燃煤电厂电除尘器能效评测

:《能源发展“十三五”规划》中提到“全面实施燃煤机组与节能改造,推广应用清洁高效煤电技术,严格执行能效环保标准,强化发电厂污染物排放监测”。自2014年国家层面出台燃煤电厂烟气超低排放政策以来,全国燃煤电厂超低排放改造如火如荼,且技术种类、流派繁多,鱼龙混杂,虽然均可达到超低排放甚至更低的排放要求,但却忽略了节能要求,未能综合考量设备投资及运行成本。

据不完全统计,截至2016年年底,中国超低排放改造已完成约60%,约4.5亿kW,2017—2020年煤电新增机组容量约1.6亿kW,且中国已具备一定的超低排放改造及运行经验。为响应“严格执行能效环保标准”的要求,有必要开展器能效评测研究,挖掘电除尘器的节能潜力,同时进一步规范和完善电除尘行业市场,实现超低改造向节能、减排并重的方向发展。

1国内及比电耗统计分析

常规理解的电除尘器电耗仅指电除尘器高压电耗,这里规定电除尘器电耗为电除尘器高低压供电电耗和电除尘器阻力引起的引风机电耗总和。其中电除尘器高压电耗主要指高压供电电源的电耗,低压电耗包括电除尘器灰斗加热、振打电机、绝缘子加热等设备的电耗。

不同电厂电除尘器阻力差别不大,这里均按250Pa计算。电除尘器阻力引起的引风机电耗按式（1）计算。

式中：Wp为电除尘器阻力引起的引风机单位时间的电耗,（kW•h）/h;Q为进入电除尘器入口的工况烟气量,m3/h;P为电除尘器本体阻力,Pa。

烟气量应按实际测试数据为准。鉴于统计数据跨越年度较长,结合当时的平均烟气量情况,300MW、600MW和1000MW级机组的电除尘器工况烟气量分别按200×104m3/h、360×104m3/h、500×104m3/h计算。

按照式（1）计算电除尘器阻力引起的引风机电耗,并统计电除尘器本体、电源厂家供货的197台电除尘器电耗,其中300MW级电除尘器76台,600MW级电除尘器99台,1000MW级电除尘器22台。统计结果如图1所示,300MW级电除尘器电耗的最大值、平均值和最小值分别为1637.7kW•h/h、932kW•h/h和482.5kW•h/h,600MW级电除尘器电耗的最大值、平均值和最小值分别为2828kW•h/h、1392kW•h/h和536.2kW•h/h,1000MW级电除尘器电耗的最大值、平均值和最小值分别为4215.6kW•h/h、2173kW•h/h和1131.8kW•h/h。

图1：197台电除尘器电耗统计

根据图1的统计结果,计算各除尘器的比电耗值,按式（2）计算。

C=W/Q（2）

式中：C为电除尘器比电耗,kW•h/m3;W为电除尘器单位时间的电耗,kW•h/h;Q为进入电除尘器入口的工况烟气量,m3/h。

国内197台电除尘器比电耗统计结果如图2所示,300MW级电除尘器比电耗的最大值、平均值和最小值分别为0.819W•h/m3、0.466W•h/m3和0.241W•h/m3,600MW级电除尘器比电耗的最大值、平均值和最小值分别为0.786W•h/m3、0.387W•h/m3和0.149W•h/m3,1000MW级电除尘器比电耗的最大值、平均值和最小值分别为0.843W•h/m3、0.435W•h/m3和0.263W•h/m3。600MW级电除尘器比电耗平均值明显小于300MW级电除尘器,而1000MW级电除尘器比电耗平均值之所以大于600MW级电除尘器,一方面是因为1000MW级电除尘器统计数量有限,且有2台数据较大,拉高了平均值。

图2：197台电除尘器比电耗统计