1、发电公司机组电除尘器增效节能改造工程项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月发电公司机组电除尘器增效节能改造工程项目可行性研究报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月47可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日 摘要 XX七台河发电有限责任公司2600MW 燃煤发电机组，烟尘排放浓度达到95.5mg/Nm3，排放总量约39952、t/年。为响应国家节能减排号召，满足国家火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）的要求，减少烟尘排放浓度，改善当地的大气环境质量，电厂特委托吉林市工程节能评价事务所就2 台机组电除尘器增效改造工程进行可行性研究。 吉林市工程节能评价事务所通过资料收集和现场踏勘的方式，对XX七台河发电有限责任公司2600MW机组的烟尘排放现状以及改造基础条件进行了深入评估。并针对本工程特点，对通用的烟尘减排技术进行了技术论证。最终得出了适应环保发展要求，且具备工程实施条件的可行性方案，可行性研究结果总结如下： 1、方案选择： 本工程以60g/Nm3 的除尘器入口烟尘浓度作为除尘器改造设计基准，根据烟3、气参数与现场场地条件以及XX集团的电除尘技改指导意见，经筛选后拟定两套方案： 方案一：软稳电源及其电控系统+低低温省煤器 方案二：软稳电源及其电控系统+第四电场改为双层横向槽板 2、方案一：软稳电源改造可先行也可与低低温省煤器加装可同步进行。 移除原有的常规供电电源硅整流变压器+高、低压微机控制柜（12台2.0A/72KV+8台1.4A/72KV），在原位置更换成软稳电源（12台GRW72KV/900Ma+8台GRW72KV/500Ma），同时把原电除尘的低压部分，包括低压振打，输灰，加热等兼容到新系统中，方便管理。 在锅炉和发电设备正常运行期间就可以完成更换软稳电源改造。改造期间不需要停电，4、逐台切换施工，即停一台电源，改造一台电源，改造后的电源马上恢复供电，以此类推，直至完成全部电源改造。完成电源改造后再进行DCS系统集成和兼容，最后提供完整优化运行系统。 该方案不改造输灰系统。 将原电除尘器前部入口烟道上增设低温省煤器，将烟气温度从130降至90，减少工况烟气量、降低电场风速，降低粉尘比电阻。3. 方案二：分两步进行：先进行软稳电源及其电控系统改造，根据脱硫洗尘后的效果，在判断是否进行第四电场的双层横向槽板改造。根据软稳电源的特点和环保功效，更换软稳电源后除尘效能在常规电源的基础上提高50%，即现在出口排放60mg/Nm100mg/Nm之间，通过换装软稳电源后可使除尘器出口粉尘5、排放降低至50 mg/Nm左右，再经过脱硫塔后，一般都能使烟囱排放可以达到30 mg/Nm以下。 对第一、二、三电场做恢复性检修，使其达到原设计能力；拆除原除尘器第四电场本体内部阳极板、阴极线，机械振打机构等。阳极板更换为横向双层阳极板，同时重新更换安装阴极线和阴极振打机构和高压绝缘机构，改进阳极和阴极振打机构。 4. 工程概算： 软稳电源及其电控系统：静态投资投资额约为1035万元。保证提高除尘效率50%以上，节能50%以上。 第四电场改为双层横向槽板：静态投资投资额约为575万元。保证单电场的除尘效率为89%以上。 低低温省煤器：静态投资投资额约为1200万元，包括低低温省煤器整体系统所有6、费用。从经济学角度，项目投资回收器约为3.3年。从环保角度，可以降低除尘器排放粉尘浓度为约15mg/Nm3。 5. 改造效果： 除尘器入口浓度不超过设计之上限的36g/Nm3的工况下，方案一和方案二，都能使除尘器出口浓度保持在30mg/Nm3以下，满足稳定达标；除尘器入口浓度不超过60g/Nm3的工况下，方案二，都能使除尘器出口浓度保持在30mg/Nm3以下，满足稳定达标；而方案一则经脱硫洗尘后，都能使电厂最终排放浓度保持在30mg/Nm3以下，满足稳定达标。采用这两种方案改造后，均能使除尘效率达到99.945%以上，除尘器出口烟尘排放浓度降低到30mg/Nm3 以下，单台机组每年可减少烟尘排7、放量644t以上，环境与社会效益显著。 关键词：电除尘器改造 可行性研究 电袋除尘器 布袋除尘器 电控系统 高频电源 脉冲电源 软稳电源 低低温省煤器 本体小分区 横向阳极板 投资估算目 录1. 工程概述61.1.1 电厂概况61.1.2 除尘器运行现状61.1.3 除尘器效率下降的原因分析71.1.4 除尘器改造的必要性71.3 可行性研究范围和内容深度91.4 主要技术原则及目标91.5 除尘器改造设计目标92. 设计原始资料103. 电除尘器综合改造方案的确定123.1.1 本体及其附设设备改造技术分析123.1.2 电控系统及其技术分析164. 本改造应用技术介绍224.1.1 软稳电8、源特性224.1.2 软稳电源节能、减排原理244.1.3 拓宽捕集粉尘比电阻的范围254.3.1 低压省煤器系统简介294.3.2 主要设计依据参数294.3.3 设计说明304.3.4 经济效益分析说明：315. 改造内容及效果335.1.1 软稳电源及其电控系统改造335.1.2 低低温省煤器加装345.2.1 第一个阶段：软稳电源及其电控系统345.2.2 第二阶段：第四电场改为双层横向槽板345.4.1 计算前提：355.4.2 增效效果：366. 工程预算（600MW单台）376.1.1 电源及控制系统（双室四电场）376.1.2 本体改造376.1.3 低低温省煤器377. 施工9、组织方案388.职业安全与工业卫生41附录1. 除尘方式对比441.2.1 600KW机组年电耗比较451.2.2 600KW机组各种除尘技术年运行费用比较461.2.3 600KW机组设备费用比较461. 工程概述1.1 工程实施的必要性1.1.1 电厂概况 七台河市位于黑龙江省东部，北距佳木斯市172公里，南距牡丹江市232公里，勃七铁路通往七台河市，是黑龙江省四大煤炭产地之一，当前年产煤炭超过1500万吨。XX七台河发电有限责任公司（以下简称：七台河电厂）厂址位于七台河市茄子河区，距市区5公里。二期扩建工程3#、4#机组为2台600MW国产亚临界湿冷燃煤发电机组， 2008年投产发电。 10、锅炉系哈尔滨锅炉有限责任公司制造的HG-2030/17.5-YM9，配600MW汽轮发电机组的亚临界压力、一次中间再热、控制循环、汽包锅炉；采用平衡通风、固态排渣方式；锅炉最大连续蒸发量2030t/h。 除尘器为浙江菲达的双室四电场布置的电除尘器，限于当时国家环保标准，原设计标准和要求较低，保证除尘效率仅为99.87。除尘器出口排放浓度100mg/Nm3。 本项目即针对的是七台河电厂二期3#、4#机组电除尘器改造工程。1.1.2 除尘器运行现状经过6多年的运行，除尘器内部部件磨损老化的较严重，除尘器的整体除尘效率偏低。2013年9月份对4#机组除尘器进行了性能测试，其除尘效率均低于99.87%11、，降至99.85%， 除尘器的实际粉尘排放浓度在60mg/Nm3100mg/Nm3之间，浓度平均值为95.5mg/Nm3。 电除尘器技术性能参数如下：双室四电场除尘器(ZFAA4*40M-2*96-125)序号名 称单 位设计数据现在运行数据1处理烟气量m3/h2入口烟温110-1601323阳极线480C480C4阴极线RSRS5入口烟气含尘量g/Nm330-4063.686本体漏风率%2.52.207出口烟气含尘量mg/Nm33595.508本体阻力Pa2452189除尘效率%99.8799.851.1.3除尘器效率下降的原因分析. 除尘器内部结构老化。 2008年投运至今，除尘器内部部件12、磨损老化现象比较严重，电场内部阴极线放电尖电蚀较重，极板极线腐蚀变形较多。