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除尘器改造前后环境空气降尘量的变化

作者: 来源: 发布时间:2006/5/30 14:07:30  点击数:7882

出处:华北电力科学研究院有限责任公司(北京 100045)作者:郑庄川

【关键词】电除尘器,水膜除尘器,技术改进,除尘效率,环境保护

【论文摘要】燃煤电厂将水膜除尘改为电除尘以后,除尘效果产生了巨大变化,对环境保护非常有利。为此,对长时间监测数据进行了统计,用华北地区高井电厂和陡河电厂除尘器改造前后的监测数据证明,电除尘器的除尘效率很高,这种技术是值得推广应用的。

    60~70年代,我国火电厂燃煤锅炉中所用的水膜除尘器还是一种较先进的除尘器,除尘效率可超过95%。但随着运行时间的延长,设备老化,运行维护不力,除尘效率不断降低,水膜除尘已不能适应我国对环境空气质量的要求。华北电网的北京高井电厂和河北陡河电厂,近年来将水膜除尘器改为电除尘器,改造后厂区及周围环境空气自然降尘量大为降低。

1 高井电厂除尘器改造前后厂区和广宁村降尘量的变化

    北京石景山高井电厂建于1959年,1960年投产,到1975年建成现在的600 MW机组的规模。每年燃用天然煤210万t。燃烧后的烟尘经水膜除尘后通过3根120 m高的烟囱对空排放,每天排放烟尘137 t。60~70年代我国尚未对大气污染引起重视,因此人们对北京西郊的这3条灰龙熟视无睹。受害最深的是高井电厂职工和周围农民。当时经水膜除尘后的烟尘成片地象雪花一样撒落在该厂厂区和生活区。职工宿舍不敢开窗,衣服被褥不敢在室外凉晒,人们在厂内行走常不敢抬头,怕烟尘掉进眼内 。周围农民种的果树常是开花不结果,或果实未成熟就落地。大白菜常是“黑心”,使得当地农民种的大白菜不能进城销售。因此80年代初该厂就提出以电除尘代替水膜除尘。1992年该厂在7、8号炉安装了电除尘器,但由于当时国内电除尘器生产技术不过关,安装的电除尘器无法稳定运行,除尘效果不理想。此时周围老百姓将这3条灰龙改称“三炷香”,天天点,时时吐烟尘;北京市有关部门也加紧对该厂烟尘排放的严管。该厂领导感到“治理污染是关系到该厂生死存亡的大事”,从1996年开始,全力以赴投入到治理8台锅炉烟尘污染的工作,到1999年5月10日,前后共8 a(从1991年安装第一台电除尘器算起),投资1.8亿元,全部完成了对8台锅炉除尘器的改造。治理后的8台炉全部达到国家烟尘排放标准。除尘效率由过去的80%~90%提高到99.5%以上。烟尘排放量由过去每天137 t降至5 t。

1.1 除尘器改造前后厂区降尘量的变化

    为了了解除尘器改造前后厂区及附近环境空气降尘量的变化,华北电力科学研究院会同高井电厂环境监测站于1992年7月至1994年4月和1997年7月至2001年3月在厂内离烟囱300~400 m处的环保楼上进行逐月降尘量监测。在该厂南边(越过一个约200 m高的山头)1 600 m左右的广宁村按季进行了监测。
                                  

 

    图1是该厂除尘器改造前后厂区环境空气降尘量逐月变化曲线。

    大气污染物的浓度可受当地地形和气象条件变化的影响。从图1中除尘器改造后的21个月降尘量变化趋势看,基本上与改造前21个月变化趋势相似,两条曲线基本上同升同降,即影响降尘量大小的地形(同一监测点)不变,相隔7 a其相应月份的平均气象条件也基本上不变。在这种可进行对比的条件下,除尘器改造前21个月平均降尘量为54.99 t/(km2·30 d),而除尘器改造后21个月平均降尘量只为16.23 t/(km2·30 d),只有改造前的29.5%。改造前降尘量最大可超过100 t/(km2·30 d),即1993年1月、7月和8月分别为119.3 t/(km2·30 d)、112.91 t/(km2·30 d)和105.09 t/(km2·30 d);而改造后最大降尘量是2000年1月,只有34.47 t/(km2·30 d)。

     改造前21个月平均降尘量为当时同期该厂所在地石景山区平均降尘量的1.88倍。改造后1999年7~12月平均为22.06 t/(km2·30 d),略低于同期石景山区降尘量——23.93 t/(km2·30 d)。

1.2 广宁村降尘量的变化

    广宁村位于该厂南边约1 600 m,两者之间相隔1座200 m左右的鬼子山。高井电厂烟尘常越过该山头,落到广宁村。

    广宁村降尘量60~70年代为150~200 t/(km2·30 d),1985年为42.4 t/(km2·30 d)1995~2000年每季监测一次,监测结果列于表1。该厂1996年9月完成对1、2号炉除尘器改造,从表1看出,当时广宁村的降尘量为30~40 t/(km2·30 d)。1997年上半年又完成了3、4号炉除尘器改造,即8台炉中已有4台改为电除尘。从此,广宁村降尘量有较大程度下降。1998年由于广宁路拓宽改造和建房施工的影响,降尘量又恢复到1995、1996年水平。1999年5月该厂8台除尘器全部改造完毕,广宁村降尘量当年即降至25 t/(km2·30 d)左右,2000年可望降至低于20 t/(km2·30 d)。

