首页 > 环保园地 > 治理技术 > 气治理技术

国内除尘技术路线选择的基本原则分析

来源:电力行业节能环保公众服务平台 时间:2017-09-28

 

 

    前三期内容,我们着重介绍了国内外的污染物控制技术路线,其中中国的技术路线主要介绍的是以低低温电除尘技术和湿式电除尘技术为核心的两种烟气协同治理技术路线。

    从介绍中可以看到,每种技术路线都能达到相关污染物的脱除要求(如NOx排放≤50mg/m3,SO2排放≤35mg/m3,粉尘排放排放≤5mg/m3)。但是针对每个燃煤电厂各自的情况,技术路线该如何选择,尤其是以除尘技术为核心的技术路线的选择,则是一个需要因地制宜、因煤制宜、因炉制宜的技术活,今天我们来系统介绍一下除尘技术路线选择的基本原则,希望能给大提供一个参考。

    燃煤电厂的除尘只是燃煤电厂大气污染控制的一部分,对于一个系统而言,除尘会影响到整个系统,进而影响到电厂的安全生产和经济性。结合电力行业在长期的生产实践和污染控制实践形成的针对行业特点的各种科学的设备选择和生产运行的基本原则,针对我国对燃煤电厂大气污染物排放控制提出的新要求、新情况、新特点,在系统研究和综合以上分析基础上,对燃煤电厂除尘技术路线提出了必须坚持的基本原则:

    第一,坚持安全可靠、技术成熟、经济合理,便于运行、维护、检修,满足烟尘长期稳定达标排放的原则。

    第二,坚持因地制宜,因煤制宜,因炉制宜,因现有除尘设施情况制宜的原则。

    第三,坚持除尘与节能工作统筹考虑,除尘与脱硫脱硝等环保技术工艺统筹考虑的原则。

    下面就来逐一解释每个基本原则需要掌握的标准。

    1、坚持安全可靠、技术成熟、经济合理,便于运行、维护、检修,满足烟尘长期稳定达标排放的原则

    1.1坚持安全可靠原则

    除尘设施不应影响主机的运行,不能造成非正常停机的事故。

    1.2坚持技术成熟原则

    除尘技术的选用应该被行业广泛认可接受,需要得到科技主管或相关部门认定或验收。这样才能使除尘技术应用有一个良好的保证。

   例如:目前已经被广泛应用的电除尘技术、袋式除尘技术、电袋除尘技术以及湿电等除尘技术应用。

   1.3坚持经济合理原则

    经济条件是技术路线的“硬约束”,虽然一个技术的好坏不能靠成本的多少衡量,但是如果一种技术需要很高的经济成本才能达到需要的排放要求时,那么这个技术被应用可能性也比较低了。环境质量标准、技术条件、经济性几个因素需要有机结合才能形成一个良性循环的机制,在各方面最优的情况下达到污染物的排放标准。所以我们需要坚持的原则是“经济合理涵盖内容丰富”。

    该如何看待“经济合理”原则呢? 

 

    (1)从全社会看,脱除成本是否合理?

例如原电除尘器,造价60~70元/kW,脱除能力从10-40g/m3降到30mg/m3,那么脱除能力接近最高效率。如果需要排放浓度更低的话,则需要额外增加新的除尘设施,造价30~50元/kW,脱除能力可以从30mg/m3,甚至从10-20mg/m3降至5-10mg/m3,脱除能力在10-20mg/m3。

    (2)从行业成本看,电价升高多少?

现有除尘电价0.2分/kWh,即便是改造除尘电价增幅不大(全社会消费稀释了成本),但是上网电价处于不断下调过程中,所以环保电价空间不是无限的。

随着当前中国经济中高速发展,火电发电量增速放缓,机组负荷越来越低,行业盈利空间越来越有限。

    (3)从电力企业看,是否在资金投入量最小下达标排放或者多长时间能够回收成本?

烟尘问题通过除尘设备自己解决还是脱硫除尘协同解决?这一问题是一个环环相扣的问题,当环保要求粉尘排放5mg/Nm3时,需要尺寸设备自身的能力达到还是需要在后续的湿法脱硫设备中协同解决,如果协同解决,除尘设备的排放需要达到多少?这个问题就涉及到了技术路线的协同作用。

    如果现有的电除尘设备不能达到排放要求,那么是需要改电除尘器本体为低(低)温电除尘?还是需要将原除尘设备改成袋式除尘器或者电袋除尘?

如果现有的电除尘设备不具备改造条件,那么需要考虑是否需要改造湿法脱硫设备来达到除尘效果。

    或者用最快捷的方法直接上WESP?

