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1、目录课题：电除尘系统能耗分析优化研究 2一电除尘系统设备概况 2二 现有设备电耗分析 4三电袋复合式除尘器技术 41电袋复合式除尘器的构思 42. 电袋复合式除尘器的机理 53. 在电力行业应用技术上应解决的主要问题 64. 影响电袋除尘器性能的主要因素 65. 电袋复合式除尘器改造实施方案 7四电除尘用高频高压整流设备 11（一）、概述 11（二）、高频电源优越的性能特点 12（三）、高频电源现场应用情况 14五.结论 17课题：电除尘系统能耗分析优化研究王曲电厂电除尘系统每台锅炉配置两台双室五电场电除尘器，由福建龙净环保有限公司 设计生产。锅炉烟气经电除尘器五个串联电场进行除尘后，送至脱硫
2、装置由烟囱排出， 除尘效率高达 99.81%。高压静电除尘器包括除尘器本体系统和电气系统两大部分。 本体系统主要由收尘极系统、电晕极系统、振打装置、气流分布装置、壳体及除灰 装置等组成。电气系统包括高压供电装置和低压自动控制系统。高压供电装置由高 压硅整流变压器、整流控制柜组成。系统配备的电除尘器为双室四电场。其有效流 通面积为443m2,设计处理烟气量1551600m3/h；每电场长度4m。收尘极板采用480C 型极板；放电极线一、二电场为RSB线，三、四电场为螺旋线。同极间距 410mm； 收尘极总面积为38880m2；比集尘面积82.03 m2/m3s-i。收尘极采用侧部振打；放 电极采
3、用顶部传动侧振打方式，每台电除尘器配备 8套高压供电设备。电除尘器电源控制系统为高压微机控制系统 ,高、低压为独立的控制系统。整 流变压器的输入电压380V、输出直流电压072kV、电流1.8A。硅整流变压器为高 位布置，高压直流电源经隔离开关进入电除尘器电场内，为电除尘器的阴极线和阳 极板之间提供不同电压等级的直流负高压，使烟气粉尘离子荷电，分别吸附在与其 极性相反的极板上，依靠振打力使灰尘脱离极板，落入灰斗。阳极振打、阴极振打 采用顶部电磁振打，电除尘器断电振打分为高低压设备联动断电振打与 IPC 系统增 强型断电振打。高低压设备联动断电振打功能使高压供电设备和振打清灰装置有机 地联系起来
4、。当某电场振打达到设定的断电振打的关联次数时， K 型高压硅整流设 备接受对应低压设备发来的断电振打信号，自动降低该电场的运行参数或改变运行 方式，对应的振打器开始振打。增强型定时断电振打功能由IPC控制，在IPC上设 定的断电时间开始断电振打，达到设定的断电时间后，高压设备自动恢复运行参数 振打方式采用可编程控制器（PLC）时序间歇振打，振打间隔时间由人为根据运行 工况设置。控制系统设计有火花跟踪控制、间歇供电运行方式、峰值跟踪控制等。 电除尘器主要设计参数及技术性能见下表 1所示。表 1 电除尘主要设计参数与技术性能序号项目单位数据与技术性能1机组额定发电量MW6002锅炉额定蒸发量t/h
5、20283电除尘器有效通流面积m24434电场数个45同极间距mm4106收尘极形式/480C7阳极板总有效面积（每台炉）m2777608电场通道数个2X369电场同极距mm41010每个电场的有效长度m4.511四个电场的总有效长度m1812电场的有效宽度m2X14.7614电场的有效咼度m1514总集尘面积（每台炉）m27776015有效断面积m244316阳极板型式480C17阴极线型式前二电场为RSB线后二电场为螺旋线18阳极板振打形式侧传侧打19阴极框架振打形式顶传侧打20比集尘面积mz/ms/s82.0321驱进速度cm/s7.6522烟气流速m/s1.0723进口含尘浓度g/m3
