山西某热电有限责任公司2锅炉电除尘改造项目可行性评估报告

山西某热电有限责任公司2锅炉电除尘改造项目可行性评估报告内容摘要：

经过空气预热器加热到 250℃ 后分成两部分，第一部分热山西 XX热电有限责任公司 2锅炉电除尘改造项目 可行性研究报告 11 空气进入炉膛底部风室，通过布置在布风板上的风帽使床流化；另一部分热空气是为了点火用，该热空气点火成功后与第一部分热空气混合进入炉膛底部风室。 二次风系统分为二路：第一路冷风作为给煤皮带的密封用风，送至给煤机，以克服炉内正压，防止炉膛烟气倒流进入给煤系统；第二路风经过暖风器及二次风空气预热器后，风温约 260℃ ，作为二次风进入炉膛上部的二次风箱，用于补充燃烧空气，完成分级燃烧，增加床内扰动和保持锥段及上炉膛的气流速度，保证床内良好的燃烧 及脱硫反应。 每台锅炉配一台双室四电场静电除尘器，除尘效率在 %以上。 三台炉合用一座烟囱，烟囱高度为 180m，出口内径为。 采用正压浓相气力除灰系统方案。 在每个灰斗下部配一小仓泵，用压缩空气直接将飞灰输送到灰库。 灰库底部设湿式搅拌机和干灰散装机，用来卸料装车；灰库中的干灰用干灰罐车运往综合利用地点，可将灰调湿后用密闭汽车运至厂外贮灰场。 锅炉排渣进入冷渣器，将热渣从 800℃ 冷却至 200℃ 后经输送机 (埋刮板机或链式机等 )将渣输送到炉后渣仓内，然后用自卸汽车将渣送到综合利用点。 如建材厂生产出现事 故，则运至厂外贮灰场。 ⑶ 热力发电 电厂发电的主要设备是汽轮机和发电机。 锅炉内的中温次高压蒸汽进入汽轮机内膨胀作功，冲动汽轮机转子，汽轮机转子带动发电机转子运转，使发电机产生电力。 选用双抽凝汽式直接空冷供热机组，其主要技术规范如下： 型号： 额定 /最大功率： 50MW/60MW 额定转速： 3000r/min 主汽门前压力： 山西 XX热电有限责任公司 2锅炉电除尘改造项目 可行性研究报告 12 主汽门前温度： 535℃ 工业抽汽压力： 额定 /最大工业抽汽量： 140t/h/230t/h 采暖抽汽压力： 额定 /最大采暖抽汽量： 100t/h/200t/h 发电机的主要技术规范为： 型号： QF602 型 额定功率： 60MW 额定电压： 额定转速： 3000r/min 功率因数： 额定频率： 50Hz 本项目承担生活热负荷及采暖热负荷，生活热负荷主要是 用山西 XX热电有限责任公司 2锅炉电除尘改造项目 可行性研究报告 13 汽，采用工业抽汽 ， 262℃ 的蒸汽直接向用户供热。 采暖供热系统采取在厂内设热力站，装设热网加热器，用参数 、 150℃ 的采暖抽汽加热热网循环水。 热网加热器出口热水温度 120℃ ， 供至各二级采暖热力站，回水温度为 70℃。 工程的先进性 电厂根据当地煤炭资源的特点和环境保护的要求，选用 220t/h 循环流化床燃煤锅炉。 循环流化床燃烧技术是近十几年来发展起来的洁净、高效的新型燃烧技术，它采用了分级循环燃烧系统。 循环流化床燃煤锅炉应用于发电机组的主要优点是： ⑴ 燃烧效率高。 由于采用分级循环燃烧系统，气固两相混合接触较好，滞留时间较长。 设计合理的循环流化床锅炉的燃烧效率可达 99%，与煤粉炉的燃烧效率相当，但在燃烧低品位煤时，其燃烧效率将大大优于煤粉炉，而且其燃烧效率不受炉内脱硫 过程的影响； ⑵ 燃料的适应性广。 它不仅可燃用煤粉炉使用的各种燃料，而且能燃用高灰分高水分的褐煤、洗中煤、煤泥、煤矸石等劣质燃料。 循环流化床锅炉为有效利用这些其它燃烧方式根本无法利用的劣质燃料提供了一条很好的途径。 ⑶ 炉内脱硫、低 NOx 生成，控制烟气污染物效果好。 需要对烟气脱硫时，可在燃料中加入石灰石，当 Ca/S 比为 时脱硫效率可达 80－ 95％。 由于燃烧温度低和采用分级燃烧， NOx 的生成量较低。 一般情况下 NOx 排放浓度可降低到 500mg/m3 以下。 低于火电厂 NOX 的排放标准 (650mg/m3)。 ⑷ 燃料和石灰石制备及给料系统较简单。 入炉煤颗粒一般要求在 3－10mm 以下。 石灰石颗粒在 1mm 以下，比炉外烟气脱硫使用的石灰石粉细度（ 250 目筛余 5％）要粗得多； 山西 XX热电有限责任公司 2锅炉电除尘改造项目 可行性研究报告 14 ⑸ 负荷变化范围大，调节特性好。 