锅炉烟气余热回收对静电除尘器的影响分析

邓伟东

（广东汇嵘绿色能源股份有限公司，广东 东莞 523000）

引言

在我国工业化高速发展的背景下，在工业生产中所应用的相关技术也有了突破性进展。我国工业化的发展能够在一定程度上带动国民经济的持续性增长，但同时也会带来一定的负面影响。在工业生产过程中，都会用到锅炉，而当锅炉内煤炭燃烧温度达到120～150℃的范围，就会产出许多气体与余热。这样不仅会造成环境污染问题，还会造成资源浪费。尤其是在国家大力提倡节能减排、节能降耗的背景下，这对我国工业产业提出了更高的要求，要求我国众多的工业企业必须深刻认识到该问题的严重性，要科学地处理该问题，实现工业化与自然环境平衡性发展。因而，我国众多的工业产业逐渐提高了对热能回收利用的重视程度，经研究发现锅炉烟气余热回收对静电除尘器有着一定的影响，不仅能够实现余热的回收，还能够达到工业除尘的效果。本文主要是以工业所应用的燃烧劣质的无烟煤135 MW型号的循环性硫化床为例，将其锅炉机组进行余热回收性装置的加装，有效地分析锅炉烟气余热对静电除尘器的影响，研究其可达到的节能减排效果。

1 改造技术的具体方案及主要测试法

为了能够更好地分析烟气余热的回收装置对于锅炉飞灰的特性与机组实际运行的经济性主要影响，择取一台配套的双室无电场的经典除尘器（135 MW CFB）型号锅炉来进行本次实验研究。对于烟气余热回收性装置的工程设计成水冷模式，受热面则布置在电除尘的前端部位，烟气的温度相对较高，其实际换热的效果相对较良好。考虑到经过换热的烟气保持着较低的温度流经于电除尘器，这一过程能够有效提升实际的除尘率。

分析装置布置于空预期内出口处水平的烟道，两侧各一列。如图1所示，冷却水择取为凝结水，当期经过冷渣器再进到烟气余热的回收性装置后，回水应当至5号的低压性加热器的出口处。通过利用冷却水量来对烟气的温度予以自动调节，达到烟气余热回收的目的。

图1 锅炉烟气余热回收性装置内部的热力系统

本次实验测试的采样为进口烟道测试的断面，将其布置于与进口喇叭相连接的水平直管上，截面实际的尺寸为3 m（高）×3 m（宽）。在烟道的顶部遵循均匀性的布置原则，布置上9个测试孔，在每个测孔上都均匀地布置8个测试点。同时，在一个断面上也布置测试点，数量为72个。将出口烟道的实际测试断面布置于一段相对较高的垂直性管段上，其截面的实际尺寸为3 m（宽）×3 m（长）。在烟道的一侧，还均匀布置4个测试孔，在其中2个测试孔上安装烟气流量的在线监测器，其每个测试孔都均匀地布置上8个测试点，一个断面上布置上16个测试点。粉尘的浓度应当利用型号为TH－880FⅣ的微型电脑烟尘类平行性采样仪器与型号为KCY－3A的个体粉尘类采样仪器，对于比电阻的测量则选取的是BDL的便捷性比电阻测试仪器。在本次实验测试过程中，所应用的燃烧煤种选取为低挥发性的无烟煤种，煤质的分析如表1所示。机组处于满负荷的运行状态，通过锅炉添加的石灰石来进行炉内的脱硫，其Ca/S物质实际的质量比是2.8。

表1 分析实验测试所应用煤种的煤质

2 结果及分析

2.1 锅炉烟气余热回收对于静电除尘器实际性能的影响分析

在锅炉烟气余热回收的投运前后，其烟气的实际温度会对粉尘排放的浓度产生一定影响。当锅炉烟气余热的回收装置内部的冷却水量变大时，该电除尘器入口的烟气温度处于106℃范围（如表2所示）。

表2 锅炉烟气余热回收装置在投运前后对于粉尘排放产生的影响

如表2所示，锅炉烟气余热回收性装置其在投运前后，该除尘器实际的效率提升至0.20%。同时，该电除尘器烟尘排放的质量浓度逐渐由79.02 mg/m3降至28.5 mg/m3，其粉尘减排的效果比较明显，主要原因可以从烟气的温度对比性电阻等各个方面来予以系统分析。

1）锅炉烟气温度与其入口工况实际的飞灰比电阻之间的关系分析。如图2所示，当锅炉烟气温度达到138℃后，其入口工况的飞灰比电阻也达到最高的数值。入口工况的飞灰实际比电阻值，随着锅炉烟气温度变化而发生变化。当锅炉烟气温度下降到117℃，该入口工况的飞灰比电阻值也降至到6.48×109Ω·cm。基于原有的电除尘器所设计的温度是19℃。而此时，其入口工况的飞灰实际的电阻值为最高值。因而，其在加装型号为LSC的装置后温度会下降到117℃左右。那么，这时就可以将入口工况的飞灰实际比电阻值降到接近于一个数量级范围内，这样有助于粉尘的荷点，能够使电场的强度有效增加，起到提升除尘效率的作用。

图2 锅炉烟气温度与其入口工况实际的飞灰比电阻间的关系

2）锅炉烟气温度与其比电晕实际功率之间的关系分析。如图3所示，电晕的功率随着锅炉烟气实际温度的降低而逐渐升高。当锅炉烟气的温度降至于127℃后，电晕的功率也随之变化，且变化较为明显。同时，其比电晕的实际功率也升高至59.2%，电晕实际功率随着其温度的逐渐降低而升高，有效地提升了除尘的实际效率，降低出口的粉尘排放实际浓度。

图3 锅炉烟气温度与其比电晕实际功率之间的关系分析

2.2 锅炉烟气余热回收对机组实际运行的经济性影响

锅炉烟气余热回收性装置，其能够通过冷却来降低烟气实际的温度，让其水温能够升至35～45℃范围内。在一定程度上，大部分的热量都将经过5号的低压电热器其出口逐渐流入至系统的回路内。依据等效焓降的基本定理，低加的回路所凝结的水量也会逐渐减少，排挤7号的低压性加热器、5号的低压性加热器气量、6号的低压性加热器的总和为该机组的等效焓降总量。为了能够对锅炉烟气余热回收性装置的投运前后对其经济指标影响的予以系统化检测，可以将分别对两个工况予以热力的实验检测。如下页表3所示，对比锅炉烟气余热回收性装置的投运前后对机组实际运行的经济性影响，在投运锅炉烟气余热回收性装置后，该汽机的热耗率逐渐降至于59 kJ/kWh，其所对的发电标时间煤耗量也逐渐降至于2.8g/kWh范围，该机组实际运行的经济性显著提高。

表3 锅炉烟气余热回收对机组实际运行的经济性影响

3 结论

经过本次实验可明显得出，通过锅炉烟气余热回收装置的有效利用，能够有效提升静电除尘器的实际性能，有助于粉尘的荷点，能够使电场的强度有效增加，电晕的功率随着锅炉烟气实际温度的降低而逐渐升高。当锅炉烟气的温度降至于127℃后，电晕的功率也随之变化，使其低出口的粉尘排放实际浓度有效降低。同时，通过锅炉烟气余热回收装置的有效利用，还可以降低发电标时间煤耗量，提高机组实际运行的经济效果。因而，锅炉烟气余热回收对于静电除尘器有着极为重要的影响，不但能够起到提升除尘效率的作用，还能够达到节能降耗，凸显经济价值的效果。

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