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燃煤电站锅炉烟气袋式除尘

更新时间:2008-10-21 11:08 来源: 作者: 阅读:6854 网友评论0

燃煤电厂锅炉烟气袋式除尘势在必行,实施条件已具备,原因如下:

(1)受排放总量控制的制约,主要城市和企业的排放标准提高(甚至30mg/Nm3),这是一般电除尘器难以稳定达到的,若电场增至4、5个,则在经济上不合理。

(2)袋式除尘器能将有效捕集城市大气中PM10粒子。

(3)我国大型袋式除尘器的设计、制造水平有了长足进步,可用率大于锅炉平均可用率,能保证锅炉长期连续运行,无需停机。

(4)滤料多样性及缝制能力的提高,能适应烟尘特点选择所需滤袋。

(5)自动控制的技术进步能有效地保证袋式除尘器的稳定、可靠工作。

(6)捕集锅炉烟气的袋式除尘器是某些烟气脱硫工艺的重要组成部分。烟气脱硫后,将影响电除尘器效率的下降,而袋式除尘器不受影响。

(7)高气布比脉冲袋式除尘器的体积与占地面积均较小,能满足一般电厂除尘器改造的要求。

我国在电厂锅炉烟气袋式除尘工作上经历了一段艰难的历程,至今仍未彻底认识和掌握某些技术环节,原因也是多方面的。我们认为,欲解决好电站烟气袋式除尘,不仅仅取决于除尘器本身,还取决于烟气的除尘工艺及控制技术,即如何根据锅炉燃烧特性、运行规律和操作制度,理解和掌握袋式除尘的技术条件,并提出相应的技术措施防患于未然,这便是本文的阐述内容。

1要了解锅炉燃烧及烟气特性

1.1要了解锅炉的基本结构、性能参数、燃烧方式等工作特性。目前电厂锅炉多为煤粉炉。

1.2要了解锅炉的安全经济技术指标,如事故率、利用率、电耗率等。

1.3应了解煤的成分及特性。如水份、硫份、灰份、发热量等。

1.4必须明确锅炉烟气参数及成分。一般由锅炉制造厂家提供,必要时通过计算或测试获得。这里锅炉烟气参数指:烟气量、烟气温度、含尘浓度、烟气酸露点、烟尘分散度等。烟气成分主要是:CO2、SO2、N2、O2、H2O等含量,过剩空气系数也能反应O2的含量。

2除尘工艺设计

2.1除尘工艺设计参数确定、设计参数指:

(1)处理风量。考虑到系统漏风,用于除尘设备选型。

(2)系统风量。考虑到漏风和安全程度,用于风机选型和校核。

(3)烟气温度和温降控制。

(4)管道流速。

(5)排放浓度。宜30~50mg/Nm3

2.2袋式除尘器选型及要求。宜采用长袋低压脉冲除尘器,因为:

(1)清灰能力强,运行阻力较低,排烟量长期保持稳定。

(2)活动部件少,维护工作量小,能长期可*运行(可用率远大于锅炉)。

(3)能实现单元离线检修,锅炉不停机。

(4)脉冲清灰对系统静压(特别是炉膛负压)影响较小,时间较短。

(5)喷吹气流不会造成烟气温度显著下降。

(6)占地面积小,老厂就地改造可行。

长袋低压脉冲除尘器净化电厂锅炉烟气可采用高气布比过滤,过滤风速不小于1m/min。设备运行阻力设计值宜控制在900~1500Pa范围。

滤料选择时应考虑到耐温、耐酸碱、耐氧化和耐水解等问题。滤袋应使用在高于酸露点10℃、低于许可温度之范围内。滤料应使用针刺毡,厚度530~550g/m2为宜。选用滤料时应根据用户具体情况综合考虑定夺。国外成功选择使用的滤料有:Dralon、Ryton、Tefom、Nomex,此外,也有P84、玻纤、Atefaire、Dayex等可供参选。

