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“ 电改袋 ”除尘体系工艺及特征

2016-12-23 13:51:00来源:中国除尘设备网浏览:评论:0

  随着经济的快速发展,国家对大气质量控制越来越严格,同时,对除尘设备的性能及可靠性提出了更高的要求。我国工业使用的除尘器绝大多数达不到排放浓度低于50mg/m 3的环保要求。

  某公司热电分厂6号炉为煤粉炉,型号CG - 130 /3. 82 - M13.该炉配备1台电除尘器,由于电除尘器内部积灰严重,致使部分极线断裂,极板出现松动、变形,除尘效率大幅度下降,排烟浓度难以达到环保要求。厂方决定对6号炉烟气除尘系统必须进行技术改造,以满足相关标准和地方政府要求。

  1电除尘器与布袋除尘器技术对比

  1. 1电除尘器的局限性自20世纪50年代以来,发达国家一直将电除尘器作为烟气净化的主要设备。电除尘器以其净化效率高、阻力损失小、允许操作温度高、处理气体范围量大、可完全自动控制等优点,在燃煤电厂烟气净化设备占有重要地位。目前,国内燃煤电厂大多采用的是电除尘器。

  电除尘器在我国电力行业已有数十年的应用历史。目前,电除尘器用于燃煤电厂除尘主要存在以下缺点:(1)粒径0. 1~3. 0μm的粉尘由于内部荷电机制存在局限性,很难被荷电,致使这部分粉尘的去除率较低,其中直径0. 1~1. 0μm粉尘的去除率最低,通常低于85%。

  (2)为了控制煤燃烧过程中SO 2的产生量,火电厂优先燃用低硫煤。同时,由于干法/半干法脱硫技术的应用,使得烟气中SO 2的含量降低,粉尘的比电阻增高、含尘浓度增大(可达800 g/m 3),对电除尘器的运行造成不利影响。

  (3)粉尘的比电阻过小、气流的扰动及振打清灰的影响,容易造成二次扬尘。研究表明,在随气流离开电除尘器的粉尘中,有30%的粉尘是被收尘极板收集后又返回气流中的,而粉尘比电阻过大产生反电晕,同样会导致除尘效率迅速下降。

  (4)电除尘器在对超细颗粒及其前驱体的控制效果上表现较差,而且在高温运行过程中还会导致前驱体合成新的强毒性物质。

  (5)电除尘器设备复杂,在安装、调试及运行维护管理等方面要求较高;一次性投资大;卧式电除尘器的占地面积较大。

  (6)电除尘器的电场数量、电压高低、电极结构和形状、粉尘粒径分布及锅炉运行情况也是影响除尘效率的因素。

  由于上述因素影响,使得电除尘器的实际效率达不到设计要求,粉尘排放浓度超标,满足不了更加严格的环保要求。近年来,通过对电除尘器本体技术、电源技术、烟气调理技术、湿式电除尘器等技术的进一步研究,改善了电除尘器的性能,但上述方式提高除尘效率的空间极其有限,并且往往经济效益较差。发达国家从20世纪70年代开始对火电厂烟气净化系统进行升级,迄今已基本走完布袋除尘器取代和改造高压静电除尘器和其他除尘器的历程。我国对火电厂烟气净化系统的升级工作也在逐步进行,以应对越来越严格的粉尘排放标准。

  1. 2袋式除尘器的优势袋式除尘器由于具有不受烟气成分、含尘浓度、颗粒分散度、粉尘比电阻等性质的影响,除尘效率高,无二次污染,便于回收干料等优点,在国内外的应用越来越广泛。自1998年国内首次“电改袋”工程在武钢平炉改造项目中实施至今,已有数十台200MW以上机组成功实现了电除尘器改造为袋式除尘器,尚有部分火电厂正积极准备实施“电改袋”

  改造工程。布袋除尘技术在烟尘治理领域已占到全部除尘设备的80% ,袋式除尘器将成为除尘市场的主导,目前国际上也是这种趋势。

  布袋除尘器与电除尘器相比,在超细粉尘的捕集和适应燃煤锅炉粉尘排放特性方面,具有明显的优势:(1)袋式除尘器对细粒尘的捕集更有效,除尘效率比电除尘器更高,一般可达99. 99%以上,烟尘排放浓度低于50mg/m 3,甚至在10mg/m 3以下。