6、524本体阻力Pa20025本体漏风率%226除尘效率%99.6而根据国家环保总局颁布、实施的 GB13223 2003火电厂大气污染物排放标 准第三时段标准要求烟尘排放值小于 50mg/Nm3 。2014 年7 月起对除尘系统控制、 监测的烟气污染物含量参数的控制标准如下：烟气污染物国家环保控制标准本厂控 制范围最高允许排放浓度。烟气含尘量v 30mg/Nm3脱硫系统入口 V 30mg/Nm3浊度在线监测值 V30mg/Nm3因此对于王曲电厂以往的电除尘器(烟尘排放值小于 100mg/Nm3 )就需要改进， 以达到环保要求。可以往以下两个主要方面进行优化和改进：使用电袋复合除尘器或者 使用更
7、高电压的高压整流装置。二 现有设备电耗分析目前每台炉采用两台双室四电场的电除尘器。 电耗主要是高压硅整流电源 ,每个电场高压供电设备的额定输出电压为72kV，额定输出电流为1.8A,所以额定输出功 率为：P =72X 103 X 1.8 = 129.6 (kW)(8-1)r电除尘器运行时，二次电压约为4055kV,二次电流为11.2A，根据概率分布 取电压值为48kV，电流值为1.2A为计算的平均值，则运行时的平均功率为：P=48X103X1.2=57.6(kW)(8-2)两台电除尘器16台高压供电设备的功率为921.6kW。电除尘器运行时由于受多种 因素的影响，实际值可能比这一数值偏大或偏小
8、。一年按运行5000小时计算，则耗电量为460.8万kWh/年。 电除尘器的运行特点是，锅炉负荷越低，除尘效率越高，电耗也越高；锅炉满 负荷运行时，电耗反而较低。由于机组常处于低负荷运行，电除尘系统有较大优化 空间。三电袋复合式除尘器技术1电袋复合式除尘器的构思(1) 充分利用适合处理大烟气量和第一电场收尘绝对量大的特点， 最大限度发挥电除尘器的特长，在新型除尘器中前级布置为电除尘器。(2) 在大量粉尘被前级电除尘器捕集后，后级采用拦截式的高效布袋除尘器， 此时滤袋的粉尘负荷大大降低，阻力减少，清灰周期延长，布袋除尘器的缺点被弥 补，而布袋除尘高效率、对粉尘特性要求低等一系列优点得到发挥。(3
9、) 新型除尘器的布置方式、占地位置应与常规除尘方式相当，设备的性能价 格比应当得到提高。(4) 新型除尘器的除尘效率等性能指标有明显的优势，并保证做到长期稳定、 高效运行，检修维护工作量小，运行费用低。(5) 在锅炉在满负荷状态下，除尘排放浓度一般在1525 mg/Nm3之间，设备 阻力通常保持在500600Pa，在去掉二三电场后，大大降低了除尘器的运行电耗。(6) 经济分析：改造前，每台炉电除尘器年运行电费大约为460.8万 *0.35=161.28万元，也就大约每台除尘器运行电费 80万，年维修费用约35万元，改造 后，每台炉的电布除尘器的年运行电费为 28.4万元，电场维修费约12万元，
10、按每4年 更换一次布袋需250万元计，每年需增加维护费为62.5万元，则每年可减少成本为12.1 万。 如考虑改造后，每年每台炉减少停运一次，可增加效益 30万元。 改造后，每年 每炉可减少粉尘排放费用 14万元。综合考虑：每年每台炉可节省费用为 56.1万元(不 考虑设备投资)2. 电袋复合式除尘器的机理(1) 由电除尘收集粉尘总量的 80%90%，由布袋除尘器收集剩下 10%20%的粉尘。(2) 烟气中荷电粉尘的作用a、扩散作用：带相同电荷的粉尘相互排斥，迅速在后级空间扩散，形成均 匀分布的气溶胶悬浮状态，使得后级布袋各室浓度均匀，流速均匀。b 、吸附和排斥作用：带异性电荷的粉尘相互吸附，