并且原设计的除尘器内部结构型式已老化过时，烟道均风效果差，极板极线适应性差，也导致电源能耗高，性能差。致使除尘器效率降低，仅为99.85%。. 燃用煤种变化大，灰份升高，导致除尘器出口浓度偏高。当前实际燃烧煤种偏离设计煤种较多，实际燃煤低位发热量在40005000大卡左右（设计煤种为5500大卡左右），灰份在3040%左右（设计煤种25%左右)，除尘器入口粉尘浓度60g/Nm3左右（设计3040g/Nm3左右）。由于实际燃用煤种灰份远远超出设计煤种，超出了除尘器的适应能力，从而导致除尘器运行参数较低，排烟含尘浓度很高，出13、口烟尘排放浓度平均值为95.5mg/Nm3。1.1.4除尘器改造的必要性 . 满足国家新的环保排放标准的要求。 随着电力的发展和大气恶化，针对火电厂污染物排放的火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）业已出台。按照新的标准，2014 年7 月1 日起，XX七台河发电有限责任公司两台机组烟尘排放浓度限值为30mg/Nm3。目前，电厂二期2 台机组烟尘排放浓度均满足不了新标准的排放要求。因此，在标准实施前有必要进行除尘器改造，保证烟尘排放值满足国家新标准的要求。 . 适应主要燃用煤种变化的要求。 实际燃烧煤种偏离设计煤种较多，实际燃煤低位发热量在3000大卡左右（设计煤种5000大卡左14、右），灰份在28-35%左右（设计煤种25%左右)。由于实际燃用煤种灰份远超过设计煤种，导致烟气含尘浓度高。也由于传统点除尘器对煤种变化的适应性较差，因而导致现有电除尘器运行效率较低。. 烟气脱硫工艺的要求。烟气脱硫工艺对烟气中的粉尘浓度有较为严格的要求，除尘器出口的排烟粉尘浓度高，将对脱硫工艺产生不良影响，进入吸收塔的烟气含尘浓度对脱硫效率影响较大,这是因为烟尘在一定程度上阻碍了SO2与脱硫剂的接触降低了石灰石中Ca2+的溶解速率。同时，烟尘中不断溶出的重金属会抑制Ca2+与HSO-3反应。此外,烟尘中的Al3+会与液相中的F-反应生成对石灰石有包裹作用的氟化铝络合物,使脱硫效率降低。大量研15、究证明燃煤含硫量越低,对脱硫效率的影响越大,这主要是通常以钙硫摩尔比来计算石灰石用量,燃煤含硫量低,相应所用石灰石量就少，当进入吸收塔前烟尘浓度一定的情况下,烟尘与石灰石比例发生变化,烟尘所占份额越大,对脱硫效率的影响也越大。另外,烟尘浓度高还会造成塔内积灰以及除雾器堵塞等。浓度高粒径小的烟尘不但直接影响脱硫效率,还会降低石膏脱水效果,并造成喷头、管道甚至脱水“皮带”塞。. 节能降耗的要求。电除尘器是极为重要的环保设备，通常也是火力发电厂的高能耗设备。常规工频可控硅电源系统在一般情况下的耗电量约占机组容量的4。电除尘器系统的提效节能既可以提升电厂节能降耗建设，同时也降低了运行费用。鉴于以上原因16、，对二期2台机组静电除尘器进行全面改造，已经势在必行，刻不容缓。通过改造，以使该机组在2014年7月1日之前达到燃煤电厂大气污染物排放标准GB13223-2011中允许烟尘浓度排放30mg/Nm3的最新要求，同时实现大幅度节能。1.2 编制依据 . 七台河电厂提供的电除尘改造相关资料。 . 国家颁发的有关规程、规定及相应的技术标准。1.3 可行性研究范围和内容深度依据火力发电厂可行性研究报告内容深度规定（DL/T5375-2008），本工程由我所完成的研究范围及深度如下： 论证本工程建设的必要性；落实改造条件；就除尘器改造工程建设条件、布置方案进行比较；就改造方案及工程内容提出工程设想；工程投17、资估算。1.4 主要技术原则及目标 . 本工程为环保工程改造项目。. 在锅炉检修停炉期间，电除尘器主体改造完成，具备通烟条件。 . 为节约资金和缩短工期，并在满足技术要求的前提下，尽可能利用现有电除尘器的材料和电除尘器基础。 . 采用先进的除尘器控制系统，除尘器的运行实行自动控制。 . 环境保护、职业安全和工业卫生、防火和消防均应符合国家标准。在满足技术要求的前提下，外形尺寸尽量不变。1.5 除尘器改造设计目标 根据目前国家环保形势及未来发展需要，本工程以60g/Nm3 的除尘器入口烟尘浓度作为除尘器改造设计基准，将除尘器出口烟尘排放浓度按30mg/Nm3 设计，烟囱入口烟尘排放浓度按20mg18、/Nm3（=1.4）考虑。2. 设计原始资料2.1 厂址气象和地理条件：序号名 称单 位数 值1海拔高度m2当地大气压力Pa986703年平均最高气温4年平均最低气温5多年极端最高温度37.46多年极端最低温度-35.1（P=3.3%）7多年平均气温4.18平均相对湿度%619设计最大风速m/s29.7（P=3.3%）10多年平均风速m/s3.611基本风压KN/m212基本雪载KN/m213地震烈度度2.2 锅炉燃煤资料：项 目符号单位设计煤种校核煤种收到基水分Mar%9.8810.88空气干燥基水分Mad%0.910.88收到基灰分Aar%40.0735.37干燥无灰基挥发份Vdaf%2119、.6422.51收到基碳Car%43.747.05收到基氢Har%2.422.78收到基氧Oar%2.622.83收到基氮Nar%1.060.85收到基全硫St.ar%0.250.24收到基低位发热量Qnet.arKJ/kg1672018172变形温度DT12601270软化温度ST14601540熔化温度FT15001540哈氏可磨指数HGI7877磨损指数（英巴冲刷试验法）AI84.12.3 灰分析：项 目符 号单 位设计煤种校核煤种二氧化硅SiO2%65.3165.73三氧化二铝Al2O3%19.4219.95三氧化二铁Fe2O3%4.443.99氧化钙CaO%1.990.72二氧化钛T20、iO2%氧化钾K2O%4.173.21氧化钠Na2O%0.891.06氧化镁MgO%0.850.84三氧化硫SO3%0.690.82比电阻（120时）2.8x10122.7x10122.4 锅炉燃煤量：设计煤质为336t/h；校核煤质为367t/h。2.5 现有电除尘器设备： 型式： 干式、卧式、板式 每台炉所配台数： 2 台 每台除尘器入口烟气量： /2 (3170454/2) m3/h除尘器入口烟气温度： 120 除尘器入口含尘量： 36 g/Nm3 保证效率： 99.87 % 本体阻力： 245 Pa本体漏风率： 2.5 %在BMCR工况下的烟气速度： 1.5 m/s电场数： 4 个每台21、除尘器进、出口数： 进口 2 个 出口 2 个 3. 电除尘器综合改造方案的确定3.1 除尘器增效改造技术的考察及初选结合当前国内外提高除尘效率的常规解决方案和先进技术，可供选择的解决方案可以分为本体及其附设设备改造和电控系统改造两大类。3.1.1 本体及其附设设备改造技术分析 本体及其附设设备改造方案有：电袋复合除尘器（布袋除尘器）、湿式电除尘、旋转阳极板、径流式电除尘器、低低温烟气换热器、烟气调质或微颗粒凝聚、本体扩容、横向阳极板。. 电袋复合除尘器（布袋除尘器）：前级电除尘区秉承了电除尘器第一电场的除尘优势，其除尘效率与极板有效面积呈指数曲线变化，能收集烟尘中大部分粉尘，收尘效率达70822、0%，并使流经电除尘区未被收集下的微细粉尘电离荷电，一方面大大降低进入布袋除尘器区含尘浓度，另一方面荷电后的粉尘在滤袋沉积的粉饼呈低阻特性，从而既达到排放浓度小于30mg/Nm3的环保要求，又提高了除尘器整体性能的功效，构思比较合理。电袋除尘器是最近几年国内新出现的一种烟气除尘装置，收尘效果较为理想，可以保证除尘器出口排放浓度不大于30mg/Nm3。但其主要弊病是滤袋破损的问题。针对该问题国家相关部门召开过专题研讨会，与会专家认为，滤袋为国产的情况下，烟气经过电袋除尘器电区时会产生臭氧，臭氧是导致滤袋损坏的罪魁祸首。因此，电袋除尘器设备的使用还需要谨慎。如果采用进口滤袋，那么电袋除尘器造价将很23、高。