  (2)袋式除尘器不受烟气成分、含尘浓度、颗粒分散度、粉尘比电阻等性质的影响,锅炉负荷的变化、烟气量的波动对袋式除尘器的影响也很小,在运行过程中不会产生附带的二次污染。

  (3)干法/半干法脱硫技术的应用都会增加烟气中的粉尘浓度,布袋除尘器在处理高含尘浓度的烟气时仍具有很高的除尘效率,且与电除尘器相比袋式除尘器更具经济性。

  (4)在捕集粉尘的同时,采取辅助措施还可以有效地脱除超细颗粒PM2. 5和As、Se、Hg等重金属,对SO x、NO x也具有协同脱除效应。

  (5)袋式除尘器结构简单,操作、维护方便,主要的清灰过程均可由程序控制自动完成,从而大大地降低了运行及维护成本。

  (6)袋式除尘器的投资和运行费总额低于电除尘器。研究表明:在设备一次性投资上,袋式除尘器低于4电场电除尘器,略高于3电场电除尘器,显着低于5电场电除尘器;在同等条件下,袋式除尘器要比电除尘器节20%以上的总能耗。

  2“电改袋”除尘系统工艺及特征

  2. 1工艺流程“电改袋”除尘系统工艺流程为:含尘气流由原电除尘器入口进入除尘器本体,流经原布风板,通过骨架支撑的滤袋时,粉尘被阻留在滤袋外表面,干净的烟气进入袋内,并经袋口和上箱体后由出风口排出。由于滤袋表面的粉尘不断增加,导致设备阻力上升,当升至设定值时,微压差控制器输出信号,(或到达设定时间时)电控仪便发出信号,使喷吹系统工作。压缩空气由气包经脉冲阀和喷吹管上的喷嘴向滤袋内喷射,在滤袋膨胀产生的加速度和反向气流的作用下,附于滤袋外的粉尘脱离滤袋落入灰斗内,再经卸灰阀排出。脉冲阀依次打开约0. 1 s,喷吹结束后,第二个脉冲阀进行喷吹,依次完成所有脉冲阀的喷吹,实现清灰。

  2. 2技术特点6号炉电除尘器采用“电改袋”改造方案,能够最大程度地利用原有电除尘器的结构,充分利用其内部空间,不增加设备占地面积,在原有场地限制的条件下提高处理风量。“电改袋”除尘系统改造后仍能满足整体布置要求,除尘系统的工作对锅炉的正常运行不产生影响。

  3“电改袋”技术的工业应用6号炉电除尘器“电改袋”改造工程在经过现场实际情况调查、烟气参数测定及多种技术方案综合比较,考虑到长袋低压脉冲袋式除尘器具有除尘效率高、喷吹时间短、喷吹压力低、清灰能力强、运行阻力低等特点,并且其在电除尘器改造工程中已取得的成功案例,厂方决定采用将现有电除尘器改造为

  长袋低压脉冲袋式除尘器的方案。该方案主要设计思路为:利用原有电除尘器壳体改造成脉冲袋式除尘器,保留现有输灰系统不变;以袋式除尘器PLC操作控制系统置换原电控室、操作室的设备;重新设计电气控制设备和线路;加大风机和电动机规格;重新设置原有除尘管网。

  改造方案设计要求:布袋除尘器使用寿命长,操作、维护简单,运行稳定,除尘效果好。改造中应充分利用原电除尘器中可利用的部分;改造后确保布袋除尘器的除尘效率不低于99% ,系统阻力小于1800 Pa,本体漏风率小于2%.

  3. 1原电除尘器主要参数原电除尘器共有三电场,总高约18m,壳体尺寸为: 9. 8m×14. 6m×10m (B×L×H) ;灰斗高为5. 4m,共有6个,灰斗上口尺寸为: 4. 9m×4. 9m.电除尘器进口烟气温度为150~160℃,入口粉尘浓度为30~50 g/m 3。系统原配置2台引风机,型号为Y4 - 73 - 11No20D,功率为380 kW ,风量为305 000m 3 /h,全压2840 Pa.

