燃煤电厂烟气预处理高效低温电除尘技术介绍(通用版)0607

龙净牌LSC型
烟气预处理高效低温电除尘器
技术介绍
（通用版）
福建龙净环保股份有限公司
2011年5月
龙净牌
LSC型烟气预处理高效低温电除尘器（以下简称“LSC型电除尘器”）
技术介绍
一．定义、主要组成及工作原理二．主要技术性能指标
三．技术特点及性能保证措施四．烟温对电除尘性能的影响五．烟气余热利用必要性说明六．主要应用方法
七．典型案例及节能经济效益分析八．结语
一、定义、主要组成及工作原理
LSC型电除尘器为龙净自主研发的新一代集烟气降温、电收尘、高频供电及节能控制技术为一体的超高效电除尘器产品，主要适用于燃煤锅炉烟气的排烟除尘治理领域。

由于综合应用了降温、双区及高频等先进技术，在除准格尔高铝低硫烟煤等难电收尘的燃煤工况下，烟尘排放浓度最低可降到20mg/Nm3以下。

v LSC型电除尘器主要由气流分布装置、烟气换热系统、电场阴阳极及其振打清灰系统、壳体、灰斗、进出口烟箱等组成。

v如下图所示：
换热面
v该产品主要采用汽机冷凝水与热烟气通过换热器进行热交换，使得汽机冷凝水得到额外的热量，以减小汽机冷凝水回路系统中低压加热器（简称“低加”）的抽汽量，并使得进入电除尘器的运行温度由通常的低温状态（130℃～170℃）下降到低低温状态（100℃左右，控制在酸露点以上)，实现余热利用和提高除尘效率的双重目的。

v具体参见以下烟气降温工艺流程图：
热烟气流向热烟气流向
低压加热器的热能来自
给汽机做功的蒸汽抽汽热量汽机冷凝水回水加热循环系统
v烟气降温幅度：≥30℃
v除尘效率：达到合同规定值或最新的环保标准要求v降低发电煤耗：1.5～3.5 g/kwh
v节省电除尘功耗15～80%（保效节能运行模式）
v烟气压力损失：≤500Pa（电除尘本体及换热装置
与其他除尘方式相比较，LSC型电除尘器具有以下三大显著的优点：
u灵活布置，不受场地限制——烟气降温换热装置可复合在电除尘电场的前区，也可独立布置在ESP的前置烟道上。

u可综合应用独具龙净特色的烟气降温、机电多复式双区、高频电源供电及节能控制产品技术，实现满足低至20mg/Nm3的粉尘排放要求。

u可节省煤耗及厂用电消耗，视降温幅度大小，火电厂每发一度电平均可节省电煤消耗1.5~3.5g。

另外，还采取以下特色技术，可进一步保证产品性能：
换热面按肋片管组排设计出厂，采取“膜式+ H型组合肋片”换热面复合结构专利技术，即在顺气流方向的管束上布设膜式肋片，可确保气流不紊流，减轻磨损并提高换热效率；同时在换热管的径向、膜式肋片的两侧焊接C型肋片，可进一步提高换热效率。

采取足够的换热面积，是确保烟气高效换热的根本，通过采用能量平衡、等效焓变等换热计算方法，结合各项目实际和龙净上千台除尘设备应用所取得的温度/气流/分布场等经验，正确选取各项特定工程所需的换热面积。

换热介质（如，冷凝水）、烟气呈顺排逆流布置，使得两者的温差最大化并充分延长热交换时间，可确保高效换热效果。

FLUE
GAS
所有换热面均为组排设计出厂，方便现场安装，有利于保证产品质量；同时所有换热管排均采用多点铅垂自由悬吊设计，有利于换热面热膨胀伸缩，并避免应气流震动可能导致的构件磨损等问题
悬吊点
换热面
烟气余热利用换热装置所提取的冷凝水回路流体阻力一般低于0.05MPa，而相邻低压加热器之间的级间压差一般不低于0.2MPa。

烟气余热利用换热装置所提取的冷凝水回路跨过若干级低压加热器，其流动阻力可借助低压加热器之间的级间压差来克服，因此换热回路无需增设加压泵。

换热主回路设置电动调节阀、流量计、压力表及温度计等，各监控点均可引入DCS系统，对换热系统的冷凝水流量、压力、温度实现在线监控，可实时动态调节换热后的烟气温度，具有良好的负荷变化适应性，满足既节约煤耗和又可防止低温腐蚀等要求。

u对于换热面安装在烟道上情况，可利用烟尘的冲刷作用清除换热管上积灰。

此时经过换热面的烟速宜设计控制在
7~10m/s范围。

u在换热面的合适位置加装声波清灰或振打装置，在低负荷下烟气流速较低时及检修时可利用声波或振打作用清除换热管上积灰。

注意：若换热面安装在烟道上，在对应换热改造的烟道底部可加装落灰管、灰斗或刮板机等装置，可定时清理低负荷时烟道上沉积的粉尘，消除烟道积灰可能对气流分布等的变化给电除尘效率带来的不利影响。