布袋的原料PPS纤维和脉冲阀主要依赖进口，布袋价格较贵，价格变化范围较大，约4501100元/个。而且，检修维护工作较大，运行成本较高，在线检修工作困难且环境较差。另外，改为电袋式除尘器，必然使得烟气系统阻力增加，引风机电动机容量势必要增大。目前引风机的电机裕量受厂用电系统容量限制已经达到极限，增容本身非常困难，并且由于引风机的增容，又带来厂用电率的增加。因此，改为电袋式除尘器势必要对风烟（包括：引风机、增加一次风机和相关风烟管道等）系统进行改造，不但引起厂用电量的增加，投资也将增加很大，今后的运行维护管理成本也将增加许多。以600MW为例，目前的投资大约需要3000万元人民币，以5年为滤24、袋的寿命期测算，平均每年的运行维护费用大约需要300万元人民币。因此，从投资及运行的角度看，本方案不是好的选择，虽然，排放浓度可以达到国家新的排放要求。 . 湿式电除尘： 湿式电除尘布置在脱硫系统之后至烟囱之间的场地，其工作原理与干式电除尘器相同，但由于在湿式电除尘器里喷入水雾而使除尘效果发生很大的不同。水雾的喷入使粉尘凝并、增湿，降低了粉尘比电阻，粉尘和水雾在电场中一起荷电，一起被收集，水雾在收尘极板上形成水膜，水膜使极板保持洁净，使得湿式电除尘长期高效运行。 但是，新建湿式电除尘面临以下几个问题：a.用水量巨大，且由于直接用来冲洗灰尘，水将被污染，无法回收或直接利用。如果需要增设则需要额外25、增加洁净水系统。b.投资成本高。c.现有场地需要重新布置或已无法在原有场地改造，需要专门引出脱硫后烟气在场地外布置，无形中增加了系统阻力，破坏了设计的烟气流动场特性。D.供电耗能增加，增加了电厂电耗，厂用电小指标降低。 . 旋转阳极板： 旋转电极式电除尘器的收尘机理与常规电除尘器完全相同，并保留了常规电除尘器的优点。旋转电极式电除尘器由前级固定电极电场和后级旋转电极电场组成，旋转电极电场中阳极部分采用旋转的阳极板和旋转的清灰刷。附着于旋转阳极板上的粉尘在尚未达到形成反电晕的厚度时，就被布置在非电场区的旋转清灰刷较彻底地清除，因此不会产生反电晕现象且没有二次扬尘。 这种新技术的应用不仅可以增加粉26、尘的有效驱进速度，提高除尘效率，降低电除尘器出口烟尘浓度，减小煤种对除尘效率影响的敏感性，还可以使出口烟尘浓度保持稳定。对于改造项目，一般只需将末电场改成旋转电极电场，不需另占场地，无需更换引风机及相关设备，经济、技术优势更为突出。 旋转电极式电除尘器不仅具有明显的技术优势，还具有较好的经济性。与常规电除尘器相比，使用旋转电极式电除尘器电耗可节约15左右。与袋式除尘器相比，旋转电极式电除尘器维护费用低、性价比更高。旋转电极式电除尘器具有上述优点。 但是，旋转电极式电除尘器存在着尚未得到有效克服的现实问题：a.在现有电除尘改造过程中，由于旋转电极电除尘需要更多的安装面积（是常规一个电场的1.5倍27、面积），可能影响除尘器出口与引风机的烟道连接，间接影响后续烟气的流动，甚至反过来影响除尘效果。b.移动电除尘由于移动极板需要众多的电机驱动，任何安装疏失或极板的变形都可能影响除尘器运行（比如，极板的掉落可能卡死使得电除尘不得不退出运行）。C.显著增加了运行检修人员的运行、检修强度。 从目前在用机组的实际使用效果看，减排效果不理想，运行不稳定，多有发生机械故障停运的现象。 . 径流式电除尘器： 径流式电除尘器，采用旋转横向电极电场结构，移动阳极板采用镍基泡沫金属材料，具有新颖性，对细颗粒物（PM2.5）具有很好的捕集效果，可用于电除尘器末级粉尘的捕集。 但是，从目前为止仅有的两个比较小型的实验性28、工程实施情况看，效果不稳定，而且，旋转机构的故障以及阳极板的堵塞将是不可避免现实问题。 . 低低温烟气换热器:低低温省煤器技术是为了适应电厂进一步提高热力系统循环效率而采取的一种在烟气排放过程中进一步吸收烟气中含有的可以利用的潜在热量的新的回热加热新方法。由于在除尘器入口前安装了低低温省煤器，使得进入除尘器的烟温大幅度降低，可起到以下作用：烟气流量变小，流速变缓，改善了除尘器工作环境；降低烟尘的比电阻；讲烟温降到热力学酸露点以下（工程学酸露点以上），SO3形成适量酸汽，吸附与粉尘吸附在一起，起到与烟气调质或微颗粒凝聚异曲同工的作用，间接的提高了除尘效率，而且，能减轻后续脱硫负担，还能减少对后面29、设备的酸腐蚀。本工程，温度从130降到90左右，从经验看，一般可以起到减排20%的功效。. 烟气调质或微颗粒凝聚:烟气调质技术利用烟气成分特性，采用酸性介质中和灰分中的碱性成分，降低影响烟气除尘效率中的灰分成分；微颗粒凝聚技术是目前解决灰分中小颗粒灰分的辅助措施。该类技术主要为辅助除尘技术，能够一定程度地改善除尘效果。但是，其运营成本以及对环境的综合负担，成为长期使用的现实障碍。. 本体扩容：通过增加电场或加高加宽，增大集尘面积，以提高除尘效率。本工程除尘器区域设备连接紧凑，在现有场地条件下没有除尘器增容空间，理由如下：a.除尘器尾部与引风机连接紧凑，除尘器尾部烟道直接向下引入引风机，除尘器尾30、部柱脚距引风机室距离不足3m，且引风机室后方由于有脱硫烟道无法向后移动，因而除尘器没有向后增容的空间。b. 目前国内阳极板高度设计最大为15.0m，因而阳极板高度增加对除尘器收尘面积增加的影响很小。 . 横向阳极板：众说周知，常规的集尘极板是顺着气流安装的，而横向集尘极板是横过来逆着气流安装的。这样可以把常规气流带着粉尘离开极板的趋势，转变为吹向极板的趋势，也可以说把气流流向对集尘极板不利的因素转化为有利因素。通常电除尘设计是按照多依奇公式：=1-e-A/Q，把粉尘迁移速度看作常数，要提高除尘效率，在风量Q一定的情况下，势必要提高集尘面积A，也就是说对原有排放不达标的除尘器要改造成达标，势必要31、加宽或加长或加高，通常的做法是增加一级电除尘。但如果现场空间不够的情况下，这种改造就显得无能为力。研究表明，通常被看作常数的，完全可以通过电极结构和气流方向的改变来最大限度提高，从而提高除尘效率，横向极板就是极为有效的措施。研究结表明；纵向极板改造为横向双层极板，其可以提高5倍，其1个电场可以顶3纵向电场。这就是为原来排放不达标的电除尘，在外形尺寸不变动的情况下，只进行内部改造本体使除尘器排放达标成为现实。电除尘器效率与粉尘驱进速度、比集尘面积的大小有关。在电除尘器尺寸一定的前提下，比集尘面积愈大、驱进速度愈大除尘效率愈高。因此，在烟气量一定的条件下，要提高电除尘器的效率，必须增加收尘的面积（32、即比集尘面积）或粉尘驱进速度。如果保证出口烟尘排放30 mg/Nm时，除尘效率需要达到理论上99.95%的除尘效率（入口浓度60 g/Nm），因此至少要将原除尘器收尘板的面积或驱进速度增加12倍，这样才能在理论上满足除尘器出口达到排放30 mg/Nm。因此，双层横向极板电除尘器技术,是一个双层横向极板电场可以达到常规电场23倍除尘效果的新型技术。综上所述，XX七台河发电有限责任公司2600MW机组电除尘器本体改造可采用以下两种有效且安全可靠的方式是低低温省煤器和横向双层极板。从本体上确保提高除尘效率。3.1.2 电控系统及其技术分析3.1.2.1 静电除尘原理及主要电源静电除尘电源是静电除尘装33、置的核心部分，其性能直接影响除尘的效率。在追求不断提高除尘效率的过程中，其结构不断改进，性能不断提升。目前，工频电源的明显有效的替代产品有：a.高频电源；b.脉冲电源；c.软稳电源。 电除尘器除尘主要依托的是电晕放电原理，如下图3-1所示。通常电除尘器电晕线是细长的金属线，上面布满了芒刺线。当电晕线与阳极板之间加高压直流电时，两极之间将形成不均匀电场，离电晕线越近，电场强度就越强；当电晕线附近的一个很小区域内(一般为23mm)电场强度大至某一值时，在电晕线附近的少量游离子在电场力的作用下被加速至很高的速度，并在运动中与中性气体相碰撞，使气体分子电离为正离子和电子。