摘要: 130 t/h煤粉爐煙氣除塵器系統(tǒng)老化,凈化能力降低,造成大氣嚴(yán)重污染。為了滿足新標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)?shù)卣畬?duì)煙塵排放濃度的要求,需對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行改造。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)研情況、對(duì)原電除塵器存在的不足和對(duì)長(zhǎng)袋低壓脈沖袋式除塵器特點(diǎn)的分析,以及各方案的綜合比較,確定將該電除塵器改造為長(zhǎng)袋低壓脈沖袋式除塵器。根據(jù)改造方案,調(diào)整除塵工藝,將除塵器改造分為保留、拆除和改造三部分,相應(yīng)地更換了主要設(shè)備。除塵器經(jīng)運(yùn)行調(diào)試成功,已運(yùn)行半年,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)始終保持優(yōu)良狀態(tài),環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益凸顯。

關(guān)鍵詞:除塵系統(tǒng),長(zhǎng)袋低壓脈沖除塵器,電除塵器,電改袋

1　概述

平頂山煤業(yè)集團(tuán)飛行化工公司熱電分廠現(xiàn)役的一臺(tái)CG-130 /3.82-M13 型煤粉鍋爐(以下簡(jiǎn)稱為6 號(hào)鍋爐)配有一臺(tái)靜電除塵器、一臺(tái)麻石旋流板脫硫除塵器對(duì)鍋爐煙氣進(jìn)行處理。由于靜電除塵器內(nèi)部積灰嚴(yán)重,部分極線出現(xiàn)松動(dòng)、斷裂,個(gè)別極線甚至變形、脫落,極線尖部結(jié)球,部分極板出現(xiàn)松動(dòng)、變形,致使靜電除塵器凈化能力大幅下降,煙氣排放時(shí)常不能達(dá)標(biāo),不僅造成了大氣嚴(yán)重污染,還增加了企業(yè)的排污費(fèi)支出。

目前,火電廠燃煤鍋爐煙塵濃度排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已修訂到≤50 mg/m3 [ 1 ] 。部分沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的地方標(biāo)準(zhǔn)修改到≤30 mg/m3 ,甚至10 mg/m3。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[ 2 ]和地方政府的規(guī)定以及日益嚴(yán)格的排放要求, 6號(hào)鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)必須進(jìn)行專項(xiàng)技術(shù)改造, 要求其煙塵排放濃度不超過(guò)50 mg/m3。

與6號(hào)鍋爐配套的靜電除塵器共有三電場(chǎng),總高約18 m,殼體尺寸為9.8 m ×14.16 m ×10 m;除塵器灰斗高5.4 m, 共有6 個(gè), 灰斗上口尺寸為4.9 m ×4.9 m。

除塵器進(jìn)口煙氣溫度為150 ～160℃,粉塵濃度為30～50 g/m3。引風(fēng)機(jī)型號(hào)為Y4-73-11No20D,其功率為380 kW, 風(fēng)量為305 000 m3 /h, 全壓為 2 840 Pa,共2臺(tái)。

2　改造方案

2.1　改造原則及要求

由于荷電機(jī)理、比電阻、二次揚(yáng)塵等不利因素的影響[ 3-8 ] ,電除塵器的實(shí)際效率不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,粉塵排放濃度增加,滿足不了更加嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。世界上發(fā)達(dá)國(guó)家從20世紀(jì)70年代開始對(duì)燃煤鍋爐煙氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí),迄今已基本走完布袋除塵器取代和改造高壓靜電除塵器和其他除塵器的歷程。我國(guó)對(duì)其煙氣凈化系統(tǒng)的升級(jí)工作也在逐步進(jìn)行,以適應(yīng)越來(lái)越嚴(yán)格的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)。近幾年,通過(guò)本體技術(shù)、電源技術(shù)、煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)、濕式電除塵器等技術(shù)[ 9 ]的革新,改善了除塵器的性能,但其提高除塵效率的空間極其有限,并且往往不經(jīng)濟(jì)[ 10 ] 。

袋式除塵器具有不受煙氣成分、含塵濃度、顆粒分散度、比電阻等粉塵性質(zhì)的影響,除塵效率高,不會(huì)造成二次污染,便于回收干料等性能,在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用越來(lái)越廣,在煙塵治理領(lǐng)域已占到所用除塵設(shè)備的80%[ 11 ] 。

此改造項(xiàng)目要求: 1)改造后的煙氣除塵系統(tǒng)布置滿足系統(tǒng)整體布置要求; 2)確保除塵系統(tǒng)的工作對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行不產(chǎn)生影響; 3)在滿足以上兩點(diǎn)基本要求的前提下,本著節(jié)省投資與運(yùn)行費(fèi)用的原則進(jìn)行設(shè)計(jì),盡可能降低工程投資和運(yùn)行成本; 4)選用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)、可靠、高效、管理及維修方便的設(shè)備和配件。

