旋转电极式电除尘布置方式研究及应用

赵海宝，王贤明，姚宇平，何毓忠

（浙江菲达环保科技股份有限公司，浙江 诸暨 311800）

旋转电极式电除尘布置方式研究及应用

赵海宝，王贤明，姚宇平，何毓忠

（浙江菲达环保科技股份有限公司，浙江 诸暨 311800）

旋转电极式电除尘技术是实现燃煤电场“超低排放”的有效技术之一，目前旋转电极电场采用灰斗下沉的布置方式，对于改造项目的适用性差。通过介绍适用于新建机组的常规旋转电极式电除尘器布置方式，提出了将常规电除尘器末电场改造为旋转电极式电场的新型布置方式，并进行详细分析。该新型布置方式已得到了成功应用，提高了旋转电极式电除尘技术的适用范围和技术竞争力，为燃煤电厂粉尘高效治理技术提供了更多的选择。

燃煤电厂；旋转电极电除尘器；改造；布置方式

0 引言

随着环保意识的增强，2014年，《环境保护法》以及三部委印发的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》等政策相继出台，国内燃煤电厂超低排放控制、雾霾治理进程明显加快，粉尘治理成为当下能源领域关注的焦点。旋转电极式电除尘与低低温电除尘结合技术是达到超低排放的主要技术路线之一[1]，可实现REEP（旋转电极电除尘器）出口烟尘10 mg/m3以下[2]甚至5 mg/m3以下[3]的排放要求，节能减排效果明显。旋转电极式电除尘技术不仅可用于燃煤电厂除尘，也有50～500 m2烧结机机头除尘超过20年的全球成功案例[4]，该技术已列入国家工信部、科技部、环保部联合发布的《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录（2014年版）》。

采用旋转电极技术对老机组实施改造是当前国内用户满足新排放标准的常用手段之一，但传统REEP的结构布置方式不仅限制了改造项目的顺利实施，而且存在场地受限、改造费用高、工期长、安装难度大等缺点，因此，随着常规电除尘器末电场改造为旋转电极式电场的项目越来越多，为适应特殊的要求，研究新型旋转电极电场的布置方式迫在眉睫。

1 旋转电极式电除尘技术及结构

REEP的收尘原理与常规电除尘器相同，由前级常规固定电极电场和后级旋转电极电场组成[5]。旋转电极电场中阳极部分采用旋转移动的阳极板和旋转的清灰刷[6]。附着于旋转移动阳极板上的粉尘在尚未达到反电晕形成的厚度时，就被布置在非气流区域的旋转清灰刷有效清除，因此不会产生反电晕现象且最大程度地减少了二次扬尘[7]，增加了粉尘的驱进速度，其值可达固定电极电场的1.7倍以上[8]，而消耗的电功率仅为固定电极的1/2到2/3，除尘效率大幅提高，排放浓度降低，同时降低了对煤种变化的敏感性。常规电除尘器末电场进行旋转电极改造已成为提高燃煤电厂除尘效率的主要手段之一。REEP的结构如图1所示。

图1 REEP结构

2 旋转电极电场常规布置方式及存在问题

REEP在设计时为防止刷清灰时因气流引起二次扬尘，需把清灰刷安装在非气流区域，为方便维护，清灰刷两端的轴承一般需安装在除尘器外部，整体布置方式如图2所示。因此，一般灰斗需下沉约2 m，即图2中A区，A区放大如图3所示。因其具有维护方便、运行稳定等优点，新建项目和场地空间、集尘面积足够的改造项目一般采用该布置方式。新建项目安徽淮北平山2× 660 MW机组电除尘器采用了该布置方式，结合低低温电除尘技术，该项目的REEP设计出口粉尘浓度小于12 mg/m3。

图2 常规REEP布置方式（方案一）

图3 A区放大视图（方案一）

对于改造项目，该方案有以下缺点：灰斗下方需足够的空间；灰斗需整体更新，改造工期较长；末电场长度不变，旋转电极极板长度不能加长，集尘面积有限等。而改造项目一般存在工期紧、场地不足、除尘效率要求高等特点，因此，较多改造项目不适用该方案。

3 改造项目新型布置方式设计及应用

改造总体布置方案二如图4、图5所示，整体利用原机组末电场灰斗，灰斗不作改动，内部装入清灰刷轴承支架，使用尘中轴承，轴承置于电除尘器内部，且与清灰刷一同处于非气流冲刷区域。

该方案对电除尘器整体改动很小，用钢量少，改造工期短，改造费用低，并已成功应用于华润电力（荷泽）有限公司2×645 MW机组改造项目，粉尘排放浓度达到了设计要求。

改造总体布置方案三如图6、图7所示，在末电场灰斗上方开出2个通道，通道与电除尘器内部空间分割，与外部空间及走梯连通，通道一侧支架用于安装清灰刷轴承，在维护时，可直接通过该通道检修清灰刷轴承、检查清灰刷的运行情况。该方案与方案一不同的是对灰开孔形成通道，使清灰刷轴承置于电除尘器烟气外侧，轴承使用环境得到改善，检修方便，但改造工作量及难度较大，工期较长。该方案已成功应用于江苏镇江发电有限公司三期电除尘器改造项目，粉尘排放浓度达到了设计要求。