自由电子获得了足够的能量，它和34、气体分子碰撞产生正离子和新的电子，而新生的电子立刻又参与到碰撞电离中去，使得电离过程加强，生成更多的正离子和电子。这样，由于在电子的行程上新生成电子不断参加碰撞电离，结果气体中的电子像雪崩似的增长，形成电子崩，迁移率较大的电子集中在“崩”的头部迅速向阳极方向发展，而正离子则留在“崩”尾向阴极加速并撞击阴极使其释放出达到自持放电所必须的二次电子。因此，在电晕极附近的狭小区域就产生了放电条件，形成电晕，这就是电晕形成的机理。在强电场区以外(电晕外区)，电子逐渐减慢到小于碰撞电离所必需的速度(多次碰撞后动能减少)，并附着在气体分子上形成负离子向阳极运动，其运动速度和它们的电荷及电场强度成比例。这些气35、体离子构成了电晕外区的电晕电流，这时如含尘的烟气进入电场，其中尘粒将被负离子碰撞而荷电，形成负粒子，而负粒子在电场力作用下向阳极(集尘极)运动，以达到收尘的目的。当集尘极板上的粉尘达到一定厚度时，再通过振打装置使粉尘落入下部灰斗，再把灰尘通过输灰装置输送出去，即完成了整个除尘工作。电除尘器工作原理反电晕是沉积在收尘极表面上高比电阻粉尘层产生的局部放电现象。静电除尘器在处理高比电阻(51010cm)粉尘时，随着沉积在极板上的粉尘层增厚，电荷释放更加困难。此时，一方面由于粉尘层未能将电荷全部释放，其表面仍有与电晕极相同的极性，便排斥后来的荷电粉尘；另一方面，由于荷电粉尘电荷释放缓慢，于是在粉尘间形36、成较大的电位梯度。当粉尘层中的电场强度大于其临界值时，就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿，产生与电晕极极性相反的正离子，并向电晕极运动。高比电阻粉尘可能产生反电晕现象，致使收尘效率降低。电除尘器供电控制设备在适应运行工况的要求和提高电除尘器整体性能方面起着重要作用，因此，对电除尘器的运行能耗进行深入分析研究，开发新的电除尘器供电技术，通过电源供电技术的改进，充分挖掘现有电除尘系统的潜力，实现电除尘器的节能、高效运行，具有重大的技术意义和经济意义。当烟气量为3.1106m3/h时，在理想状况下电除尘器达到较高的除尘效率仅需要一千多瓦的电功率，虽然在实际状况下由于二次扬尘、气流分布不均匀、电除尘器供电37、特性等因素的影响，电除尘运行消耗的能量会高于理论值，但也会在合理的范围内。然而，在实际工程应用中为了达到设计除尘效率，往往需要几千千瓦的电功率，远远高于理论分析值。经过分析研究发现，出现如此大的差距主要是因为常规大功率大功耗工作方式下的电能利用率极低。电除尘器在实际运行过程中，用于高压收尘的电能消耗可分为四类：一是用于粉尘的荷电与捕集的电能，称为“有效”电能；二是对粉尘的荷电与捕集起破坏作用的电能，称“反效”电能，如反电晕、二次扬尘等；三是介于上述两者之间，既无利也无害的电能，称为“无效”电能，如电晕放电过程中没有用于粉尘的荷电与捕集的多余电荷等，这部分被浪费的电能亦称“浪费”电能；四是从3838、0V交流动力电源转换为脉动直流负高压输出所消耗的电能称为固有能耗（转换效率）。在电除尘器实际运行过程中，有效、反效、无效电能是交织在一起的；在总的电能消耗中，有效电能的比例很小，反效和无效电能占了绝大部分。因此，通过先进的技术措施提高有效电能比例，降低反效与无效电能比例，可进一步提高电除尘器的除尘效率、降低烟尘排放浓度并大幅降低电能消耗。 a. 高频电源：高频静电除尘电源采用了大功率高频功率器件(如IGBT)、高频升压变压器以及高频调制技术的新一代静电除尘电源。三相交流电通过整流后在母线电容上得到直流电压，然后通过高频逆变、高频升压变压器、高压整流，最终在静电除尘器上得到直流负高压。但是，实际39、应用中，高频电源的减排效果并没有厂家宣传那么有效。国内应用高频电源的用户调查显示，高频电源和常规工频电源相比，就连美国原装进口的产品，其减排增效也达不到20%，国产的高频电源减排效果只有10%左右。另外，高频电源对煤种的适应性较差，尤其对高比电阻和细微粉尘处理效果不好。因此，从环保达标角度看，其选择意义不大。b. 脉冲电源：脉冲电源是混合供电模式，即是指在静电除尘器直流供电的基础上叠加高频脉冲电压。主要由基础电压调节电路、脉冲产生电路、保护电路、脉冲幅值调节电路等组成。直流叠加高频脉冲电压供电形式的优点是：脉冲电压持续时间短，不易触发闪络；脉冲电压幅值高，可增加粉尘的荷电量，进而增加粉尘驱进速40、度提高除尘效率；采用单独的脉冲电压源，高压脉冲可以以较高的频率产生；采用间歇脉冲供电技术来克服高比电阻粉尘引起的反电晕，根据工况条件变化自动选择工作方式（选择间歇脉冲供电的占空比）、自动选择运行参数，可以提高除尘效率而且还可以大量节约电能。但是,目前为止，脉冲电源的实际环保功效和和节能效果尚未在国内火电机组上得到验证，还未取得在适应不同煤种的情况下的充分的支持数据。c. 软稳电源：所谓“软稳”,就是电源输出的是瞬时工况下的火花始发点下的临界电压，其“稳”特性，不受随燃用煤质、烟气湿度、机组负荷以及电网周波的等因素的波动的影响，除尘有效性是常规电源的2倍以上，同时节能50%以上。半个多世纪以来，41、一直遵循世界电除尘权威美国学者怀特先生提出的理论：电除尘工作的最佳点是在火花始发点以上某一处“最佳火花率”地方，因此，现在大型或特大型的电除尘器,都是通过微电子技术，火花自动跟踪，自动抑制把电源工作点调整在“最佳火花率”状态下运行。而“软稳电源”，则突破了统治百年的怀特理论。在理论方面，该技术突破了常规的“最佳火花率”观念，认为火花放电对除尘不作贡献，属于“无效”和“反效”。因而，“软稳”电源最大的特点是避免火花放电，工作电压一直稳定在火花始发点以下的临界处。在现有的所有电源中，最大限度地抑制“无效”和“反效”，最大幅度地提高了“有效”占比，获得了最显著的除尘和节电效果。当前应用于大型火电厂的42、软稳电源技术已经是该系列的第三代产品，三代科研人员历经三十余年的不断研发，不断突破的成果。其第一代技术，早在1990年就被国家科委（国家科学技术部的前身）列入全国第一批推广项目（编号：I5-1-3-1）,但由于其输出功率较小，输出高压电流在10mA以内，不能满足电力行业的要求。2000年开始，主振元件采用可控硅，功率较大，输出高压电流可达10-50mA。2007年以后，主振元件采用IGBT,功率可以做得很大，输出功率可达到10KW，电流可达800MA以上，能适应大规模的电厂除尘。软稳电源技术已在国内高比电阻燃煤大容量机组的电除尘上实施应用，并通过了市、自治区、国家环科院等权威机构的测试鉴定。 43、以上三种电源为当今着力发展的可以提高电除尘能效，同时减少电耗的主要电源。3.1.2.2 不同电源供电原理的比较分析 总的来说，脉冲电源与高频电源的供电模式是以检测建立电场时产生的火花电压为前提的。在检测到火花电压时，通过间歇供电或较短时间内停止供电的方式消除火花。这与软稳电源相比有本质的区别。供电的原理上不同，导致荷电及驱进能力方面有以下不同或者说差距：软稳电源与周波供电方式的节能减排效果比较 脉冲电源和高频电源供电模式采用的火花自动跟踪、检测等软件技术手段往往滞后于除尘工况变化，跟踪检测和通过数据库定量分析都不能完全应对工况瞬时变化。而软稳电源可以随着电场负载的变化自动调整电压输出状态。 脉44、冲电源和高频电源供电方式都是以周波方式供电的电源为，越过火花电压的部分电能全部损耗，低于火花电压的部分无法全部荷电。如上图所示，与软稳电源相比，建立电场的平均电压要小于软稳电源的供电平均电压。 脉冲电源、高频电源属于脉动直流且存在着不同程度的火花放电，而软稳电源一直工作在火花电压以下的临界处，不产生火花发电。 脉冲电源、高频电源的火花现象必然产生对放电极的击穿现象或者电腐蚀现象。而 “软稳”电源技术由于整个供电过程都处于无火花放电状态，所以其对放电极不产生电腐蚀问题，从而能保证除尘器处于长期高效稳定运行，延长了设备使用寿命，并降低了运行检修人员劳动强度。 