为减小清灰造成的炉膛压力波动、考虑到电厂飞灰的物性,除尘器可以在线清灰。

对除尘器必须进行保温,必要时灰斗应伴热。流经除尘器烟气设计温降不宜超过7℃。保温层必须具有防积水、防风曳的功能。为防止热变形和清除热应力,设备应有加固措施。当处理风量较大时,除一个支座固定外,其余支座应能活动。对于高严密切换阀门,也应注意安装机械应力和热应力而造成阀门变形卡死。除尘器灰斗锥度不小于60°,充满系统应取0.8,排灰口尺寸可选择350或400nm。灰斗应具备:检修口、高低料位、温度计、振动器、内部简易爬梯、内部格栅、检修插板阀、卸灰阀、保温(加热)结构、外部检修平台等部件。振动器灰斗宜采用高频低幅,应安装在灰斗加强板上,防止钢板损伤。振动力可取物料重量的1/10。振动器的安装存在一个最佳位置。在未有卸灰时,不得使用振动器。袋式除尘器进气箱与各单元的风量分配应尽量均匀,同时,还应注意到灰斗量的分配也要基本均匀,这要求必要的措施来保证。灰量的分配关系到卸灰周期和制度。袋式除尘器宜设置旁路。当锅炉启动、停炉、事故发生时,打开旁路,对除尘器隔离保护。

2.3系统设计

设置预除法器还是有必要的。基于两方面考虑:

第一,烟气温度虽在180℃以下,但飞灰温度要高得多,大颗粒飞灰灰衣内部有可能仍在燃烧发热;

第二,当袋式除尘器未投入使用时(使用旁路),预除尘器可发挥一定的除尘作用。预除尘器设计效率30%即可,可与袋式除尘器组合成一个整体,便于除尘设置。除尘管道、设备、风机必须保温。设法降低酸露点(如减少烟气中SO2份额)也是防止结露的一项措施。防雨防风。烟道以矩形为主,应严格控制漏风。烟道应有加固措施,保证强度和刚度。

3除灰设计

除尘是与排灰除灰联系在一起的,除灰设计也是比较重要的。

3.1机械除灰。指使用螺旋或埋刮板输送机将除尘器各灰斗排尘集中输送到中间仓(或仓泵)的输灰方式,输送距离很短,不宜超过25m。

3.2空气斜槽除灰。使用空气斜槽将除尘器灰斗排灰集中输送到中间仓(或仓泵)的一种输灰方式,输送距离宜在60m内。灰斗设插板阀和锁气器。斜槽输送方向进气箱烟气方向一致。斜槽排气接至除尘器进口烟道,其间设关断阀。

3.3负压气力除灰系统。利用风机产生系统负压,将分散布置的除尘器各灰斗排灰直接集中输送到灰仓或灰库,即负压气力输送系统。输送长度不超过200m。除尘管道上应设有切换阀、自动进风阀、真空破坏阀、吹灰阀等。风量、风压、管径等必须通过计算确定。

3.4低正压气力除灰系统。利用风机产生0.1~0.14MPa的输送正压将除尘器各灰斗排灰直接集中输送到灰仓(或灰库),即低压正气力除灰系统,输送距离200~450m为宜。应在除尘器灰斗下装设手动插板阀和气锁阀,按程序控制。防止下灰斗间串风是必须注意的,每一个分支管道上气锁阀数量不宜多于10个。回转式鼓风机出口处应装止回阀。当除灰点多而输送压力损失较大时,可采用正负压联和除灰系统。

3.5高正压(仓式)气力输送系统。利用压缩空气将除尘器各灰斗排灰用仓泵输入灰库。输送量在100t/h范围,输送距离450~1000m,已广泛应用。弯头应采用耐磨材料,曲率半径不宜小于管径10倍。沿线应设吹通管。

4袋式除尘自动检测与控制

4.1袋式除尘系统的自动检测

在空气预热器出口、袋式除尘器进出口、除尘器灰斗、引风机出口应设置铂热电阻,并形成远传显示。

在空气预热出口、袋式除尘器进出口应设置烟气静压测点,并形成远显示;袋式除尘器进出口压差显示;脉冲喷吹气包压力显示。在除尘器出口应设置流量连续测定装置并显示。所有电、气动阀门启闭状态显示;脉冲阀工作阀号显示。灰斗应设高低料位显示。

