摘要：介绍了SO3烟气调质装置的原理及工艺流程，阐述了SO3烟气调质技术在提高静电除尘器效率中的作用，对静电除尘器在投入SO3烟气调质技术前后的除尘效果进行比较，同时对SO3烟气调质装置在运行中可能带来的负面影响进行了分析。该套系统的成功应用，为燃用高比电阻煤种的静电除尘器系统改造提供了依据，具有很好的推广价值。
关键词：烟气调质；静电除尘器；除尘效率；故障
1.烟气调质技术
SO3烟气调质装置是以硫磺为原料，通过硫磺在燃烧室中燃烧生成SO3进而氧化生成SO3并将SO3喷入静电除尘器的入口烟道处，与高温烟气中的水汽迅速结合形成一层硫酸薄膜粘附在粉尘表面，使高比电阻粉尘颗粒的荷电性能急剧提高，降低粉尘的比电阻，易于被静电除尘器捕获，从而提高电除尘器的除尘效率。
1.1 SO3生成的工艺流程
液态硫磺储存罐用于将固体硫磺通过高温蒸汽加热熔化并储存，液态硫磺通过硫磺输送泵送至各台烟气调质系统集成箱的燃烧室中。硫磺存储罐及硫磺输送管路全部由高温蒸汽伴热，硫磺的熔点是120℃，为保证液态硫磺的输送效果，需严格控制伴热蒸汽的温度在145℃范围内。系统集成箱是将硫磺燃烧生成SO3，并将其转化成SO3的装置，硫磺燃烧所需空气通过一台离心风机提供，空气通过加热器加热送到燃烧室，使液态硫磺充分燃烧生成SO3。在转化室中SO3，通过五氧化二钒的催化作用几乎全部氧化成SO3，转化室的正常转化率在97，以上。SO3与空气混合后通过输送管路由喷枪均匀喷射到烟气中。
1.2系统控制方式
整个系统由PLC控制，全自动运行。根据给煤量及机组负荷信号的反馈，系统将通过控制流量调节阀的开度大小自动调节硫磺的流量，硫磺的燃烧用量取决于很多因素，包括煤种及灰的成分和运行工况等。SO3的最佳喷射率由煤质、浊度和烟气温度3个输入信号决定，根据运行情况对喷射量进行手动设定。
2.烟气调质在静电除尘器中的应用
2.1 静电除尘器
静电除尘器是由高压供电装置、放电极、集尘极、振打系统等组成。放电极接高压直流电源负极，两边金属钢板为集尘极，接电源正极，放电极与集尘极之间通过高压整流变压器供给的高压直流电压建立起一个强电场。当气体发生电晕放电，在放电极附近产生大量电子和正负离子，使烟气粉尘荷电并在电场力的作用下，带负电的粉尘微粒向集尘极移动，灰尘沉积在集尘极板上，通过振打装置将积灰振落到灰斗。
2.2 引入烟气调质的原因
某发电有限责任公司采用的静电除尘器为双室五电场，一、二电场采用芒刺线，三、四、五电场采用螺旋线。静电除尘器设计的燃烧煤种为该地生产的低硫劣质煤，该煤种硫的含量只有0.5%左右，粉尘比电阻高达上亿欧姆，静电除尘器难以捕集。因为高比电阻粉尘驱进速度小，容易产生反电晕，使静电除尘器工作电压降低，同时高比电阻导致粉尘粘附力增大，振打时容易产生二次扬尘，降低静电除尘器的除尘效率。所以必须采取有效措施降低粉尘比电阻，才能满足静电除尘器的收尘特性，提高静电除尘器的除尘效率。
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2.3 投入SO3烟气调质系统前后的效果
托电静电除尘器投运以后除尘效率达不到设计要求，粉尘排放浓度严重超标，造成环境污染。SO3烟气调质系统引入前经华北电科院测定，在锅炉满负荷情况下，2号炉2台静电除尘器平均排放浓度达550mg/m3，平均粉尘排放浓度严重超标&国家环保规定为50mg/m3，其平均效率为96.75%，而设计效率为99.78%。影响静电除尘器除尘效率的因素很多，除静电除尘器的结构与运行因素外，粉尘特性和烟气性质对静电除尘器的性能也有显著影响。而SO3烟气调质系统投运后，粉尘排放浓度显著降低，从静电除尘器的运行情况可以得出，向含尘烟气中喷入一定浓度的SO3可以将粉尘比电阻降低到千万欧姆，有效提高了静电除尘器的除尘效率。经华北电科院测定，锅炉满负荷情况下，2号炉2台静电除尘器烟尘排放浓度为35-40mg/m3，除尘效率达到99.76%-99.80%。
3.烟气调质常见故障分析
3.1硫磺管路堵塞
系统内加入的硫磺品质差，含有大量杂质。另外，在向储罐中加硫磺时，即使非常小心，也会不可避免地夹入少量的灰尘等杂质。系统停运会使这些杂质在硫磺管道的较低位置积累，该位置恰是管径较细的易堵设备，如调节阀和流量计。系统重新投运前必须将伴热蒸汽温度保持在130℃以上预热24小时，以保证硫磺调节阀和流量计内硫磺输送畅通。
3.2硫磺流量低
在启动喷射后，硫磺流量很低或开始时正常并逐渐降低，开大调节阀流量无明显增加，失去了调节作用。其主要原因是硫磺各段管路的温度控制不好。烟气调质系统对伴热蒸汽的温度和流量要求较高，而随着机组负荷变化，高温辅汽的压力随着变化，当伴热蒸汽的温度不太稳定时，需频繁调节减压阀和减温阀开度，以保证系统伴热温度正常。3.3硫磺管道泄漏
在烟气调质装置运行过程中，硫磺管路多次出现泄漏，其主要原因是液态硫磺需要的运行温度较高，管路接口处的O型圈、垫片等密封件容易老化导致密封不严。为此，要求接口密封件全部采用金属缠绕垫或氟橡胶4型圈，杜绝使用石棉材料。
4.结论
SO3烟气调质技术的应用能够有效地降低粉尘比电阻，提高静电除尘器对高比电阻粉尘的除尘效率，有效降低粉尘的排放浓度，解决了燃烧劣质煤种机组中静电除尘器效率低的问题，使烟气粉尘排放浓度满足国家环保要求。烟气调质技术在静电除尘器中的应用，无需对静电除尘器本体进行改造，同时克服了静电除尘器改造带来的一系列问题，节约了费用。烟气调质技术成熟可靠，在有效降低粉尘排放浓度的同时，运行中也没有产生任何负面影响。该系统在国内火电厂首次成功应用，为燃煤电厂高比电阻粉尘排放浓度的控制在国内电力事业的发展引领了一条新思路。
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论文作者:张军伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/27
标签：烟气论文; 硫磺论文; 粉尘论文; 静电除尘器论文; 调质论文; 电阻论文; 效率论文; 《电力设备》2017年第19期论文;