3.1.2.3 软稳电源技术的优势 软45、稳电源与脉冲、高频电源以上原理上的不同带来更多优势： 软稳电除尘技术采用软特性、准稳定直流供电的技术路线和工艺路线，有效抑制火花放电的连续发生，从根本上消除了电场全击穿的电耗，电场100处于电晕放电状态。 软稳电源升压性能好，容易实现超高压运行，除尘器本体电场便于实施宽极距，更易于收集高比电阻粉尘，同时降低设备耗材、设备投资。 软稳电除尘技术能够处理高比电阻矿物粉尘，极大限度的抑制“反电晕现象”的发生，增大了收集粉尘颗粒的范围，并避免除尘设备内部收尘极“结瘤”现象。 软稳除尘技术在整个供电周期内都不产生火花放电，为用电除尘收集易燃易爆粉尘提供可行的技术手段。 供电装置先进，自行设计的感应电路集46、成模块，把供电电源和除尘器本体视同统一整体，通过硬件主导、软件辅助的同步控制模式有效地抑制了火花放电，保持电源自适应工况的“软特性”能力。避免了依靠软件控制进行火花跟踪等信号滞后的缺点。 能够有效拓宽捕集粉尘比电阻的范围，改善粉尘荷电效果。 “软稳”电源比常规电源节电的同时，也降低了粉尘层在极板上的电荷积累，从而降低了粉尘层对极板的吸引力，振打后容易脱落，便于收尘。 软稳电源软特性特征使集尘极表面荷了电的高比电阻粉尘电荷容易释放，减少高比电阻粉尘层局部放电现象，有效拓宽粉尘的比电阻范围，使软稳静电除尘技术能够广泛适用不同的煤种。 综上所述，XX七台河发电有限责任公司2600MW机组除尘器电源改47、造的最佳选择为软稳电源技术。确保减排50%以上、节能50%以上，并避免不必要的初期投资及后续维护麻烦。3.2 电除尘综合技改方案的确定 基于以上本体及其附设设备和电控系统技术的分析，确定XX七台河发电有限责任公司2600MW机组除尘器增效节能改造方案如下： 方案一：软稳电源及其电控系统+低低温省煤器 方案二：软稳电源及其电控系统+第四电场改为双层横向槽板4. 本改造应用技术介绍4.1 软稳电源4.1.1 软稳电源特性a、硬特性电源输出曲线b、软特性电源输出曲线软稳电源电压输出波形 软特性准稳定直流电源简称为“软稳电源”，作为除尘器的供电电源，在电除尘领域里是一个新的思路、新的技术路线。 所谓软48、稳电源的“软”是指电源性质属于软特性，它是针对常规电源的硬特性来说的；“稳”是指电源的波形是一条稳定的直线，它是针对常规电源的脉动性来说的。 极限值比较 3.1.2 软稳电源的理论观点及与常规电源的区别 电源工作的最佳点是在火花始发点以下的临界处，不得进入火花放电区域。因为，火花放电的实质是正电荷和负电荷在电场中间发生碰撞，通过光和热释放能量的物理现象，它并没有把电荷附给粉尘，对除尘没起正面作用。不仅是肉眼看得见的火花对除尘不起作用，就是眼睛看不见的越过火花放电线的脉动波部分也是无效的。 电除尘现场工况不可能一直处于不变状态，每时每刻会受到煤种以及电场内温度、湿度、粉尘浓度的变化的影响。软稳电49、源输出的电压根据负载（电场内温度、湿度、粉尘浓度以及市电波动）的变化而自行跟踪调解，例如，由于工作条件不稳定而造成两极间全击穿时，相当于负载加重，这时输出电压自动跌落，当不稳定状态消除后能够自行提升。自动调节输出电压，有效抑制火花放电的发生，保持最佳放电状态。 常规电源有火花放电且电源特性属于硬特性，其输出电压不随着电场内部负载变化而自行调整，不具备适应变化环境的能力。软稳电源和常规电源电源输出比较4.1.2 软稳电源节能、减排原理 软稳电源工作电压最佳点是在火花始发点以下的临界处，在整个过程中都没有火花放电的产生。软稳电源和常规电源相比，不仅因为软稳电源消除了肉眼能看得见的火花放电，同时也消50、除了肉眼看不见的超出火花放电的那部分。如图所示，因为软稳电源的电压U稳也是平行于时间轴的一条直线，它可以平移至火花始发点Uf的临界处，整个周期内都处于高效。但常规电源是脉动的，U常的高效只是a、b、c、d四个点，远离Uf的是低效，超过a、b、c、d四个点的是无效。 因为火花始发点以下临界处是最佳点的极限值，所以常规电源最佳点的极限值只是峰值a、b两个点，其有效值则是峰值的1/2，而软稳电源的最佳点是火花始发点以下临界处平行时间轴的一条直线，每时每刻都等于常规电源的峰值，即为常规电源有效值的2倍，即V稳=2V常规有效值。由于粉尘有效驱进速度与两极间电压有下列关系：=KV2式中K是一个常数，有效驱51、进速度与两极间的电压平方成正比，由于V稳=2V常规有效值，所以软稳电源的粉尘有效驱进速度稳=KV2稳=K(2V常规有效值)2=2KV2常规有效值=2常规。由式可以看出两种电源都处于最佳点的极限值的时候，软稳电源有效驱进速度等于常规电源有效驱进速度的两倍，根据除尘效率多依奇公式：=1-e-A/Q可以看出，一级软稳电源供电能等于二级常规电源供电的除尘效果，这就是软稳电源替代常规电源给除尘器供电能够减排的原理。目前出现的“三相电源”“恒流源”“中频电源”及“高频高压电源”和“软稳”电源的最大不同之处，是这几种电源都还属于脉动直流和存在着不同程度的火花放电。4.1.3 拓宽捕集粉尘比电阻的范围 两个带52、电体之间的静电引力：F=Q1Q2 也就是说和两个带电体所带电量的乘积成正比。 “软稳”电源比常规电源节电，相同的功率情况下，由于电流小，粉尘层的电荷较少，降低了粉尘层在极板上的电荷积累，从而降低了粉尘层对极板的吸引力，振打容易脱落，便于收尘。 常规电除尘适应粉尘比电阻的范围是10cm21010cm，而软稳电源能够有效拓宽粉尘比电阻范围至103cm31012cm。4.2 横向阳极板 在本体结构方面，我们突破了常规的模式，采用横向阳极板。即与气流方向垂直布置的集尘极板。 横向槽板的意义：能够处理高浓度粉尘；对均速要求放宽；降低了烟尘二次飞扬；降低运行费用。H-EP断面上视图注：D一均速板；A一集尘53、极板；K一电晕极。2C型集尘极板上边界层气流示意图注：V气流速度；库仑力的驱进速度；边界层。 常规的集尘极板是顺着气流安装的，而我们的集尘极板是横过来逆着气流安装的。这样可以把常规气流带着粉尘离开极板的趋势，转变为吹向极板的趋势，把气流流向对集尘极板不利的因素转化为有利因素。通常电除尘设计是按照多依奇公式：=1-e-A/Q，把粉尘迁移速度看作常数，要提高除尘效率，在风量Q一定的情况下，势必要提高集尘面积A，也就是说对原有排放不达标的除尘器要改造成达标，势必要加宽或加长或加高，通常的做法是增加一级电场。但这种改造，不但造价高，而且，如果现场空间不够的情况下，这种方式就无能为力了。 通过电极结构和54、气流方向的改变来最大限度提高，从而提高除尘效率。横向槽板就是极为有效的措施。研究结表明：纵向极板改造为横向极板，其可以提高5倍，其1个电场的除尘能力相当于4纵向电场。这是在外形尺寸不变动的情况下，只进行内部改造就能使除尘器排放达标的极佳选择。 如图所示的2C型集尘极板是从流体力学角度进行设计的集尘极板。集尘极板C形角能把沿着集尘极板表面流过没有捕集下来的尘粒，再按气流导向集尘极板表面，加以捕集。极板间开口率为3050%均速板D把风道出口气流进行均速。均速板后面的集尘极A也起着均速作用，因而对D的均速要求相对降低了。双C型极板能把振打时掉下来的粉尘控制在双C槽内，再加上电场抑制作用，粉尘不易产生55、二次飞扬。气流是沿集尘极表面绕行，大大延长尘粒运动轨迹，再加上EP内气流速度对尘粒的推进作用，能在较短时间内，以很大的气流速度把尘粒驱赶到集尘极表面加以捕集。因而成数倍减少EP截面积和长度，体积较现在常规EP成倍减少，实现了EP小型化。 横向极板布置中横向间距，通风率，电晕线密度，横向阳极振打机构等都有成熟的设计。该技术经过模拟本体的大规模实验，得到了非常充分的数据。在水泥厂窑头、窑尾除尘和钢厂烧结机除尘应用中，效果非常显著。我们对横向阳极板的风场测试发现，横向极板使电场区的风更加均匀，流场，阳极板集尘分布均匀。理论显示，一个横向阳极板电场相当于四个纵向极板电场。