2.2　改造方案

經(jīng)過(guò)調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況、測(cè)定分析煙氣參數(shù)和綜合比較多種技術(shù)方案,考慮到長(zhǎng)袋低壓脈沖袋式除塵技術(shù)具有的諸多特點(diǎn)(除塵效果好、噴吹時(shí)間短,噴吹壓力低、清灰能力強(qiáng),運(yùn)行阻力低等)和其在除塵器改造中已取得過(guò)成功的案例,決定采用將現(xiàn)有除塵系統(tǒng)改造為長(zhǎng)袋低壓脈沖袋式除塵器的方案,即電改袋( ETB, ESP Transform to Bag House Precipita tor[ 12 ] ) 。

本方案利用原有電除塵器殼體改造成脈沖袋式除塵器,保留現(xiàn)有輸灰系統(tǒng)不變;以袋式除塵器PLC 操作控制系統(tǒng)置換原電控室、操作室的設(shè)備;重新設(shè)計(jì)電氣控制設(shè)備和線路;加大風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)規(guī)格;重新設(shè)置原有除塵管網(wǎng)。改造方案要求: 1)袋式除塵器使用壽命長(zhǎng),操作、維護(hù)簡(jiǎn)單,運(yùn)行穩(wěn)定,除塵效果好; 2)改造中要充分利用原系統(tǒng)中可利用的部分; 3) 改造后袋式除塵器的除塵效率不低于99% ,系統(tǒng)的阻力小于1 800 Pa,本體漏風(fēng)率小于2%。

3　電除塵器改造

3.1　除塵系統(tǒng)工藝

含塵氣流由原入口進(jìn)入除塵器本體中,流經(jīng)原布風(fēng)板,通過(guò)骨架支撐的濾袋時(shí),粉塵被阻留在濾袋外表面,干凈的煙氣進(jìn)入袋內(nèi),并經(jīng)袋口和上箱體由出風(fēng)口排出。當(dāng)濾袋表面的粉塵不斷增加,導(dǎo)致設(shè)備阻力上升至設(shè)定值時(shí),微壓差控制器輸出信號(hào), (或到達(dá)設(shè)定時(shí)間時(shí))電控儀便發(fā)出信號(hào),使噴吹系統(tǒng)工作。壓縮空氣從氣包經(jīng)脈沖閥和噴吹管上的噴嘴向?yàn)V袋噴射,在濾袋膨脹產(chǎn)生的加速度和反向氣流的作用下,附于袋外的粉塵脫離濾袋落入灰斗,經(jīng)卸灰閥排出。脈沖閥依次打開約0.1 s,噴吹結(jié)束后,第2個(gè)脈沖閥進(jìn)行噴吹,依次完成所有脈沖閥的噴吹,實(shí)現(xiàn)清灰。

改造后的除塵器阻力上升,造成除塵系統(tǒng)總阻力 (包括除塵器后旋流板脫硫塔,煙道和鍋爐本體的阻力)也隨之上升,必須加大引風(fēng)機(jī)風(fēng)壓。新選用風(fēng)機(jī)型號(hào)為: Y4-73-14No25D,風(fēng)量為305 000 m3 /h,全壓為5 200 Pa。

3.2　除塵器改造

3.2.1　保留部分

保留電除塵器框架和外殼,進(jìn)口喇叭管與進(jìn)口氣流分布板,灰斗及灰斗阻流板,出口槽形板,部分保溫層以及梯子、內(nèi)部走臺(tái)等部分。僅保留灰斗上沿的一排人孔門,將其余的全部封閉焊死,以減少設(shè)備漏風(fēng)。同時(shí)保留自動(dòng)控制系統(tǒng)和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

3.2.2　拆除部分

拆除陽(yáng)極板框架、陰極線框架及其極板、極線,陰極吊掛裝置及所有的振打裝置。還需拆除出風(fēng)口喇叭,內(nèi)部桿撐,除塵器頂板、頂部保溫箱和頂部中間箱形梁,以及部分保溫層等設(shè)施。同時(shí)拆除高壓電源、電動(dòng)葫蘆等機(jī)構(gòu)。

3.2.3　改造部分

設(shè)置隔板,將原除塵器隔斷為12個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的氣室;每個(gè)氣室設(shè)一個(gè)手動(dòng)離線檢修閥,保證在提升閥出現(xiàn)故障時(shí)系統(tǒng)能正常運(yùn)行;每6個(gè)氣室作為一個(gè)小系統(tǒng),配一個(gè)手動(dòng)離線檢修閥作為總控閥;每個(gè)收塵室安裝一個(gè)提升閥,用以控制布袋除塵器的清灰, 該閥采用錯(cuò)位安裝,保證了換袋空間的正常需要;每個(gè)收塵室設(shè)計(jì)安裝9個(gè)脈沖閥,每個(gè)脈沖閥控制14 條濾袋的清灰。

