,宋蔷,姚强,陈昌和(清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,北京市海淀区100084)结论:1、WFGD对于粒径小于2.5μm的可吸入颗粒物(PM2.5)的脱除效率并不高,并且随着粒径的减小脱除效率明显下降;2、出口处细颗粒上S和Ca的含量增加;3、WFGD出口细颗粒中除去飞灰颗粒外,还包含有约7.9%的石膏颗粒和47.5%的石灰石颗粒。(WFGD本身也产生污染)取消GGH后,将无法对WFGD进行有效监管。但政策不仅没有阻止取消GGH,而是选择了妥协!反正也测不准,索性就不测了!浙江与上海标准要求:位于城市主城区及环境空气敏感区的燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他有效措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。3、电除尘存在的电气问题高压限制闪络频繁本体限制;电源选型限制;锅炉吹灰冲击;ABS造成灰粘度增大;能耗高低压控制故障率高高温布置;闪络冲击;高低配合控制;加热系统;后级电场效率低;能耗高;WESP电源问题——无法精准控制电流趋势限制UI,偏离电除尘器原理;限制U2/I2,偏离电除尘器原理;真实U2/I2远低于显示值;湿式电除尘器面临的问题错误的供电系统设计:限制二次电压放大二次电流规避冲水系统不耐火花冲击某企业WESP系统(可用率不足50%)系统不耐火花冲击4、电除尘存在的本体问题选型偏小腐蚀漏风风速快;比集尘面积不足;灰斗腐蚀及漏风;高压绝缘漏风及粘灰;漏风短路振打力不合理高压绝缘漏风及粘灰;电场灰短路;振打短路;高压瓷瓶短路;高低配合控制;振打力配置不合理;西南某电厂电除尘器检修照片除尘器内部充满浓烈的氨氮气味;三、锐传科技的技术解决方案及建议1.增加烟道喷射系统:SCR及空预器前后布置喷射点;2.电除尘器本体检修(改造)+高效电源改造;3.将烟气浆液喷淋激冷系统浆液喷淋改造为细水雾喷淋激冷;4.增设湿式电除尘器系统,提供湿式静电除尘器效率;解决方案4.增设湿式电除尘器系统,提供湿式静电除尘器效率;SCR空预器除尘系统脱硫系统WESP喷射系统细水雾主要化学反应及细微颗粒物控制流程细水雾+电除尘/机械收尘降温细颗粒凝并&收尘烟道喷射系统物理吸附SO3化学吸收SO3控制要点:减少ABS生成;烟囱排放WESP细颗粒脱除液滴脱除提高细颗粒捕捉效果;减少石膏粉尘生成;减少液滴携带;Silo11、烟道喷射系统、烟道喷射系统Dehumd.BlowerWeighbin•每个喷射点采用多点喷射;•可以布置多个喷射点;•系统稳定性与流场均布是高脱除效率的关键;•SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O;•SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O;•2HCL+Ca(OH)2=CaCL2+2H2O;•2HF+Ca(OH)2=CaF2+2H2O;Splitter(s)空预器除尘器除尘器CoolerBlowerResidencetimeSCR省煤器烟道喷射系统构成1、吸收剂仓储系统;2、吸收剂输送系统;3、分配模块;4、压缩空气系统;5、控制系统;新型高效电源改造本体改造1、高压绝缘系统检修;增加热风吹扫!绝缘子加热系统改造!设备投资少,为本体投入1/3可在线进行改造,仅需7~15天实现减排和节能的协同可解决高比电阻和PM2.5烟尘荷电2、电除尘高效电源升级改造——电除尘器本体+电源改造对比电除尘器本体整流变压器绝缘子加热系统改造!2、极板极线检修及改造;3、振打系统检修;4、气流均布系统检修;5、灰斗及保温系统检修6、输灰系统检修;可解决高比电阻和PM2.5烟尘荷电效率低的难题,提高了除尘效率电除尘高效电源升级改造——现有电除尘电源存在缺陷脉冲电源核心技术由国外公司掌握,国内企业普遍模仿。