在实验和实际应用中采用横向阳极56、板单电场的除尘效率可以达到93，远远大于同体积纵向阳极板单电场7075的除尘效率。我们通常保守设计，按照单电场的除尘效率为80设计。 关于更换横向阳极板后电场阻力的问题说明：顺向极板电场喇叭口前的末段均风板通常设计为相互扣着的槽型板，板间距通常在3cm左右，其对电场内风速影响都小于3，而横向阳极板板间距都在5cm左右，即使是多层横向结构，因为电场内风速很低（通常小于1m/秒），极板间距对风阻的影响是非常有限的。第四电场更换横向极板后阻力总增加约22Pa，此时对风机余量有相应的考虑。 计算依据：根据伯努利方程计算局部阻力 Z(Pa)=2/2 -空气平均流速（m/s）； 空气密度(kg/) 6.957、7 kg/； 局部阻力系数； 截面积比的系数：d/D00.250.30.50.60.750.810.50.350.20 根据以上公司计算： 单层横向极板Z（Pa）1.21975 双层横向极板Z（Pa）2.4395 单电场按照9层双层阳极板布置其阻力增大约22（Pa） 本案第五电场布置双层阳极板其阻力增大约22（Pa）4.3 低低温省煤器 加装低低温省煤器，能够改善电除尘入口烟气运行环境，减轻由于多煤种使用带来的环保压力，并在一定程度上改善电厂的运行小指标。 排烟温度与除尘效率的关系：4.3.1低压省煤器系统简介 低压省煤器与主回水成并联布置，取水取自#8低加入口和#7低加出口，两路取水混合后进58、入低压本体吸热后，返回至#6低加出口。在进水主管道(3778)上设置升压/再循环泵，以保证系统的流动压降。通过调节低加回水管路电调门开度，可以调节低压省煤器凝结水流量。 低压省煤器安装于空预器出口至除尘器入口四个的水平烟道内，由凝结水系统流来的低压加热器主凝结水，经低压省煤器入囗集箱进入低压省煤器，流经蛇形管排吸收烟气热量，返回到主凝结水管道。由于实现了介质、烟气的逆向流动，一方面可大大提高低压省煤器的传热系数，解决布置危机；另一方面，可使排烟温度的降低不受介质出口水温的限制，最大限度地降低排烟温度。 低压省煤器的传热元件采用专用强化传热换热管，为山东大学和济南达能动力技术有限责任公司的专利技59、术，经长期设计实践及运行业绩表明，具有较高的总传热系数和防止磨损、堵灰及抵抗腐蚀的综合性能。同时，在烟气流阻限制较严格的情况下，可使烟气侧流阻控制在允许值之内。 低压省煤器在设计分水流量下，可降低排烟温度40以上，通过调节低压省煤器的进水温度（根据煤的含硫量），还可对排烟温度的降低幅度做一定的调整。4.3.2主要设计依据参数 煤质数据：（煤质数据由电厂提供）煤质单位数值收到基低位发热量kJ/kg17368Har%3.12全水分Mar%9.85收到基硫%0.27收到基灰分%37.56 热力计算数据汇总：工况单位数值发电负荷MW600进口烟温130出口烟温90烟温降40进水温度70回水温度100水60、流量t/h792给水侧流阻MPa0.2烟气侧流阻（修正后）Pa343（85）发电煤耗降低值g/kwh2节省脱硫工艺水量t/h46粉尘浓度降低值（预计）mg/nm310-15 换热面基本结构尺寸：H型翅片管材质ND钢/20g烟道个数4基管管直径mm38壁厚mm44.3.3 设计说明(1)防止磨损采取的技术措施本方案受热面布置在除尘器前烟道，粉尘浓度高，在设计过程中也必须考虑受热面的磨损问题。结合我们几十项工程的防止磨损的成功设计和运行经验，我们积累形成了基于煤种灰分的防磨损专有技术，并在本设计中实施。(2)防止低温腐蚀采取的技术措施本设计方案考虑到本厂燃用煤的硫分，收到基硫份达到0.27%，设计61、过程中应慎重考虑受热面的结露腐蚀问题。为了控制受热面管子壁温，防止或减轻受热面腐蚀，采取了我们的“基于煤种硫分的壁温控制与防腐专有技术”。(3)防止积灰采取的技术措施关于防止受热面积灰，也是本设计重点考虑的因素。 设计合适的烟速，利用烟气的自吹灰能力清除管壁积灰。 优化H型鳍片管高度和节距，翅片贴壁灰浓度小于平均灰浓度，这种结构特点可减轻换热管上的积灰。 本方案采用了防止低温腐蚀的技术措施，可以有效保证受热面金属壁温处于烟气露点之上，避免“结露”现象的发生，从而避免了湿管壁粘灰现象的出现，可防止积灰的出现。4.3.4经济效益分析说明：脱硫塔减少水耗计算：机组排烟温度降低，会减少脱硫塔喷雾降温水62、耗，其效益统计如表2。表2 脱硫塔节水效益统计序号名 称单位结果备注1节约脱硫水耗t/h46.2462年累计节约水量万t/年25.435以5500h/y计算3单位水价元/t24年累计节约水效益万元/年50.871节煤效益计算：机组在THA工况下，加装低温省煤器系统后，一台机组的节煤效益如下表。表3 节煤效益统计序号项 目单位数值备注1低温省煤器吸热量MW32.542加装低温省煤器降低发电煤耗g/kwh1.99283年运行小时数h55004年节煤量（标煤）吨/年6576.45单位煤价(标煤)元/吨5006节煤效益万元/年328.82污染物排放减少量计算：本工程的设计煤质资料如表1所示：按表1煤质63、资料，1台机组每年因节约标煤而减少主要污染物排放量见表4。表4 主要污染物减排统计序号项目符号单位数值备注1节约标煤量Wbj t/年6576.4023842减少CO2排放MCO2t/年10665.457793减少NOx排放MNOxt/年13.06146198NOx浓度200mg/m34减少SO2排放MSO2t/年1.79166731195 %脱硫后5减少粉尘排放Mfct/年1.306146198除尘后20mg/ m3引风机等辅机设备能耗增加计算：机组尾部烟道安装低温省煤器后，会增加烟气阻力和工质阻力，相应地会增加引风机和水泵的功耗，其能耗增加见表5。本方案低温省煤器加装于引风机入口烟道，增加烟64、气阻力343pa，同时由于排烟温度降低40，烟气体积流量降低9.92%，在引风机功率不变的情况下，可以吸收烟气阻力258pa，引风机净增烟气阻力为85Pa。表5 引风机和增压泵能耗增加序号项目名称单位数值备注1烟气侧阻力Pa85.0022工质侧阻力MPa0.223引风机增加能耗KW92.2614增压水泵增加能耗KW55.3295年能耗增加费用万元16.235总经济效益： 表6 总经济效益序号项目名称单位数值备注1脱硫节水效益万元50.8712节煤效益万元328.823引风机、增压水泵增加能耗万元16.2354年经济效益万元363.465粉尘浓度降低值Mg/nm310-15项目总投资：1200万65、元，包括低低温省煤器整体系统所有费用。从经济学角度，项目投资回收器约为3.3年。从环保角度，可以降低除尘器排放粉尘浓度为约15mg/Nm3。5. 改造内容及效果5.1 方案一：软稳电源及其电控系统+低低温省煤器5.1.1 软稳电源及其电控系统改造 移除原有的常规供电电源硅整流变压器+高、低压微机控制柜（12台2.0A/72KV+8台1.4A/72KV），在原位置更换成软稳电源（12台GRW72KV/900Ma+8台GRW72KV/500Ma），同时把原电除尘的低压部分，包括低压振打，输灰，加热等兼容到新系统中，以方便管理。 在锅炉和发电设备正常运行期间就可以完成更换软稳电源改造。改造期间不需要66、停电，逐台切换施工，即停一台电源，改造一台电源，改造后的电源马上恢复供电，以此类推，直至完成全部电源改造。完成电源改造后再进行DCS系统集成和兼容，最后提供完整优化运行系统。 该方案不改造输灰系统。软稳电源改造可先行也可与低低温省煤器加装可同步进行。5.1.2 低低温省煤器加装 本方案考虑将原电除尘器前部入口烟道上增设低温省煤器，将烟气温度从130降至90，减少工况烟气量、降低电场风速。 相关的烟道、电气、控制、土建需要作配套改造。5.2 方案二：软稳电源及其电控系统+第四电场改为双层横向槽板 本方案可分两步进行：先进行软稳电源及其电控系统改造，根据脱硫洗尘后的效果，在判断是否进行第四电场的双67、层横向槽板改造。