                    

     广宁村降尘量1999年后有较大程度降低也与1998年底北京市开始狠抓大气污染治理有关,但从表1中石景山区这几年降尘量降低不大来看,广宁村降尘量降低主要还是高井电厂除尘器改造的结果。

2 改造前后厂区、生活区环境空气降尘量变化

    河北唐山陡河电厂现有8台发电燃煤锅炉,分别投产于1975年12月至1987年10月 。每两台炉共用一根烟囱排放大气污染物。1~4号炉的两根烟囱高度分别为150 m和180 m,5~8号炉两根烟囱都为210 m。1~6号炉原设计为水膜除尘,除尘效率一般在95%左右;7、8号炉设计为电除尘,除尘效率超过99.0%。然而到1993年7月,水膜除尘器除尘效率平均只有86%左右。1997年开始,该厂逐步将1~6号炉的水膜除尘改为电除尘,对运行中的水膜除尘器进行全区检修。大修后的3号炉水膜除尘器除尘效率由1993年7月的87.4%提高到1995年5月的94.0%。到1999年10月,经过6年时间,投资1.45亿元,将6台水膜除尘器全部改为电除尘器。该厂烟尘排放浓度由1 400 mg/Nm3降至低于200 mg/Nm3,烟尘排放量由7.1万t/a降至0.5万t/a。

    该厂环境监测站从1988年开始在厂区和生活区设了5个环境空气自然降尘监测点 。厂区监测点为变电架、输煤楼和化学楼,生活区为单身楼和教育中心。它们相对于2号烟囱的方位和距离见表2。
                          

    1988年10月至1989年9月的监测结果如表3。
                          

     由此看出,这一年监测中,变电架降尘量最大,为93.49 t/(km2·30 d),是河北省环保局规定的21 t/(km2·30 d)标准的4.45倍,生活区的单身楼和俱乐部低于标准。

    变电架、化学楼、单身楼和俱乐部这4个监测点都在烟囱东侧,近乎正南北走向 。由这一年监测值可看出,距离烟囱越远,降尘量越低。单身楼到化学楼相距仅为90 m左右,但降尘量却迅速减少为化学楼的38.2%。

    单身楼只监测1年,1991年俱乐部改为教育中心。

    图2是1989~2000年间各监测点降尘量变化曲线。从该图看出,1989~1993年间 ,由于水膜降尘器运行维护欠佳(1993年1~5号炉平均除尘效率只为86.2%),使得厂区和生活区各测点降尘量都呈上升趋势。1994年开始对水膜除尘器逐台进行全面检修 ,当年厂区的变电架和化学楼降尘量比1993年降低了25.4%和29.6%,生活区的教育中心也降低了18.4%。输煤楼由于煤场管理不善,降尘量继续增大,年平均降尘量达到139.28 t/(km2·30 d),7月份高达342 t/(km2·30 d)。

    1995年1月1号炉电除尘器投运,临近该炉的化学楼监测点降尘量由1994年的52.08 t/(km2·30 d)降至41.88 t/(km2·30 d),下降了20%,教育中心也有一定程度的下降,但离1号炉较远的变电架其降尘量却与1994年持平。
                                  

    1996年8月临近变电架的5号炉电除尘器投运,1997年变电架的降尘量只为1996年的74%,而离该炉较远的化学楼却基本不变。

     4是1994~2000年各监测点降尘量的监测数据。1998年该厂除6号炉外,其它5台炉全改为电除尘。从表4数据中看到这一年降尘量明显下降,这时厂区监测点除输煤楼外,变电架和化学楼降尘量只为河北省环保标准的60.7%和64.4%,生活区则只有标准的30%。
                         

    1999年10月6台水膜除尘器全改为电除尘器,到2000年厂区变电架、输煤楼和化学楼的降尘量分别为6.42 t/(km2·30 d)、8.03 t/(km2·30 d)、和7.56 t/(km2·30 d),平均为7.34 t/(km2·30 d),只有除尘器改造前平均降尘量87.62 t/(km2·30 d)的8.38%,各监测点2000年与1994年降尘量的百分比见表5。生活区2000年平均降尘量为5.34 t/(km2·30 d),已是1998、1999年北京市清洁对照点(定陵)5.3 t/(km2·30 d)、5.9 t/(km2·30 d)的水平,只有河北省标准的25.4%。
                         

3 小结

    (1) 高井电厂采用水膜除尘时,厂区环境空气自然降尘量为同期该厂所在地石景山区平均降尘量的1.88倍。水膜除尘全部改为电除尘后厂区降尘量可低于石景山区平均降尘量;

    (2) 高井电厂水膜除尘后的烟尘可影响到广宁村,使该处的降尘量也高出石景山区平均降尘量;

    (3) 高井电厂水膜除尘全改为电除尘后,厂区同一降尘监测点的降尘量只为除尘器改造前降尘量的30%左右;

    (4) 陡河电厂采用水膜除尘时,厂区和生活区的降尘主要来自该厂经水膜除尘后所排烟尘;厂区的平均降尘量为当地环保标准的4.17倍,生活区的降尘量已接近该标准;

    (5) 陡河电厂6台炉全部改成电除尘后,厂区和生活区的降尘量不足改造前的10%和30%。其中生活区的降尘量已接近同期北京市清洁对照点的水平。


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