通过控制烟气流速，既可满足气流对换热面具有一定的冲刷作用，又可使增加的流阻控制在最小范围。

比如，若将换热面烟道上时，须对烟道进行扩容改造，使得烟气流速由原来的15m/s降低到10m/s以下，同时配置相应的导流引流构件。

由于烟气阻力与烟速的平方成正比，改装烟气换热装置后，烟气流阻增加不明显。

实际上，由于烟温降低，经过引风机的总体烟气体积流量相应降低约10%（视降温幅度大小确定），因此，引风机还可实现一定的节能。

①换热管采用t4厚壁20号无缝钢管材质，具有较强的耐磨、
抗腐蚀特性。

②所有换热面均按膜式复合管组排设计，并与烟气方向并
行布置，有效减小烟气紊流，减轻烟气对换热管的磨损。

③针对烟尘浓度较高的工况，在所有换热管排迎风面的前
端逐排布置专用防磨与稳流装置，可进一步提高烟气余
热换热装置的使用寿命。

并特别在换热管所有弯头位置
加设防磨瓦。

①通过减压混流，使换热管的进水温度控制在（水露点
+5℃）以上，可有效避免换热管发生低温腐蚀。

②在换热管进水端前沿可采用ND钢耐腐蚀材质，以进一步
提高换热面冷端（进水侧）抗低温腐蚀的能力。

③根据季节和煤质（主要是含硫量）的变化，相应调节换
热器进口冷凝水流量、温度，可以相应调节换热器出口侧的烟气温度，使换热后烟气烟温控制在酸露点以上，达到动态节省煤耗和防止内部构件发生低温腐蚀。

①所有蛇形管采用高温渗层焊接工艺专业制造、接头100%X
线检测、换热管排100%通球检验及规范的水压试验，确保换热管达到高品质要求。

②在换热装置的进出口汇管上均设置闸阀、流量计、压力
计和温度计等监控装置，标配节流调节阀，可实现对换热装置进水量的在线调节和切换。

③一旦出现磨损泄漏，安装在换热装置进出口汇管上的流
量计将检测出异常偏差值，此时可通过调节阀实施关闸操作，此时来自汽机的凝结水低压加热系统恢复原系统正常工作，不影响主机的正常运转。

由于烟气余热换热装置布置在锅炉的最后一级换热面即空预器之后与电除尘之间的烟道上，对空预器不会产生任何影响，因此不会降低入炉热风温度而影响锅炉燃烧。

通常，影响电除尘效率的因素主要包括以下几个方面：u排烟温度
u煤粉细度
u空预器漏风
u负电性气体、煤/灰参数
u电源选型和电气参数
u振打清灰
u堵灰/输灰等因素。

其中，排烟温度的影响比较严重，具体分析说明如下：
1、排烟温度升高，使烟气量增大，电场风速提高，而除尘效率呈指数关系下降。

从看，v ↑，η呈指数关系下降。

式中：v —电场风速，s —异极距，l —电场长度。

排烟温度每升高10℃，烟气量增加约3%
A sv l ωe
hsnv h ωe Q
A ωe ωf e η--=--=--=--=12ln 2111
2、排烟温度升高，使电场击穿电压下降，除尘效率下
降。

烟温每升高10℃，电场击穿电压下降3%。

经验公式：
式中：T
t ＝上升温度（℃）＋273，T
＝273
386
1
.
2
)
(T
T
t
t
T
T
U
U
-
=
击
广东某电厂600MW机组配套电除尘器，有一段时期因锅炉结焦，使排烟温度升高到160℃以上，除尘效率下降，烟囱冒烟。

通过增加几台吹灰器，又掺烧部分其它煤等措施，使排烟温度下降到122～135℃，并使电除尘效率提高，解决了烟囱冒烟问题。

v高烟温对电除尘还有以下不利影响：
3、烟温高会使粉尘比电阻增大，电除尘运行时易产生反电
晕问题，造成除尘效率下降。

尤其是当排烟温度在150℃左右时，粉尘的比电阻最高，电除尘器更易出现低电压、大电流的反电晕现象，造成除尘效率下降。

4、烟温高会使气体的粘滞性变大，导致烟尘颗粒在烟气中
的驱进速度减缓，造成收尘效率下降。

五、烟气余热利用必要性说明
从锅炉系统看，造成排烟温度升高的因素有：
v煤粉变粗、煤的挥发分变低、煤的水分增大、炉结渣；v一、二次风配风不当，使火焰中心上移；
v对流受热面堵灰、换热器减少。