根据软稳电源的特点和环保功效，更换软稳电源后除尘效能在常规电源的基础上提高50%，即现在出口排放60mg/Nm100mg/Nm之间，通过换装软稳电源后可使除尘器出口粉尘排放降低至50 mg/Nm左右，再经过脱硫塔后，一般都能使烟囱排放可以达到30 mg/Nm以下。5.2.1 第一个阶段：软稳电源及其电控系统 （同 5.1.1）5.2.2 第二阶段：第四电场改为双层横向槽板 对第一、二、三电场做恢复性检修，使其达到原设计能力；拆除原除尘器第四电场本体内部阳极板、阴极线，机械振打机构等。阳极板更换为横向双层阳极板，同时重新更换安装阴极线和阴极振打机构和高压绝缘机构，改进阳极和阴极振68、打机构。5.3 除尘器改造后主要技术参数序号参数名称设计值1设备名称软稳静电除尘器2设备型号GRW72KV/900MaGRW72KV/500Ma3处理烟气量（m3h）4烟气温度（）1101605工作负压（kPa）-56设计除尘效率（）99.957压力降（Pa）4008漏风率（%）39电场数（个）410室数（个）211同极间距()400（四电场600）12烟气停留时间（s）121413烟气流速（ms）0.81.014有效驱进速度（s）102015比收尘面积（m2m3s）10012016阳极系统阳极板类型第四电场C200+25+25阳极有效高度（m）16.517阴极系统类型RS型极线管芒刺类线距（69、）400辅极方管型18入口浓度60gNm319出口排放浓度30mgNm320高低压控制方式微机控制21软稳电源数量20台5.4 改造效果5.4.1 计算前提： (1) 本体检修后改造前的除尘保证效率为99.85%（实测值）。 (2) 更换软稳电源，保证式除尘器增效50%以上。 (3) 第四电场改造为横向阳极板后，该单电场的除尘效率为89%。 (4) 根据低压省煤器的减排经验推算，烟温从130降到90时对减排的贡献为13%以上。 (5) 脱硫洗尘效果:除尘器出口浓度大于40mg/Nm3时为40%；3040mg/Nm3时为35%；2530mg/Nm3时为30%；2025mg/Nm3时为20%；1570、20mg/Nm3时为10%；低于15mg/Nm3时为不作考虑。 (6) 除尘器入口浓度采用36g/Nm3（设计值上限）和60g/Nm3两个考虑数值。5.4.2 增效效果：项目方案一方案二入口浓度36g/Nm3入口浓度60g/Nm3入口浓度36g/Nm3入口浓度60g/Nm3本体检修(保证效率)99.85%99.85%横向阳极板(本体总体保证除尘效率)99.91%99.91%软稳电源(保证减排幅度)50%50%50%50%低低温省煤器(保证减排幅度)13%13%除尘器出口综合除尘效率99.945%99.946%99.955%99.946%除尘器出口浓度19.98mg/Nm333.3mg/Nm3171、6.2mg/Nm327mg/Nm3增效结果(脱硫前)达标不达标达标达标脱硫洗尘(保证减排幅度)10%35%10%30%总除尘效率99.95%99.963%99.959%99.969%电厂最终排放浓度17.982mg/Nm321.645mg/Nm314.58mg/Nm318.9mg/Nm3增效结果(脱硫后)达标达标达标达标 结论：除尘器入口浓度不超过设计之上限的36g/Nm3的工况下，方案一和方案二，都能使除尘器出口浓度保持在30mg/Nm3以下，满足稳定达标；除尘器入口浓度不超过60g/Nm3的工况下，方案二，都能使除尘器出口浓度保持在30mg/Nm3以下，满足稳定达标；而方案一则经脱硫洗尘后72、，都能使电厂最终排放浓度保持在30mg/Nm3以下，满足稳定达标。 改造前后环境效益将原有的实际运行效率为98.85 %的静电除尘器提效为99.95%后，改造前后锅炉的烟尘排放情况下表所示：单台机组每年可减少烟尘排放量644t以上，环境与社会效益显著。表 除尘器改造前后烟尘排放情况（单台炉)序号项目单位除尘器改造前除尘器改造后改造前后增减量1进口烟尘浓度g/Nm3606002除尘效率%99.8599.950.13烟尘排放浓度mg/Nm395.53060.54烟气量（标、干）Nm3/h05烟尘小时排放量kg/h208.765.6143.16烟尘年排放量t/a939.1295644.1 说明：锅炉73、年利用小时数按4500h 计算。6. 工程预算（600MW单台）6.1 改造预算6.1.1 电源及控制系统（双室四电场）序号材料名称数量金额（万元）备注1软稳电源及控制器12套528GRW72KV/900Ma2软稳电源及控制器8套304GRW72KV/500Ma3电源及系统安装20套76含系统兼容4电缆及桥架505税金(8%取费)76.64合计1034.646.1.2 本体改造序号材料名称数量金额（万元）备注1拆除本体内外部机构80.002检修本体及一至三电场100.003收尘阳极板1600套80.004顶层支架及附件10.005阴极线1600套40.006高压绝缘子5.007聚四氟管3.0074、8阴极振打装置48.009电加热器2.0010阳极振打装置（辅助清灰）64.0011运输、安装、调试费100.0012税金(8%取费)42.56合计574.566.1.3 低低温省煤器 项目总投资：1200万元，包括低低温省煤器整体系统所有费用。7. 施工组织方案7.1 工作范围 除尘器电源改造，主要工作拆除原有除尘器供电电源，换装中标单位软稳电源。 进行本体改造，拆除原有除尘器本体第四电场，换装中标单位独有双层横向阳极板，并对第一、二、三电场进行检修。或者加装低低温省煤器并对除尘器本体进行全面检修。 配合电厂进行改造效果检查测试。7.2 现场操作和施工方法 中标单位对整个现场各种操作和施工方75、法的适用性，稳定性和安全性全面负责。中标单位在分项工程施工前，编制施工组织设计和作业指导书交业主工程师确认，经确认后方可施工。 项目开工前，中标单位向业主提供项目的施工图，经业主审核确认后方可施工。 中标单位负责改造区域内建（构）筑物所有材料（如：水泥、骨料、钢筋、钢材、型钢、防腐材料、防水和保温材料、建筑装饰材料、门窗、人工地基处理和回填材料等）的供货、质量、运输和保管。 中标单位全面负责在工地上施工的人员的安全，并使工地（只要这些工地已由其管辖）和工程（只要这些工程尚未完成或由项目法人占用）保持良好的秩序，以免发生人身事故。电厂应为文明施工创造良好条件并讲解或传达电厂或XX集团有关文明生产76、要求。 为了保护工程或为了公众及其他人员的安全及方便，任何依法建立的主管机关所要求的时间和地点，中标单位及电厂相关人员应以其自己的费用提供并维修所有的照明、护栏、围墙、警告标志及守卫设施。 电厂及中标单位共同采取一切合理措施，保护工地及工地周围的环境，避免污染、噪音或由于其施工方法的不当造成的对公共人员和财产等的危害或干扰。 电厂及中标单位对施工现场的设备、材料要妥善看管，以防丢失。 电厂应根据合同或技术协议要求进行施工指导或作业流程配合，如：开具操作票、工作票或组织相关人员安全考试，并对改造的安全活动进行指导。 电厂应在开工前向中标单位提供符合改造现场需要的场地条件。 电厂应保证现场施工人员77、安全并提供简单的休息场地，避免疲劳作业。7.3 分级质量验收方法 本工程除有专门的另行规定外，均依据改造前达成的技术协议进行相关分项的验收。 需要特殊验收的项目或额外增加的分项内容，由电厂与中标单位协商解决，需要增加费用的由增加方依据技术协议范围协商。 业主邀请第三方检测需要中标单位进行配合时应详细介绍第三方与业主关系。7.4 通风试验或调试 改造完成后，电厂应和中标单位共同检查改造现场并签字确认，确保施工现场无杂物、异物。 确认改造现场与周围环境恢复后，由电厂满足负荷条件进行项目改造的整体验收。 第三方测试应在改造开始前协商一致并确定费用负担方法。 相关第三方应具有公信力，确保测试结果为双方78、所认可。 