【摘要】宜兴华润热电有限公司2014年6月完成了#1电除尘系统提效改造工作，电除尘出口粉尘排放浓度在30mg/Nm³以下，脱硫出口粉尘排放浓度达到20mg/Nm³以下，满足最新环保排放要求。本文主要针对高频电源改造+旋转极板除尘技术进行详细介绍。
【关键词】电除尘系统提效改造 技改方案 高频电源改造+旋转极板 粉尘浓度 环保要求
1前言
宜兴华润热电有限公司2×60MW机组配置2台260t/h锅炉，由无锡华光锅炉厂供货，锅炉型号UG-260/9.8-M型高温、单锅筒、自然循环、“Ⅱ”型布置的固态排渣煤粉炉。2台机组分别在2004年12月和2005年3月投产发电。#1、#2机组电除尘器厂家为浙江菲达环保科技股份有限公司，每台机组配备1台FAA3×40M-2×64-120型双室三电场除尘器，除尘设计效率≥99.6％。2013年4月我司委托苏州热工研究院有限公司对#1炉电除尘器进行了性能试验。#1炉燃用近设计煤种100%负荷时，实测电除尘器出口烟尘排放浓度约180mg/Nm3左右，燃用近校核煤种100%负荷时，实测电除尘器出口烟尘排放浓度最大约241mg/Nm3左右。根据当前电除尘器出口烟尘排放浓度，并考虑湿法脱硫有一定的除尘作用,烟囱出口烟尘排放浓度无法达到国家标准限值20mg/Nm3，不能满足从2014年7月1日起执行的新火电厂大气污染物排放标准，所以进行#1电除尘提效改造。
2原电除尘器主要参数及改造设计参数
按上述表中电除尘器改造设计数据，当电除尘器入口粉尘浓度37g/Nm3，出口粉尘浓度30mg/Nm3时，根据电除尘器效率h（%）计算公式：
式中:h—除尘效率，%；
Δα—漏风率，3%；
C’—除尘器进口的烟尘浓度，mg/Nm3。
C’’—除尘器出口的烟尘浓度，mg/Nm3。
η=1-37*(1+0.03)/30000=99.92%,本次改造要求电除尘器出口粉尘浓度≤30mg/Nm3,因此电除尘器效率必须大于99.92%。
3改造方案
本着减少投资，降低运行成本，缩短工期角度考虑，结合我厂电除尘装置布置场地情况，采取原三个电场不变，一二电场工频电源改为高频，高频电源改造后电除尘出口粉尘浓度达到60mg/Nm³以下。再新增加一个第四电场，第四电场采用旋转极板技术，新增旋转阳极系统、旋转阳极传动装置、阳极清灰系统、阴极系统、阴极振打系统。旋转极板改造后电除尘出口粉尘浓度达到30mg/Nm³以下。根据原电除尘器场地布置条件，在电除尘器出口烟道侧增加一个有效长度6m长的电场，原电除尘器出口烟道混凝土支撑梁拆除，新增钢架用于支撑新增的电场和改造后的烟道。原引风机不动，原来从除尘器出口到引风机入口烟道可以部分利旧使用，同步增加一套输灰系统，采取2台仓泵气力除灰。
将末级电场改为移动极板，从实际运行经验看，该电场的收尘效率相当于2个电场，在计算除尘效率时一个移动极板电场的集尘面积按2个常规电场集尘面积计算。因此增加一个第4电场，第4电场采用移动极板后，电除尘器总集尘面积增加到9216+2*3072=15360m2,除尘器比集尘面积f=123.93m2/(m3/s)。驱进速度ωk为0.41m/s，按电除尘器效率计算matts公式，算得增加一个电场并将该电场改为移动极板，除尘效率为99.92%。当电除尘器除尘效率为99.2%时，按电除尘器入口粉尘浓度37g/Nm3计算，出口粉尘浓度为30mg/Nm3。将第1、2电场原工频电源改为高频电源后，提效按10%计算，电除尘出口粉尘浓度为30*（1-10%）=27mg/Nm3,因此增加一个第4电场，第4电场采用移动极板后，除尘器整体效率提高到99.3%，电除尘器出口粉尘浓度27mg/Nm3，考虑烟气经过湿法脱硫系统50%的除尘效率。烟囱入口粉尘浓度为27*（1-50%）=18.5mg/Nm3，可以达到国家标准排放要求。改造后移动极板电除尘器技术参数见下表。
实施本改造方案的优点如下：
(1)由于能有效防止高比电阻引起的反电晕，且最大限度的减少了二次扬尘，电除尘器出口排放≤30mg/Nm3。
(2)电除尘器对不同煤种的适应性增强。
(3)增加系统阻力约30Pa，无需增加原引风机压头。
4高频电源技术介绍
高频电源输出直流电压比工频电源平均电压要高约30％，因为工频电源峰值电压在电除尘器电场中触发火花，显著地限制了加在电极上的平均电压。而高频电源谐振频率为30～40kHz，同常规的工频电源相比，高频电源纹波系数小于5%，在直流供电时它的二次电压波形几乎为一条直线，高频电源提供了几乎无波动的直流输出，这使得静电除尘器能够以次火花发生点电压运行，从而提高了电除尘器的前电场供电电压和电流，提高了前电场除尘效率，减轻了后级电场的负担，从而使整台电除尘器粉尘排放浓度显著降低，提高了整体除尘效率。