图5 B区放大视图（方案二）

图6 改造总体布置方案三

图7 D区放大视图（方案三）

在具体方案选型时，如果采用方案二和方案三，即末电场空间不变动的改造方案，因电除尘器集尘面积不够而不能达到要求除尘效率时，可考虑如图8、图9所示改造方案，图8所示方案四通过扩大第四电场长度而增加集尘面积，图9所示方案五通过增加电场高度而增加集尘面积，2种方案均可大幅提高除尘效率。

图8 改造总体布置方案四

图9 改造总体布置方案五

图8 所示改造方案四是采用第四电场出口侧立柱及壳体相应部分向烟气出口方向移动；增加第四电场壳体侧面封板横向长度；第四电场灰斗1面利旧，另外3面补充相应部分；新增阴极系统及旋转阳极系统。对于该方案，灰斗约3/4部分可利旧适用，相比1台640 MW机组灰斗整体更新方案，该方案可节约灰斗钢材约15 t，考虑安装工期、人工费、运费等，经济效益明显。该方案已成功应用于阜阳华润2×640 MW机组电除尘器改造项目，粉尘排放浓度达到了设计要求。

图9所示改造总体布置方案五抬高电除尘器以增加上部电场高度，从而大幅增加4个电场的集尘面积，末电场旋转电极电场灰斗一部分利旧，下沉部分新增。该方案除尘效率提高幅度大，改造难度相对较高，电除尘器下方和上方需有足够的空间。

在分析改造电场宽度时，为更好地利用电场空间，在分析煤种、烟气伏安特性等工况合理的情况下，可配备混合极间距的方式：根据每个通道的具体尺寸，可混合配备860 mm极间距和920 mm极间距。

综上所述，在具体项目方案选型时，可对以上5种改造方案进行详细论证，结合电厂场地、改造工期、除尘效率改造目标、改造费用预算、工况、煤种类型等具体情况，选择合适的改造方案，从而达到节能减排的目标，5种方案的特点比较如表1所示。

表1 布置方式特点比较

4 结论

在研究REEP常规改造和新建机组方案的基础上，提出了适用于改造项目的5种新型布置结构方案，详细介绍了结构布置方式及其关键技术，包括使用尘中轴承、开出维护通道、加长末电场长度、提高除尘器高度、极间距混合配置等方式。新型布置结构方案可根据具体项目满足原灰斗整体或大部分利旧使用、除尘效率大幅提高、场地受限等要求，对几种新型布置结构方案改造工期短、费用低、用钢量少、场地适应性好、集尘面积可调等特点作了阐述和比较，新型布置结构方案在实际项目中的成功实施为燃煤电厂除尘改造方案提供了参考。

[1]TOSHIAKI MISAKA，YOSHIHIKO，MOCHIZUKI.Recent Application and Running Cost of Moving Electrode type Electrostatic Precipitator[C].Hangzhou：11th International Conference on Electrostatic Precipitation.2008.

[2]赵海宝，郦建国，何毓忠，等.低低温电除尘关键技术研究与应用[J].中国电力，2014，47（10）∶117-121.

[3]TOSHIAKI MISAKA，AKIO AKADAKA，HIROAKI YABUTA. Recent applications of Moving Electrode Electrostatic Precipitator[C].kyongju∶ICESPⅦ.1998.

[4]H.ANDO，N.SHIROMARU，Y.MOCHIZUKI.Recent Technology of Moving Electrode Electrostatic Precipitator[J]. International Journal of Plasma Environmental Science& Technology.2011（5）∶130-134.

[5]郦建国，王自宽，舒英钢，等.旋转电极式电除尘器的应用与技术经济性分析[J].科技导报，2011（8）∶91-99.

[6]GAYLORD W，PENNEY.Adhesive Behavior of Dustin Electrostatic Precipitation[J].Journal of the Air Po11ution Control Association.1975（2）∶113-117.

[7]薮田宏昭.移動電極形電気式集塵装置（集塵技術＜特集〉）[J].日立評論.1982，64（2）∶105-110.

[8]T MISAKA，T OURA，M YAMAZAKI.Improvement of Reliability for Moving Electrode Type Electrostatic Precipitator[C].Cairns∶ICESP X.2006.

（本文编辑：徐 晗）

Study and Application of REEP Arrangement Mode

ZHAO Haibao，WANG Xianming，YAO Yuping，HE Yuzhong
（Zhejiang Feida Environmental Science&Technology Co.，Ltd.，Zhuji Zhejiang 311800，China）

The rotary electrode electrostatic precipitator（REEP）is a highly effective technology for ultra-low emission in coal power plant.The present REEP electric field adopts hopper sinking mode and might not adapt to reconstruction project.The paper introduces arrangement mode of traditional electrode electrostatic precipitator and suggests replacing it with REEP；moreover，it expounds the new mode.The new arrangement mode now is successfully applied，which expands application scope of REEP and improves its technical competitiveness，providing coal-fired power plants more options for effective dust treatment.

coal-fired power plant；REEP；reconstruction；arrangement

国家“863”项目《燃煤电站PM2.5捕集增效与优化技术与装备研制》（2013AA065002）

TK223.27

B

1007-1881（2015）12-0051-04

2015-05-06

赵海宝（1987），男，助理工程师，研究方向为电除尘技术研究及电除尘设计。