兼顾换热复合阳极用于静电除尘增效的试验研究

发布时间：2017-11-14 02:21

  本文关键词：兼顾换热复合阳极用于静电除尘增效的试验研究

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【摘要】：为全面落实“节约、清洁、安全”的能源战略方针,三部委联合下发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》(以下简称《升级改造计划》),该计划将东、中、西部地区新建和东部现役燃煤电厂烟尘排放浓度标准提高到10mg/Nm3,甚至鼓励更低排放。这将意味着将来的燃煤烟气排放出的颗粒物粒径将更多的处于PM2.5粒径范畴。但作为处理颗粒物的最广泛采用的重要装置,静电除尘设备收集PM2.5的效率并不理想。原因在于PM2.5烟尘成分大多为硅铝质矿物,其高比电阻特性导致脱除效率低,以及机械振打、离子风等引发的“二次携带”,所以提高静电除尘器的颗粒物脱除效率,解决二次飞扬等问题是我们现今针对静电除尘器需要重点研究的方向。另一方面,实现《升级改造计划》要求新建和现役燃煤机组能耗指标的有效途径之一为：采用低低温省煤器(烟气深度冷却装置)降低排烟温度,回收烟气余热。同时降低排烟温度后,相应的烟气速度降低、烟尘比电阻降低,也有利于静电除尘器的除尘效率提高。然而由于改造空间有限以及飞灰与结露所造成的粘性积灰,低低温省煤器的应用和运行受到了一定的限制。鉴于此,本文提出了一种基于兼顾换热复合阳极用于静电除尘增效的新思路,其核心学术思想为基于原有静电除尘器空间基础,采用新型复合换热极板替代传统的静电除尘器刚性极板,从而实现静电增效和余热回收的高效耦合。在小型综合静电增效换热除尘器试验系统上,文章重点从除尘增效和换热效能两个方面,考察了影响复合换热极板的细颗粒物分级脱除效率与换热效能的关键影响因素,同时对某代表性技改工程方案的经济、社会、环境效益进行了系统评估。1)在总颗粒物和分级颗粒物脱除效能两个层面上,探究了复合换热阳极的除尘增效性能,验证了复合换热极板的总颗粒物脱除效率和分级颗粒物脱除效率均高于干式Z型极板,原因在于复合换热极板提升了颗粒物实际驱进速度、增大了阳极比集尘面积、减小了实际烟气量。并且发现了饱和积灰厚度平均值为2.1mm,对工程实际情况的清灰环选型起到了指导作用。2)重点从烟气侧流速、空气侧流速、停留时间、烟气温度等方面,考察了各关键参数对于复合换热极板换热效能的影响。以换热量表征换热效能从而得出结论：换热量与烟气侧流速呈正比关系；换热量与空气侧速度呈对数正比关系；对于固定型式的复合换热阳极,存在最佳空气侧速度10m/s及最佳停留时间1.5-2s；换热量与烟气温度呈正比关系。3)以该技术路线应用于某300MW机组静电除尘器改造为例,对该技术路线进行了减排收益评价分析。复合换热极板替换该静电除尘器末电场极板之后,颗粒物可以减排32.5mg/Nm3,年颗粒物累计减排量达到173.8t,可节省排污费4.8万元；同时可获得环保电价补贴300万元。改造后余热利用可提高锅炉效率,减少耗煤量1.0g/kWh,每年节省燃煤成本64.5万元,节煤可获得政策奖励36万元。同时也对阻力能耗计算、运行成本核算、项目投资费用和投资回收期进行了系统分析。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X773

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本文编号：1183444