由于循环流化床锅炉所特有的良好的水循环特性、汽温控制特性和燃烧特性，使得其具有较大的负荷变化范围，锅炉负荷可在 30~110％范围内稳定运行； ⑹ 灰渣便于综合利用。 循环流化床锅炉灰渣未经高温熔融过程，活性较好，且可燃物少，有利于作水泥掺合料和其它建筑材料的原料。 ⑺ 发电标准煤耗低，由于锅炉的燃烧效率高，使 发电标准煤耗降低。 本工程发电标准煤耗为 ，为国内中型热电厂的先进水平。 总之，循环流化床锅炉燃烧效率高，污染物排放量少，发电煤耗低，是一种高效、低污染燃烧技术，是一种好的清洁生产工艺。 3．直接空冷系统 直接空冷是将汽轮机排出的乏气，由管道引入称之为空冷凝汽器的钢制散热器中，由环境空气直接将其冷却为凝结水，减少了常规二次换热所需要的中间冷却介质，换热温差大，效果好。 避免了冷却水蒸发、风吹和排污损失，节约用水。 此外，直接空冷系统还有以下特点： ⑴ 电厂整体占地面积较小。 由于空冷凝汽器布置在 汽机房前的高平台上，平台下仍可布置电器设备等，空冷凝汽器占地得到综合利用，使得电厂整体占地面积减少。 ⑵ 冬季防冻措施比较灵活可靠。 直接空冷通过改变风机转速或停运风机或使风机反转来调节空冷凝汽器的进风量，直至吸热风来防止空冷凝汽器冻结，调节相对灵活，效果好且可靠。 锅炉烟气处理情况简介 静电除尘器的工作原理是利用高压 电场 使烟气发生 电离 ，气流中的 粉尘荷电在电场作用下与气流分离。 负极由不同断面形状的金属导线制成，叫放电电极。 正极由不同几何形状的金属板制成，叫集尘电极。 静电除尘器的性能受粉尘性质、设备构造和烟气流速等三个因素的影响。 粉尘的比电阻是评山西 XX热电有限责任公司 2锅炉电除尘改造项目 可行性研究报告 15 价导电性的指标，它对除尘效率有直接的影响。 比电阻过低，尘粒难以保持在集尘电 极上，致使其重返气流。 比电阻过高，到达集尘电极的尘粒电荷不易放出，在尘层之间形成电压梯度会产生局部击穿和放电现象。 这些情况都会造成除尘效率下降。 静电除尘器的电源由控制箱、升压变压器和整流器组成。 电源输出的电压高低对除尘效率也有很大影响。 因此，静电除尘器运行电压需保持 40 一 75kV 乃至 100kV 以上。 与其它类型的除尘器相比，电除尘器有如下明显的特点： ⑴ 除尘效率高，三电场电除尘器的除尘效率可达 ％以上，四电场电除尘器的除尘效率可达 ％以上； ⑵ 本体压力损失小，压力损失一般为 160~300Pa； ⑶ 能耗低，处理 1000m3 烟气约需用电 ~； ⑷ 处理烟气量大，可达 106m3/h 以上； ⑸ 可在高温下运行，普通钢材可在 350℃ 以下运行。 电厂燃用洗中煤和矸石，并掺烧石灰石，所以燃料的总灰分很高。 为了保护环境空气质量，使烟尘排放浓度不超过最高允许排放浓度限值，必须采用高效除尘器。 山西 XX 热电有限责任公司所采用的锅炉烟气处理设施 —— 电除尘设备为先进的 双室四电场静电除尘器。 采用 静电除尘器的 除尘效率 可达 99%。 改造 方案 的选择 现有静电除尘器供电电源系统存在的问 题 单相电源加到电除尘器所产生的峰值电压比平均电压高 25%，易在电除尘器电场中诱发电火花：电晕电流密度低，在高浓度粉尘或带脱硫系统的工况下，难以提高电场的平 均电压、电流，影响整体除尘效率，使得电除尘器山西 XX热电有限责任公司 2锅炉电除尘改造项目 可行性研究报告 16 的出口气体排放难以达标。 为弥补该不足采用了 增大电除尘器单体体积或增加电场级数等办法，于是出现许多大型四电场和五电场的电除尘器，但这样一来，在提高除尘器收尘效果的同时，也带来很多弊端，例如：三相用电不平衡、功率因数低、初级电网损耗大等问题，造成严重的电网污染，不利于工厂用电和节能。 于是人们渴望有一种既能适应 更高环保要求又能节能减排的产品。 需求推动发展，为适应日趋严峻的市场要求，人们开始从电气角度寻找出路。 于是市场上先后推出了三相电源、高频开关电源等新一代高效除尘电气产品，并经过现场运行证明它们能够确实有着比单相电源更加有效的除尘效果及节约用电等诸多优点，所以它们必将成为单相硅整流电源的替代产品得以推广。 目前 2锅炉烟气静电除尘器的实际运行效率 99%， 2020年 5月监测的数据表明，该除尘器出口烟气粉尘浓度为 132mg/m3，虽然达到了 标准 的要求，但与 太原市提出的 50mg/m3要求还远较大的距离。 