一、項目實施必要性
當前我國大氣環境形勢十分嚴峻,以細顆粒物(PM2.5)、酸雨等為特征的復合型大氣污染日益突出,霧霾天氣增多,空氣重度污染時常發生,氣候變化十分惡劣,已制約了社會經濟的可持續發展,嚴重威脅到人民的身體健康和未來的生產狀況。各級政府已引起相當重視,短時間內出臺了多項環保政策和治理措施,下大力氣治理大氣污染,改善大氣環境質量。國家能源局、廣東省發改委、廣州市政府紛紛提出燃煤電廠主要大氣污染物“超潔凈排放”的目標,將廣州華潤電廠1號機組“超潔凈排放”改造項目列為國家能源局和廣州市政府首批環保改造示范項目。目前國內火電廠主要采用的除塵方式:靜電除塵、袋式除塵、電袋復合除塵等。目已投產的大型火電廠95%采用電除塵器,但是為達到低的煙塵排放,電除塵器向更多的電場數、更大的比集塵面積的方向發展,受到了極大的限值。常規電除塵器還存在除塵效率受粉塵比電阻影響大,污染物去除功能單一。由于脫硫后吸收塔出口煙氣中攜帶石膏等液滴量較大,石膏雨、PM2.5、SO3氣溶膠、重金屬離子等極難除去。因此,當前火電廠煙氣粉塵排放濃度極難達到5毫克/標立方米的標準。新標準的實施,對高效靜電除塵器提出了巨大的挑戰,迫切需要對國內外的除塵新技術、新工藝進行全面論證研究。濕式電除塵技術在全世界范圍內應用極少,但他可以有效去除煙氣中的PM2.5、酸霧、氣溶膠、亞徽米穎拉物、汞、重金屬及二惡英等大氣污染物,是大氣復合污染物控制系統的最終精處理設備,已列入國家863科研計劃。2014年國家發改委計劃了十三個燃煤火電廠超低排放改造示范項目,并聯合國家環保部下發《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)》,要求2020年前現役燃煤發電機組基本達到燃氣輪機排放限值,大力鼓勵和推動加裝濕式電除塵器。因此,我司對濕式電除塵器的應用及其對污染物的去除研究就變得十分迫切和極其有意義。
二、創新工作組織及開展情況
1.創新工作組織情況。濕式電除塵器的應用及其對污染物的去除研究是一套涵蓋專業多、多系統的創新研究工作,為了保證改造工程按規定建成投產并達到預期效果,實施的全過程中,通過建立和健全相應的組織機構,組織、聯系、協調各有關單位,對工程建設項目實施有效的管理和研究。主要舉措有:
(1)成立重大技改專項工作組。成立重大技改領導小組和專業組,公司總經理親自掛帥,統一組織、協調改造項目的進度、質量、安全、費用等情況,確保工作順利完成。
(2)落實動態管理及匯報制度。定期召開工作協調會議,對工作進度、遇到問題、需要協調問題以及相關物料人員安排進行匯報,公司根據實際問題提出要求,落實需要協調問題,確保工作推進。
(3)運用精益管理的思想和共計工具。敢于創新,運用精益管理的科學工具,針對濕式電除塵器的應用及其對污染物的去除研究工作,成立了專題SDA改善項目,利用TPM、minitab統計分析等精益工具,采用PDCA的手法,對濕式電除塵器的推廣應用及污染物的去除進行了深入的研究。
(4)建立研究標準并規范化。濕式電除塵器在國內火電廠的應用完全是一個全新的東西,在安裝、調試、試運行及應用方便結合現場制定了一系列的標準和規范,并將研究成果固化,形成可供推廣和復制的先進經驗。
2.創新工作開展情況。廣州華潤熱電有限公司(2×300兆瓦機組)環保升級改造為國家能源局十三個示范項目之一,公司自2013年10月成立濕式電除塵器專項課題研究和實施小組,公司1號機組濕式電除塵器于2014年7月21日投入運行,2號機組濕式電除塵器于2015年6月6日投入運行,在此過程中,專項小組從技術的論證選取、設備的選型、工程的實施、項目的調試、對污染物的去除研究等多方面入手,且開展了大量的創新性試驗研究工作,全方位做好本示范項目。
三、主要技術創新研究成果
1.對粉塵的去除研究。
濕式電除塵器與干式靜電除塵器的機理相同,但是除塵過程完全不一樣。首先,將水霧噴向放電極和電暈區,水霧在芒刺電極形成的強大的電暈場內荷電后分裂進一步霧化,電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并,共同對粉塵粒子起捕集作用,最終粉塵粒子在電場力的驅動下到達集塵極而被捕集。靜電電壓值、水量、粉塵濃度三因素對濕式靜電除塵效率的效應都為正,即除塵效率隨著電壓的升高、水量的增大、粉塵濃度的加大而上升。其中電壓對除塵效率的影響最為顯著,其次是水量,粉塵濃度的影響最小。靜電和水霧相結合可顯著地提高了除塵效率。
煙塵濃度的計算見公式:
式中:C—標準狀態下干燥煙氣的含塵濃度,mg/m3;m1—采樣前的濾筒重量,mg;m2—采樣后的濾筒重量,mg。Vsd的計算見如下公式。
式中:Vsd—標準狀態下的干燥煙氣采樣體積,L;Vtd—實際工況下的干燥煙氣采樣體積,L;B—當地大氣壓,Pa;P—流量計前煙氣壓力,Pa;t—流量計前煙氣溫度,℃。
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