5旋转极板除尘器工作原理
移动电极电除尘器是一种高效电除尘设备，收尘机理与常规电除尘器相同，由前级固定电极电场（常规电场）和后级移动电极电场组成。移动电极电场中阳极部分采用回转的阳极板和旋转的清灰刷。附着于回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彻底清除，因此不会产生反电晕现象并最大限度地减少了二次扬尘，增加粉尘驱进速度，大幅提高电除尘器的除尘效率，降低排放浓度，同时降低对煤种变化的敏感性。
移动电极式电除尘器的特点：
（1）保持阳极板永久清洁，避免反电晕，有效解决高比电阻粉尘收尘难的问题。
（2）最大限度地减少二次扬尘，显著降低电除尘器出口粉尘浓度。
（3）减少煤、飞灰成分对除尘性能影响的敏感性，增加电除尘器对不同煤种的适应性，特别是高比电阻粉尘、粘性粉尘，应用范围比常规电除尘器更广。
（4）可使电除尘器小型化，占地少。
（5）特别适合于老机组电除尘器改造，在很多场合，只需将末电场改成移动电极电场，不需另占场地。
（6）与布袋除尘器相比，阻力损失小，维护费用低，对烟气温度和烟气性质不敏感，并且有着较好的性价比。
（7）移动极板电除尘器检修量与常规电除尘器基本相当，除了常规电除尘器的检修以外，额外增加项目主要是除尘器外部传动链条润滑油的添加，除尘器外部轴承润滑脂补充，旋转刷的更换。检修人员每班应按岗位责任制对所管辖的设备系统地进行全面检查，发现缺陷及时消除。
（8）在保证相同性能的前提下，与常规电除尘器相比，一次投资略高、运行费用较低、维护成本几乎相当。从整个生命周期看，移动极板电除尘器具有较好的经济性。
6改造效果
华润东北电力工程有限公司电力试验中心于2014年4月5日对其进行性能测试，测试分为全功率和半功率（节能模式）两个工况，试验结果如下：
全功率条件下测试结果：除尘器出口折算烟尘浓度（标态、干基、6%O2）A侧/B侧分别为41.13/46.12mg/m3，两侧平均43.63mg/m3。除尘器效率，A侧/B侧分别99.61%/99.55%，平均99.58%，接近除尘器设计效率99.60%。除尘器电场能耗，139.7kw。
半功率条件下测试结果：除尘器出口折算烟尘浓度（标态、干基、6%O2）A侧/B侧分别为52.79/54.47mg/m3，两侧平均53.63mg/m3。除尘器效率，A侧/B侧分别99.60%/99.41%，平均99.51%，低于除尘器设计效率99.60%。除尘器电场能耗，58.95kw。
华润东北电力工程有限公司电力试验中心于2014年6月28日对#1电除尘进行改造后性能测试，试验结果如下：除尘器出口烟尘浓度，A侧/B侧分别为19.47/15.99mg/m3，两侧平均17.73mg/m3；折算烟尘浓度（标态、干基、6%O2）17.86/14.76mg/m3，两侧平均16.31mg/m3。
除尘器阻力，A侧/B侧分别为140/170Pa，两侧平均155Pa；
除尘器漏风率，A侧/B侧分别为1.53/1.54%，两侧平均1.535%；
除尘器效率，A侧/B侧分别为99.85%/99.89%，平均99.87%，超过除尘器设计效率99.60%。除尘器能耗166Kw。
7经济效益与投资情况
我司#1电除尘器提效改造工程采取EPC模式，合同总价为580万元。
经济收益：1、我司#1电除尘改造后将获得除尘电价补贴0.2分/度电，#2电除尘预计2015年4月份进行改造，若按两台机组全年发电量8亿度计算，全年公司获得除尘电价补贴160万元；
2、经统计新增四电场后每天耗电量约800度，每度电按0.5元计算，一年耗电费用=800×365×0.5=14.6万元，两台炉共计29.2万元。
综上所述：我司电除尘改造后每年利润为160-29.2=130.8万元。
8环境保护和社会效益
本次对#1电除尘器进行提效改造后，使得烟囱出口粉尘排放浓度减少到≤20mg/Nm3，达到国家标准环保排放要求。按单台炉烟气量303088Nm3/h（工况446170m3/h），粉尘浓度降低80mg/Nm3（从原来≤100mg/m3降低到≤20mg/m3），年有效利用时间5500小时计算，单台炉年减少粉尘排放量134吨。对改善当地的大气环境质量有着重要作用，环境与社会效益显著。
9结论
我司#1电除尘采取高频电源改造+新增四电场旋转极板技术改造后经华润锦州试验中心与江苏省环保厅测试性能指标均达到设计要求，效果明显并且节约了投资成本和运行成本，改造后运行至今未发生驱动轴卡涩、断裂事件，未发生刷辊轴卡涩事件。整体改造较成功。
原标题：高频电源+旋转极板除尘技术在宜兴华润热电有限公司60MW燃煤机组上的成功应用