改造原電除塵器的中箱體上部,設(shè)置上箱體圈梁;花板孔采用激光切割成形,上箱體在廠內(nèi)加工制作,噴吹裝置與花板精確定位后整體吊裝;在除塵器內(nèi)部安裝袋籠和濾袋后,精確調(diào)整袋籠垂直度,總過(guò)濾面積達(dá)4 990 m2。

改造氣流分布裝置,并在本體內(nèi)設(shè)置一個(gè)同面積的煙道作為內(nèi)置旁路煙道,同時(shí)在原進(jìn)風(fēng)道上增設(shè)一個(gè)旁通煙路和兩個(gè)煙道電液閥(分別為通路閥和旁路閥) ,由液壓電動(dòng)控制自動(dòng)切換,使煙氣在超溫超濕的情況下由旁路排放,從而有效保護(hù)濾袋。

為便于以后檢修及更換濾袋,每個(gè)除塵單元進(jìn)出口均設(shè)置煙道擋板門,鍋爐運(yùn)行時(shí)常開,除塵單元檢修時(shí)關(guān)閉;除塵器上部?jī)魵馐曳譃?2間,并在高度上預(yù)留足夠的空間;濾袋室為獨(dú)立設(shè)計(jì)的密封結(jié)構(gòu),每室設(shè)置多個(gè)人孔門;在灰斗的上方鋪設(shè)鋼板擋網(wǎng),以收集更換下來(lái)的塵袋,并保證施工安全;擋網(wǎng)的網(wǎng)孔足夠大,不會(huì)造成粉塵架橋堆積。

重新設(shè)置頂部走梯和檢修平臺(tái),完成整體保溫、防腐及外飾的處理。

3.2.4　袋式除塵器技術(shù)參數(shù)

該工程選用耐高溫、耐腐蝕的PPS針刺氈濾袋共計(jì)1 512條, 每室設(shè)計(jì)126 條, 實(shí)際過(guò)濾速度為 0.81 m /min,實(shí)際過(guò)濾面積為4 575 m2。此種濾袋的使用壽命超過(guò)4萬(wàn)h,預(yù)計(jì)4～5年全部更換一次。

設(shè)備采用在線清灰,清灰時(shí)有11個(gè)室的濾袋工作,濾速為0.88 m /min。清灰裝置以清潔空氣為氣源,氣源壓力015MPa,噴吹壓力0.25 ～0.4MPa,壓氣耗量(每臺(tái))平均2.2 m3 /min,最大2.8 m3 /min。除塵器詳細(xì)技術(shù)參數(shù)見表1。

3.2.5　袋式除塵器的調(diào)試

調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生足夠的風(fēng)量(以防噴涂材料掉入灰斗) ,通過(guò)預(yù)噴涂輸灰管將粉煤灰均勻打入除塵器,完成預(yù)涂灰。檢查預(yù)涂灰后花板泄漏、濾袋破損或掉袋等情況。待鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定,且煙氣溫度達(dá)到濾袋的使用范圍( 120～160℃)后,將煙氣由旁路切換進(jìn)入除塵器進(jìn)行處理。

除塵器的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)依照表2在控制儀上進(jìn)行設(shè)定。

4　改造效果

6號(hào)爐煙氣除塵系統(tǒng)運(yùn)行至今,設(shè)備穩(wěn)定且性能狀態(tài)良好。除塵器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)情況: 進(jìn)口溫度為 162℃,進(jìn)口濕度為29% (相對(duì)) , 進(jìn)口粉塵濃度為 4 867 mg/m3 ,出口粉塵濃度為46133 mg/m3 ,壓力損失為717 Pa,壓差變化情況見圖1。

該除塵器煙塵排放濃度、壓力損失等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求,去除效率可達(dá)到9919%以上。改造后的6號(hào)爐每年將減少煙塵排放約105 t,為企業(yè)節(jié)約煙塵排放費(fèi)和超標(biāo)排塵費(fèi)15.29萬(wàn)元,具有顯著的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

71.8%。處理工藝的改進(jìn)以及氧氣生產(chǎn)成本降低或?qū)ふ业叫碌难趸瘎┘笆褂梅绞?均可以在一定程度上降低有機(jī)廢液的處理成本。

3)利用超臨界水氧化技術(shù)處理有機(jī)廢液,可以回收反應(yīng)產(chǎn)生的能量和CO2 ,不但可以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性,而且還可以降低溫室氣體的排放,具有一定的環(huán)境效益。超臨界水氧化技術(shù)在有機(jī)廢物處理領(lǐng)域具有非常廣闊的發(fā)展前景。

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