高频电源工频电源•以韩国浦项、丹麦史密斯为主,价格高昂•元件质量要求高、制造工艺复杂、国产可靠性差•仅仅适用于前电场(一、二电场),末电场(三、四)不适用•安装于本体顶部,工况恶劣、故障率高、日常维护困难•运行电压低一般30-40KV,而本体额定设计72KV,除尘效率低下•能耗高,导致运行成本高智能变频脉冲电源——综合了高频和脉冲电源优势2004206各电源二次电压波形图高频电源•转换效率高•纹波系数小•平均电压高•电压恢复快技术优势脉冲电源•在直流基波上叠加高压窄脉冲•峰值电压高•有效去除高比电阻和细微粉尘技术优势智能变频脉冲电源典型案例:福建鼎信镍业有限公司青山钢铁董事局福建青拓实业集团下辖;专业从事镍合金冶炼及深加工配套精炼产品的大型镍铁生产企业,世界上首批采用镍铁和不锈大型镍铁生产企业,世界上首批采用镍铁和不锈钢冶炼一体化技术的公司之一;位于滨海之城福安市湾坞经济开发区,占地面积约2000亩。典型案例:福建鼎信镍业有限公司——改造背景改造前情况:2号烧结机(220平米)机尾电除尘器为单室四电场、工频电源1.0A/72KV;机头电除尘器为双电场、工频电源1.0A/72KV;机头电除尘器为双室四电场,工频电源1.0A/72KV;改造前电除尘器出口排放80-100mg/m3机尾电除尘器日耗电量2500-3300度典型案例:福建鼎信镍业有限公司——改造范围原工频电源柜智能变频脉冲电源柜改造工作:新柜子进线接到母排—拆原柜子出线和信号线—然后接到新柜子改造工作:新柜子进线接到母排—拆原柜子出线和信号线—然后接到新柜子低压控制柜利旧工频整流变压器利旧典型案例:福建鼎信镍业有限公司——改造效果改造效果排放:10mg/m3以下10mg/m以下从50mg/m3下降到10mg/m3以下节电率达56%机尾电除尘器烟囱排放效果(无烟迹)机头除尘排放效果(湿法脱硫、白烟短,无拖尾)33、细水雾激冷系统构成、细水雾激冷系统构成源自细水雾消防技术,通过国家消防认证。细水雾喷头无缝钢管分区控制阀泵组、控制柜探测器01迅速降温,快速蒸发03水滴表面积大,对颗粒物吸附力强05适用于可燃、易燃气体细水雾激冷降温的特点:代替浆液预喷淋系统,减少脱硫系统颗粒物生成。02用水量极少,可调节04降温均匀,避免对设备额外伤害06管道直径小,易于安装目前该技术已经在广东惠州某炼化FCC烟气治理项目中应用,对解决蓝烟问题有显著帮助。4、湿式静电除尘器提效•主要提效措施提高二次电压;快速灭弧;电除尘器除尘效率Deutsch公式exp1QAKK电压快速恢复;精准电流趋势判断;2202exp1dUdKQPcPCKK智能变频脉冲电源喷水升压试验华电龙口发电厂#4-#5机组超低排放改造•装机容量:2*220MW•燃料:无烟煤•粉尘:≤5mg/Nm3•粉尘:≤5mg/Nm3•SO2:≤30mg/Nm3•核心措施:WESP•投运时间:2016年10月&2017年5月华电龙口发电厂#4-#5机组超低排放改造华电龙口发电厂#4-#5机组超低排放改造四、智能变频脉冲电源技术特点电除尘器除尘原理电除尘器除尘效率Deutsch公式exp1QAKK2202exp1dUdKQPcPCKK新型高效电源改造本体改造设备投资大,一般都要3000万以上停机改造时间长,要2~3个月运行维护费用高(电袋/袋式)设备投资少,为本体投入1/3可在线进行改造,仅需7~15天实现减排和节能的协同可解决高比电阻和PM2.5烟尘荷电电除尘高效电源升级改造背景——电除尘器本体与电源改造对比电除尘器本体整流变压器运行维护费用高(电袋/袋式)高投入改造后,仍有排放不达标的风险可解决高比电阻和PM2.5烟尘荷电效率低的难题,提高了除尘效率电除尘高效电源升级改造背景——现有电除尘电源存在缺陷脉冲电源核心技术由国外公司掌握,国内企业普遍模仿。高频电源工频电源•以韩国浦项、丹麦史密斯为主,价格高昂•元件质量要求高、制造工艺复杂、国产可靠性差•仅仅适用于前电场(一、二电场),末电场(三、四)不适用•安装于本体顶部,工况恶劣、故障率高、日常维护困难•运行电压低一般30-40KV,而本体额定设计72KV,除尘效率低下•能耗高,导致运行成本高智能变频脉冲电源——综合了高频和脉冲电源优势2004206各电源二次电压波形图高频电源•转换效率高•纹波系数小•平均电压高•电压恢复快技术优势脉冲电源•在直流基波上叠加高压窄脉冲•峰值电压高•有效去除高比电阻和细微粉尘技术优势智能变频脉冲电源智能变频脉冲电源技术特点1——平均电压高•与高频电源的原理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