11、产生电凝并作用，使细颗粒粉尘凝并成较大颗粒粉尘利于捕集；相同极性粉尘相互排斥，使得沉积到滤袋 表面的粉尘颗粒排列有序，形成的粉尘层透气性好，孔隙率高，剥离性好。3. 在电力行业应用技术上应解决的主要问题（1）根据烟气工况特点解决长寿命滤料的选用问题；（2）根据锅炉点火燃油工况，要解决滤袋防粘油问题；（3）根据电厂运行特点，保证前级电场高效投运，解决电场的结构问题和高压 电气的控制问题，保证前级电场的高效稳定可靠运行，前级电场的收尘效率对后级 布袋的粉尘负荷有很大影响，前级电场收集下越多的粉尘，流到后级布袋的粉尘越 少，同时，粉尘荷电越充分，越有利于整台除尘器的性能改善，并且前级电场高效 稳定可
12、靠的运行特性至关重要。（4）解决好电场与布袋之间的气路联接和气流分布问题，确定电除尘和布袋除 尘的除尘负荷的合理分担，实现在同一除尘器内同时满足电除尘和布袋除尘的运行 条件，以保障电袋复合除尘器的高效稳定经济运行。（5）解决燃烧煤种变化引起烟气工况变化的滤袋阻力控制问题，有效地降低电 袋复合除尘器的系统阻力，研究电袋除尘的高效稳定经济运行的关键技术，包括清 灰和温控等问题。（6）解决锅炉出现各种异常故障时的滤袋保护问题。4. 影响电袋除尘器性能的主要因素（1）粉尘特性的影响粉尘特性有粒径分布、真密度、粘附性、比电阻等，其中粘附性大到一定值后 会阻碍滤袋的清灰性能，增加滤袋初始阻力。（2）烟气性
13、质的影响烟气主要有温度、压力、成分、湿度、流速、含尘浓度等特性，其中温度和烟 气成分对滤袋的使用寿命影响大，温度越高、不利滤袋纤维的成分含量越高加快滤 袋老化速度，缩短滤袋使用寿命，当超过滤袋耐受温度时会毁坏滤袋。同时温度升 高加大烟气体积，提高滤袋过滤风速会增加阻力。PPS滤袋长期运行的适合温度在 160C以下，烟气含氧量在8%以下。烟气湿度大时烟尘表面附着力加大，不利于滤 袋清灰。湿度大并要避免除尘器在露点温度以下运行，以防止结露糊袋。流速、含 尘浓度增大时将会增加滤袋阻力。（3）结构的影响电极几何因素影响电区的效率，合理的袋区结构可以避免滤袋的不均匀破损， 合理的气路结构可以降低本体的压
14、损。电袋两区之间的气流分布结构更是影响滤袋 的稳定性和阻力特性。（4）操作因素的影响电区需要合理设定电压电流参数，前区需要更大的二次电流以保证预除尘效率， 同时要设定合理的振打清灰周期，清灰过于频繁产生的二次扬尘增加袋区的阻力， 并增加振打机构的故障发生率。袋区需要合理设定清灰制度，满足运行的前提，清 灰压力低、清灰周期长利于滤袋的使用寿命。灰斗的及时排灰是保证除尘器稳定运 行和安全的重要运行举措。5. 电袋复合式除尘器改造实施方案（1） 原电除尘器为双室四电场结构，为节省改造周期和降低改造费用，方案中 保留一电场和二电场第一分区，利用原有的电除尘器的外壳，在顶部进行适当的改 造，在拆除二、三
15、、四电场内的芒刺、极板、振打装置、高压硅整流装置和出口喇 叭后，尾部增加部分壳体，采用布袋除尘器的复合结构，阳极振打器全部更换。滤 袋采用了进口的防水、防油、防腐、防糊袋、抗氧化，耐高温190C以上的PPS + PTFE 覆膜结构。在出口集合烟道和原电除尘之间设置旁路烟道，设置必要的扶梯平台， 对原有设备的钢结构进行适当的补强。1.进气烟箱 2. 灰斗 3.壳体 4 .收尘极 5.振打装置 6.导流装置 7. 滤袋8.清灰系统 9. 净气室 10.提升机构 11.出气烟箱 12.人孔门图1 电袋复合型除尘器的结构形式（2） 电袋复合式除尘器的基本参数（参考相似电厂改造的电袋复合式除尘器，具体数据根据现场测定再做修改）：项目单位设计基本参数除尘效率（设计烟气含尘量）%99.81（估计和之前对比）除尘器出口烟尘排放保证值mg/Nm3