  3. 2袋式除尘器设计参数6号炉电除尘器“电改袋”改造工程中,袋式除尘器共分12个室,选用耐高温、耐腐蚀的PPS针刺毡滤袋共计1512条,每室设计126条,总过滤面积达4990m 2。滤笼1512个,脉冲阀108个,安全阀型号A48Y - 16CDN20,储气罐1个,气包12个,花板12块,规格2420mm×3880mm×6mm.袋式除尘器实际过滤速度为0. 81m /min,实际过滤面积为4575m 2。该材质滤袋的使用寿命超过4万h,预计4~5 a全部更换一次。袋式除尘器主要技术参数详。

  袋式除尘设备采用在线清灰方式,清灰时有11个室的滤袋工作,滤速为0. 88m /min.清灰装置采用清洁空气为气源,气源压力为0. 5MPa,喷吹压力0. 25~0. 4MPa,压气耗量(每台)平均2. 2m 3 /min,最大2. 8m 3 /min.

  改造后的袋式除尘器系统阻力上升,造成除尘系统总阻力增加,因此,必须加大引风机的风压。原引风机不能满足要求,新型风机型号为Y4 - 73 - 14No25D,风量305000m 3 /h,全压为5200 Pa.

  3. 3原电除尘器的改造

  3. 3. 1保留部分保留原电除尘器框架及外壳、进口喇叭管与进口气流分布板、灰斗及灰斗阻流板、出口槽形板、部分保温层以及梯子、内部走台等部分。人孔门仅保留灰斗上沿的一排,其余的全部封闭焊死,以减少设备漏风。同时,保留原电除尘器的自动控制系统和在线监测系统。

  3. 3. 2拆除部分拆除原电除尘器的阳极极板及框架、阴极极线及框架、吊挂装置及振打装置。拆除出风口喇叭、内部杆撑、除尘器顶板、顶部保温箱及中间箱形梁、以及部分保温层等设施。同时,拆除高压电源、电动葫芦等机构。

  3. 3. 3改造部分对原电除尘器的气流分部装置进行改造,并在除尘器本体内设置1个内置旁路烟道。同时,增设2个烟道电液阀(分别为通路阀和旁路阀) ,由液压电动控制自动切换,使烟气在超温、超湿环境下由旁路排放,从而有效保护滤袋。

  改造原电除尘器的中箱体上部,设置上箱体圈梁;花板孔采用激光切割成形,上箱体在厂内加工制作,喷吹装置与花板精确定位后整体吊装;在除尘器内部安装袋笼和滤袋后,精确调整袋笼垂直度。

  在原电除尘器内设置隔板,将原除尘器隔断为12个并联运行的气室;每个气室设1个手动离线检修阀,保证在提升阀出现故障时系统能正常运行;每6个气室作为1个小系统,配1个手动离线检修阀作为总控阀;每个收尘室安装1个提升阀,用以控制布袋除尘器的清灰,该阀采用错位安装,保证换袋的空间需要;每个收尘室设计9个脉冲阀,每个脉冲阀控制14条布袋的清灰。

  为了便于以后检修及更换滤袋,每个除尘单元进、出口均设置烟道挡板门,锅炉运行时常开,除尘单元检修时关闭;滤袋室为独立设计的密封结构,每室设置多个人孔门;在灰斗的上方铺设钢板挡网,以收集更换下来的滤袋,并保证施工安全;挡网的网孔应足够大,不会造成粉尘架桥堆积。重新设置顶部走梯和检修平台,完成整体保温、防腐及外饰的处理。

  3. 4袋式除尘器的调试调试过程为:调节风机使之产生足够的风量,通过预喷涂输灰管将粉煤灰均匀打入除尘器,完成预涂灰;检查预涂灰后花板泄漏、滤袋破损或掉袋等情况;待锅炉运行稳定,且烟气温度达到布袋的使用范围(120~160℃)后,将烟气由旁路切换进入袋式除尘器内进行处理。

  袋式除尘器的相关运行参数详。运行参数在控制仪上进行设定。其中,进口温度上限170℃(持续2min)、进口温度下限120℃不允许调整, 85%湿度报警不允许调整。

  6号炉电除尘器“电改袋”改造工程实施后,除尘系统运行稳定,已安全运行13个月,设备性能状态良好。袋式除尘器监测数据为:进口温度162℃,进口湿度29% (相对),进口粉尘浓度4867mg/m 3,出口粉尘浓度46. 33mg/m 3,压力损失717 Pa.除尘器粉尘排放浓度、压力损失等各指标均达到设计要求,除尘效率达99. 9%以上,每年减少粉尘排放约105 t,节约粉尘排放费和超标排尘费15. 29万元,具有显着的环境、社会和经济效益。

 

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