4.2袋式除尘系统自动控制与联锁

能实现袋式除尘器定时(或定压)清灰,压差清灰上限值应可调,脉冲时间和周期可调,定时清灰时间设定可调。过滤阻力控制和基本构思是使累积脉冲次数减少到最小,以提高滤袋寿命,并保持必要的处理风量和合理压降。在烟气量调节变化较大时。阻力控制应能体现对粉尘层的控制。袋式除尘器进出口温度过高或过低、灰斗温度过高时应能实施声光报警,并自动切换旁路运行。当压气气包压力过高或过低,当除尘器阻力出现异常时(如高于高定值)均应报警。当灰斗料位过高时应声光报警,人工手动发出卸灰指令;当料位低于低料计位,自动停止卸灰。引风机停机运时,首先打开旁路切换阀,然后除尘器各单元进出口阀门关闭。当引风机开度变小时,流量小于额定值50%,可人工手动关闭部分除尘单元。除尘器灰斗的卸灰阀不得二个以上同时启动运行。输灰系统不启动,灰斗卸灰不得启动。卸灰阀不启动,灰斗振动器不得工作。

4.3其它要求

电器防护等级不低于IP44。所有电器设备应具有自动、手动、就地和远程控制动能。除尘控制系统应设置模拟盘。

5袋式除尘系统的运行

5.1袋式除尘器正式投运之前,冷态下在管道内喷入一定量飞灰或生石灰,使滤袋(特别是新滤袋)预覆尘是必要的。

5.2锅炉点前一般要对炉膛、烟道通风清扫,清除积存可燃物质,清扫通风时间一般为5~10min,通风量为额定工况下的25%。另外,还要对一次风管进行吹扫,每根吹扫时间约2~3min。在清扫过程中,可使用袋式除尘器,不使用旁通。过程完成后,应切换到旁路状态。

5.3对于煤粉锅炉,正常运行时,系统一般不会发生低温硫酸腐蚀,但是在启动(或停运)过程中,燃油或用油助燃,油的含硫量一般较大(柴油或重油)会使烟气酸露点大幅度升高,并且,燃料燃烧时间长,排烟温度相应也低,从而引起结露和腐蚀。因燃油不完全燃烧,或煤的挥发物中存在焦油,也可能会造成糊袋。这些未燃尽的可燃物质进入烟道,当温度和含氧量达到适当条件时,也有可以发生再燃烧事故。因此,在锅炉点火,投燃油燃烧时应使用旁路。

5.4投入煤粉燃烧,逐渐停止燃油,燃烧稳定后,通过切换,袋式除尘器投运。

5.5锅炉停运过程中有减煤粉、投油助燃、全燃油及熄火几个过程。在整个停炉过程中,锅炉负荷及蒸汽参数是按热机的要求进行控制的。对于煤粉炉,在减弱燃烧的同时可投入油枪,以防止灭火和爆燃。因此,停炉过程中可使用旁路,隔离袋式除尘器。锅炉停炉熄灭后,除尘系统仍需开启5~10min,用于通风扫除可燃物质。

5.6停炉18h后,启动除尘系统进行炉体冷却,该过程将使用袋式除尘器,不使用旁路。

5.7当布袋整机或部分单元短期停止后,希望表面仍保留一层灰饼。在启动时保护滤布。潮解能使滤袋上的灰结块,灰层较厚,可在温度恢复后进行清灰。如果长期停止使用,则必须将滤袋上的存灰进行清灰,用灰斗排空。打开检修门,引入新鲜空气,置换袋室烟气,以免滤袋和金属腐蚀。

5.8锅炉降低负荷运行是常见的现象。在不投油助燃的最低负荷可是额定负荷的30~70%,相应的系统风量也将减少,该状态可使用(或部分单元使用)袋式除尘器,不使用旁路。

5.9事故状态。锅炉事故有多种形式。当属于“四管”爆破等事故而导致停炉时。为抽去炉中水蒸汽和维护炉内负压,仍需引风机低风量继续运行,该时应使用旁路,隔离布袋;当发生炉膛灭火或烟道内再燃烧事故,应立即停运除尘系统,关闭引风机入口阀门,同时切换到旁路,隔离袋式除尘器。

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