测试条件内容应在改造完成前由双方共同确认。 性能试验应根据国家标准进行并为甲乙双方所接受，试验完成后应为双方提供性能试验报告，并由双方签字认可。7.5 现场技术培训 培训内容包括：除尘器本体故障判断方法；电源运行节能方案及其他需要培训的内容。 培训在现场进行，由中标单位调试工程师实施，培训期限1-2天。7.6 客户服务及技术支持 中标单位设置专门的后期服务机构，确保客户沟通的畅通。 业主方可在质量保证期限内通过电话、邮件、传真方式进行业务投诉或获取技术支持。 保证期以外的技术支持或业务变动，由双方协商一致酌情收取费用。7.7 施工机构与人员组成 中标单位针对改造设置项目部，由项目经理79、领导并管理。施工人员包括电源改造人员及本体改造人员并配备专门或兼职安全员、消防员，以确保施工现场安全。 电源改造负责人负责： 电源改造前的位置测量； 电源改造过程中的电缆敷设； 电源切换方案的制定； 电源改造的分级验收与文档整理； 为保证改造效果而采取的技术措施。 本体改造负责人负责： 改造前的本体参数的测试； 本体改造下效果图绘制； 施工图交付； 改造施工与人员协调； 原有电场的维护或拆除； 改造过程中的质量监督； 改造竣工图绘制与提交； 通风试验的组织与协调； 改造效果测试方案的制定与记录； 配合第三方测试。7.8 项目施工条件与周期 项目施工条件： 施工操作手续已完成； 施工改造方案确认80、并批准； 施工场地已准备妥当并设置专门警示牌； 各种施工场地进入许可证件齐备； 项目组织机构已建立； 甲乙方联络渠道畅通。 项目施工周期：（本项目按两阶段施工） 第一阶段为本体改造（或加装低低温省煤器）阶段，需停机进行并在风道温度适合作业的情况下施工，一般在大修期间进行，工期约45天。 第二阶段为电源改造，可在机组运行期间进行，依据改造方案进行电源切换并施工，工期为20天。8.职业安全与工业卫生8.1 安全防护措施消防 本次改造工程电除尘器及电除尘器控制室利用原有建筑物。 本工程可利用原有的消防通道，原有消防通道可以满足规程、规范要求，不再新建。 建(构)筑物防火 电除尘器室火灾危险性为“丁”81、类，耐火等级为二级；新建的建筑物采用防火墙、防火门、窗。8.2 工业卫生措施 电厂劳动安全和工业卫生管理概况 电厂机构设置有安检处，下属车间设兼职安全员。设置有劳动安全基层站，具备日常监督管理能力。电厂现有劳动安全和工业卫生设施齐全，易燃易爆场所均装有各种报警装置，并装备相应的消防管线和消防设施。生活福利设施齐全，有卫生所、医院、托儿所、浴池、食堂、运转人员休息室等。 减轻劳动强度 工程生产线，全部实现了机械化，自动化。既有利于减轻工人的劳动强度，也可成少岗位劳动定员。 粉尘和噪声治理 本工程生产工艺较简单，工序实现了机械化，减轻了工人的劳动强度。配置高效除尘装置后，工人操作岗位空气中粉尘浓度82、可以控制在6mg/Nm3 以下。噪声不大于85dB(A)，符合工业卫生要求。 车间卫生 所有新、旧厂房均设置了必要的门、窗，可以满足采光(局部增补电力照明)及通风要求(局部增设通风扇)。主要作业地面均设置了冲洗水管和水槽，便于进行清洗和清扫。主要车间均设有男、女工休息室)。控制室、工人休息室等均配置了采暖设施。车间地面全部采用混凝土基层和水泥砂浆抹面，便于工人清扫，保持车间卫生。 福利和卫生设施 电厂内设有浴室，分男女盆浴和淋浴，每天开放三次。能满足全体职工每天洗浴卫生的需要。 主车间和办公楼内均有水洗厕所，厂区内亦有冲洗厕所。设施可以满足本工程职工的需要。本工程不再另设。 厂区绿化 为美化环83、境、净化空气，工程厂区内必须加强绿化。在厂区道路两侧，种植密、高大树木，厂行政处负责厂区的绿化管理，绿化系数达15以上。8.2.7 除尘器局部厂区的有害因素。 烟尘：跑、冒、漏； 其它因素：电伤、坑、沟机械伤害等。8.3 安全防护 防电伤 过电压保护和接地装置设计，按现行的交流电气装置的过电压保护和绝缘配合规程(DL/T6201997)及电力设备接地设计技术规程(SDJ8-84)的要求进行，除保护电气设备绝缘不被过电压造成损失外，防止人身触电和出现跨步电压等伤害。 防火 本工程没有新建构筑物，原有构筑物防火分类、耐火等级须遵照建筑设计防火规范及火力发电厂设计技术规程的规定。 防尘 除尘器各电场84、内及管道内采取负压工况密闭尘源。 防坠落措施和机械伤害 对除尘器设检修平台。四周设置栏杆、护板等。对沟、坑采取加盖板等措施。 安全标志 按照国家电力公司颁布的关于实施电力企业生产现场安全设施规范化工作的通知要求，在厂区及作业场所对人员有危害的地方，均设有警戒线及安全标志。 加强管理 基地必须加强环境卫生管理，建立必要的规章制度，提高各级领导和全体职工的环境卫生意识，按规定按时发放劳动保护用品，组建环保和安全卫生办公室，由专人负责全工程的环境保护、职工安全与工业卫生，实现安全生产、环境净美、职工身心健康。附录1. 除尘方式对比1.1 软稳电除尘技术和电袋技术对比序号项目软稳电除尘器电袋除尘器1除85、尘机理粉尘荷电、捕集粉尘荷电吸附+过滤拦截2煤质、灰分对除尘效率的影响煤质、灰分对除尘效率有一定影响，但正常工况下除尘效率没有问题。烟气成份中的硫份、氮氧化物含量高有利于提高除尘效率。除尘效率受煤质、灰分影响小，如煤质中硫份或氮氧化物高则对滤袋寿命有影响。但如煤种变化时，由于烟气量与灰份均会出现较大变化，这些变化将直接影响滤袋使用寿命。 3烟温对设备的影响高烟温对除尘效率略有影响，但设备整体对高温烟气承受能力强，同时对除尘器使用寿命没有影响。烟温高于160时会显著降低滤袋寿命，如持续则滤袋将短时间内烧毁并破损。当锅炉出现爆管时由于前级有电除尘器，滤袋影响较小。尤其是不允许除尘器采用旁路，将对滤86、袋寿命带来较大考验。4排放稳定性，设备可靠性效率稳定，设备长期可靠。排放稳定，但布袋寿命短，后期出现破袋时，排放浓度会急剧增加。5除尘器阻力(平均值)小于280Pa ，且长期稳定刚投运时小于1000 Pa，后期大于1200 Pa 6综合能耗能耗低：改造后由于阻力减小，可减小通风电耗，电除尘本身用电量也减小20%。能耗一般：通风电耗约是软稳电源改造的23倍，除尘器自身电耗下降50%。7核心部件使用寿命软稳电源为电力电子产品，寿命达15年以上滤袋寿命一般24年，个别煤种时间较短，好的状态可与机组大修匹配，达到5年。8维护工作维护简便，工作量较小，运行寿命长，维护费用极低。维护工作量较大，滤袋出现破87、损时，维护难度大，综合维护费较高。9一次性投资相当于电袋的四分之三10运行费用运行费用低；日常维护和检修费用极低。设备运行费用主要为滤袋和阀的更换费用，每次大修更换滤袋费用达设备总造价三分之一； 11二次污染处理无换下的破损滤袋暂无法处理，二次污染严重，存在二次环保风险。1.2 各除尘技术方式经济性对比1.2.1 600KW机组年电耗比较（单位：万元）项 目常规电除尘器袋式除尘器电袋复合除尘器软稳电除尘器阻碍导致引风机的功率消（KW）29014101180290空压机功率消耗（KW）0180600冷冻干燥机功率消耗（KW）02080电除尘器运行功率消耗（KW）15000600450功率消耗合计88、（KW）179016101848740电费合计（万元/年）0.4元/度电716644739296双室五电场1.2.2 600KW机组各种除尘技术年运行费用比较（单位：万元）项 目常规电除尘器袋式除尘器电袋复合除尘器软稳电除尘器易损件的更换费用（万元）105710滤袋、笼骨的更换费用（万元）04003500电耗费用（万元）716644739296年运行费用合计（万元）72610491096306相差（万元）4207437900按设备使用15年差额6300111451185001.2.3 600KW机组设备费用比较项 目常规电除尘器袋式除尘器电袋复合除尘器软稳电除尘器设备相对费用0.711.11.20.8