    所以在改造的时候,需要考虑很多资金成本上的问题。

    1.4坚持便于运行维护检修原则

    除尘设施能否正常、稳定、可靠运行的关键。

    电厂运行维护的特点是与技术路线的选择息息相关的,除尘设施能否正常、稳定、可靠地运行,并且满足烟尘长期稳定达标排放,保证电厂正常运行是需要在技术路线选择时着重考虑的。

    环保电价考核办法变相规定了“按小时考核”的形式,与原有的按日,按4小时均值考核等方式发生了重大变化。如机组启停机、环保设施故障、机组低负荷等等问题都需要极度重视。

    例如:“小时”考核让煤电成为最容易超标、最容易被罚款的对象

 

    以河北某600MW机组为例:执行200mg/m3二氧化硫限值,2014年7月份平均排放浓度为85.98mg/m3,是要求标准的42.5%,而实际排放时最大浓度超过了600mg/m3,最小低于50mg/m3,所以从平均浓度看,该月744小时中有294小时超过了均值,占总排放小时数的39.5%。因此这种电厂最容易成为超标、被罚的对象。

    2、坚持因地制宜,因煤制宜,因炉制宜,因现有除尘设施情况制宜的原则

    2.1因地制宜原则

    因地制宜,既要考虑改造机组的场地条件,也要考虑机组所处的海拔高程。如需新增湿式电除尘器等一般都需要场地或空间条件。对于高海拔的燃煤电厂,还应考虑相应高程的空气影响烟气条件,从而影响电除尘器的性能。

地方环保认定问题:除尘排放要求是否一定要上WESP,才能认定达到5、10mg/m3,其他的除尘形式如袋式、电袋除尘技术,是否能得到认可?

    2.2因煤制宜原则

    因煤制宜,不仅要考虑设计煤种、校核煤种,更要考虑随着市场变化,电厂燃烧煤种与煤质的波动,要确保在燃用煤质条件下,烟尘能够实现超低排放。对于煤质较为稳定、灰份较低、易于荷电、灰硫比较大的烟气条件,可选择电除尘设备。对于煤质波动大、灰份较高、荷电性能差、灰硫比较小的烟气条件,则应优先选择电袋复合除尘器或袋式除尘器进行除尘,后面可酌情考虑加装湿式电除尘器。

    2.3因炉、原有除尘设施制宜

    因炉制宜,主要是考虑不同炉型对飞灰成份与性质的影响。如循环流化床锅炉,一般用于燃烧煤矸石等劣质燃料,灰份含量高,且燃烧过程添加石灰石脱硫,会造成飞灰中钙成份较高,降低飞灰的荷电性能,一般宜采用电袋复合除尘器或袋式除尘器。燃用无烟煤或低挥发份煤的W型火焰锅炉或者煤粉炉,则要关注飞灰中的含炭量,炭的存在影响电除尘器的除尘效率。

    同时原有除尘设施是否适合改造成其他的除尘设备,都需要慎重考虑。

    3、坚持除尘与节能工作统筹考虑,除尘与脱硫脱硝等环保技术工艺统筹考虑的原则

    除尘需要与其他工作、设备统筹考虑,是因为烟气超低排放是一项系统工程,各设施之间相互影响,相辅相成,在设计、施工、运行过程中,要统筹考虑各设施之间的协同作用,全流程优化,实现控制效果好、运行能耗低、成本最经济的最佳状态。

    同时还应考虑排放要求的发展以及技术、市场的发展变化。如目前我国燃煤电厂排放要求中,对烟气中的三氧化硫排放没有要求,对汞及其化合物的排放要求还比较宽松,技术路线选择时就应考虑下一步排放限值的发展。此外,污染防治技术也在不断发展,需要考虑技术进步及其改造的可能性。

通过上述的介绍,相信大家已经能够掌握除尘技术路线选取的大方向了,在文章的最后给大家提供一个一次除尘技术的确定原则,共大家参考。

    一次除尘技术包括干式电除尘器、袋式或电袋复合除尘器和干式电除尘器辅以提效技术或提效工艺等。

    一次除尘技术选择应根据煤种除尘难易性和出口烟尘浓度控制指标确定,具体可参考表1。

 

表1一次除尘技术选择原则 

    电除尘器基本术语(三) 

    13、能耗powerorenergyconsumption

    除尘器正常运行时所消耗的各种能量(水、电、油、压缩空气、蒸汽等),及克服其除尘器阻力所消耗的能量。

    14、设备质量massofdustcollector

    除尘器在进、出口法兰之间,下至排灰口法兰以上的整体质量,不包括运行时机体内的灰、水。

    15、壳体耐压强度compressivestrengthofcasing

    除尘器壳体在允许变形范围内所能承受的最大内外压差。

    16、除尘器气密性airtightnessofdustcollector

    指除尘器壳体的气体密封性能,是除尘器壳体在承受运行压力条件下不发生泄漏的性能。其指标常以除尘器壳体所有外接法兰被密封状态下,当除尘器内外压差达到规定值后的气体泄漏率来表示。

    17、除尘器的接口尺寸jointdimensionofdustcollector

    除尘器与外接设备连接接口的配合尺寸,包括除尘器进、出口法兰,排灰口法兰以及供压缩空气,供水,供蒸汽管道接口法兰的坐标位置、构造形式、连接方式及相关尺寸。

    18、电除尘器内的烟气速度precipitatorgasvelocity

    烟气流经电场的平均速度,是指电除尘器单位时间内处理的烟气量和电场流通面积的比值,单位为m/s。

    19、停留时间treatmenttime

    烟气流经有效电场的时间,单位为s。

    20、电场有效长度effectivelength

    烟气流方向上测得的阳极板的总长度。

    21、电场有效高度effectiveheight

    有电场效应的阳极板高度。

    22、电场有效宽度effectivewidth

    电除尘器同性电极中心距与烟气通道数的乘积。

 

 

来源:电力行业节能环保公众服务平台 

作者:铿锵二人行