三相 电源系统的优点 三相电源采用三相可控硅全控移相调压技术，将三相 380V/50Hz 电网电源由三组可控硅调压后、经三相变压器升压，在次级整流后并联成一路高压直流信号加到电除尘器电场。 由于每台电源设备相对电网都是三相平衡负载，因此无论电场多少，都不会造成三相用电不平衡。 同时单相电源的电源效率约为 70%，而三相电源的电源效率达 95%；在相同的额定输出功率条件下，三相电源的交流输入电流，约为单相电源的43%，因此能有效地 减少线路损耗和无功损耗，有着非常科学的电力应用特点和显著的节能 效果，它代表着国内外高压静电除尘用整流设备最先进的技术水平。 山西 XX热电有限责任公司 2锅炉电除尘改造项目 可行性研究报告 17 三相电源具有显著特点 三相平衡输入，可以减少初级电流 ，减少电网缺相损耗；如：要给电除尘器本体提供 ， 采用单相电源的输入电流为： 271A。 一路缺相；采用三相电源的每相输入电流为： 114A。 对电网无污染，无缺相损耗，是属于绿色环保设备；更适合做成电除尘电源的大功率输出，更能满足当前本体大型化的特点。 可直接节能 25%以上，单相输出效率一般设计为：。 在实际使用单相的效率会更低一些；而三相的输出效率 为：。 如果算上单相工作时电流缺相空损，实际节能效果 超过 25%。 输出的二次电压平稳，峰值电压与有效值、平均值电压基本一致，在相同的击穿电压下，其二次输出平均电压可提高 15%以上，电场的电流密度可提高一倍以上，即输出二次输出电流增加一倍；对于相同的负载，采用三相电源可比单相提高一倍以上的有效输出功率；有利提高一些电压电流偏低的应用场合的电晕功率，有利于克服高浓度粉尘的运行效果，从而提高除尘效率；对于新设计的本体可以减少收尘的比面积，降低除尘器总重量，减低成本 改造技术方案 本 项 目 拟 选 用 厦门 绿 洋 电 气 有 限 公 司 生 产 的。 该 产品符合《中华人民共和国机械行业标准 ——高压静电除尘用整流设备（ JB/T9688—1999）》。 （ 1） 高压控制柜采用标准的冷弯型钢框架式结构组成，采用统一的(高 )（宽） (深 )外形尺寸。 进出线方式有底部进、出线和顶部（母线排）进线、底部出线 (2)整流变压器 山西 XX热电有限责任公司 2锅炉电除尘改造项目 可行性研究报告 18 整流变压器为油浸自冷式，包括交流升压和高压硅堆桥整流两大部分。 (3)阻尼电阻 阻尼电阻串联在整流变压器高压输出端和除尘器电场之间 ，是整流设备电路系统中的保护元件，它在运行中起着限制闪络冲击电流，吸收高次谐波保护控制电路的重要作用。 对于配用高压隔离开关柜的户外型侧出线整流变压器，通常将阻尼电阻安装在开关柜内。 主回路工作原理 三相交流 380V、 50Hz 电源 LA、 LB、 LC，经过空气开关 QA1，进入主交流接触器 KM1， KM1 输出分别连接到三组正反向并联的可控硅进行移相调压，输出连到变压器一次侧输入端 XA、 XB、 XC；经二次侧三组高压线圈分别升压整流后并联成一路负高压经阻尼电阻输出供给电除尘器。 变压器二次电压、二次电流取样信号，反馈到 HVC2020 汉显控制器，通过控制器自动判断分析计算三相可控硅导通角，来控制整流变压器的输出电压，形成闭环式自动调压系统。 设备的使用 (1) 第一次启动前的检查与调整 ； ； ； 、有无松动； 2500V 兆欧表检查负载（电除尘器电场）绝缘，一般其电阻值应在 100 兆欧以上。 打开内门， “合上 ”主空气开 关 QA1，再合上操作电源断路器 QA2，转动主令开关 SA1，接通控制回路电源，观察山西 XX热电有限责任公司 2锅炉电除尘改造项目 可行性研究报告 19 柜面上的 “相序错误 ”黄色指示灯是否点亮，灯亮表示断相或相序错误，要切断总电源，调整进线 LA、 LB、 LC 的顺序，直到 “相序错误 ”灯不再亮为止，关闭内门板，方可进入正常操作。 (2)设备启动： “合上 ”主空气开关 QA1，再合上操作电源断路器 QA2，主令开关 SA1 转向 “本地 ”位置， “电源指示 ”绿灯 HL1 点亮， HVC2020 主控制器和 LDHB31A 三相脉冲控制器上电，并自动复位，显示器显示欢迎词界面，然后进入关机记录界面，按 “确认 ”键进入初始待机界面。 若此时按 “自动 ”键，则控制器自动控制主接触器 KM1 吸合，随后电压慢慢升高，达到某一设定值后运行在。