上述因素均会导致锅炉排烟温度升高，通过改进可以部分解决烟温高的问题，但受实际条件限制，往往不能达到较为理想的设计要求，实际排烟温度仍然偏高。

为实现节能运行，必须采取有效的锅炉排烟余热利用方法。

1.实现余热综合利用、节省煤耗
v排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，一般约为5%~12%，占锅炉热损失的60%~70%。

v影响排烟热损失的主要因素是排烟温度，一般情况下，排烟温度每增加10 ℃，排烟热损失增加0.6% ~1.0%，相应多耗煤1.2% ~2.4%。

实际上我国许多电站锅炉的排烟温度高于设计值，尤其在循环流化床锅炉（CFB）应用场合，其排烟甚至比设计值要高出20~50℃，烟热损失严重。

v采用烟气余热利用高效低温电除尘工艺，可有效实现烟气余热综合利用、节省电煤消耗。

根据应用统计，在一台135MW的CFB工况下，在烟温降幅达30度时，每发一度电平均可节约综合煤耗3.0g。

2.降低烟尘比电阻，大幅提高
电收尘效率
v由于热交换，进入电除尘电场的烟温从往常的130℃～150℃变成
了100~120℃区间，从对应的气
体温度与粉尘比电阻的关系曲线
（如左图所示）中可看出，此时
粉尘的比电阻将降低1个数量级
以上。

v气体击穿电压与气体密度成正比，与气体温度成反比。

温度降低，密度增大，气体分子间隔变小，电子之间碰撞动能变小，电离效应减小，气体击穿电压提高，除尘器电场运行电压提高，从而提高除尘效率。

3.减小二次扬尘、提效、节能
v通过降低烟气温度，使得进入电除尘的烟气量减小10%左右，将带来以下好处：
Ø有效减小电除尘电场内的烟气流速，延长烟气处理时间，提高除尘效率；
Ø减小二次扬尘，进一步提高和稳定电除尘效率；
Ø有利于对细微粉尘的高效捕集。

LSC型电除尘器主要适用于燃煤锅炉烟气的排烟除尘治理，也可应用其他窑炉的烟尘治理。

按组合方式分类，主要有以下三种方案：
1、换热面复合在电除尘电场前区位置，适用于新建项目。

2、换热面复合在电除尘器进口烟箱内，适用于新建或节能提效改造项目。

3、换热面布置在电除尘器进口烟道内，适用于新建或节能提效改造项目。

综合应用降温、双区及高频等先进技术，烟尘排放浓度甚至可降低到20mg/Nm3以下。

10~30mg/Nm3
节约占地性能改善换热面
（换热面布置在1电场前区）
10~30mg/Nm3
换热面
节约占地性能改善
（换热面布置在进口烟箱后区）
竖直烟道水平烟道
换热面换热面
换热面
进口烟箱
工作量小
工期短
节能减排
10~30mg/Nm3
CFD气流分布
高频电源
机电多复式双区收尘技术
黄金组合增强型复合功率控制式振打技术
烟气调质
结合龙净环保“机电一体”雄厚的除尘技术工程经验，对顾客具体的排烟除尘项目进行针对性设计，提供最科学合理的一揽子解决方案满足最新的环保排放要求。

典型几何模型结构图ü与澳大利亚新南威尔士大学合作，开发《基于CFD 技术的气流分布计算机数值模拟》技术，应用CFD 分析手段，解决大型电除尘器多室流量分配、浓度分配及气流分布均匀性问题。

计算电场空间断面气流分布改进气流分布装置设计
计算进口烟道断面气流分布改进流量分配导流叶片设计
CH10E镀铜芒刺电晕线
CS1OB不锈钢锲形放电极
双区管状电晕极CW09A波形电晕线
工作电压高、电流分布均匀、能耗较小，适用于后级电场捕集细微粉尘。

CW09A 波形线：
可靠性好——采用实体圆钢作为线体，可确保不断线；运行电压高——其放电极呈V 形并倒扣在实体圆钢上，无尖端放电；节能——与放电型针刺线相比，板电流密度在相同工作电压下减小了55%。

0.3
0.6
0.9板电流密度(m A /
m 2
)
CS10A CW09A
Φ8 round steel
Φ2 stainless needle
CS10A CW09A
ü阴阳极分小区布置
、复式组合：
根据设计要求，可沿电场长度方向设置2～3组荷电与收尘小区并呈复式交错布置。

机电多复式双区电场极配形式布置示意
图
阴极辅助收尘电极
阳极收尘极
阴极放电极
荷电区1
收尘区1
荷电区2
收尘区2
ü采用圆管排辅助电晕极：
具有运行电压高，电晕电流小，场强均匀，有效抑制反电晕。

由于圆管电晕极的表面积大，可捕集正离子粉尘。

机电多复式双区电场圆管式电极示意图
ü双区采用独立供电方式，实现荷电区与收尘区复式供电：ü荷电区采用60KV 等级供电电源ü收尘区采用80KV 高电压等级电源
荷电区1收尘区1收尘区2
荷电区2
60KV
80KV
60KV
80KV
烟尘气体
洁净气体
ü阴阳极自由铅垂悬挂，下设沃伦支架防摆结构，确保可靠运行。

该装置由横向防摆杆及双八字连杆组成，荷电区和收尘区各自的防摆装置呈高低错位布置。

该项技术已获国家专利保护。

机电多复式双区电场荷电区与收尘区下部防摆装置示意图
4、应用龙净高频电源供电技术
龙净环保先进的除尘电控设备
GGAj02系列高压硅
整流设备GGYAj系列
高频高压
整流设备
优秀
新成果
低压集控系统
IPC
智能控制系统
拳头产品完善的
低压方案
高科技智能产品。