130 t/h煤粉炉烟气除尘系统“电改袋”
摘要: 130 t/h煤粉炉烟气除尘器系统老化,净化能力降低,造成大气严重污染。为了满足新标准和当地政府对烟尘排放浓度的要求,需对该系统进行改造。根据现场的调研情况、对原电除尘器存在的不足和对长袋低压脉冲袋式除尘器特点的分析,以及各方案的综合比较,确定将该电除尘器改造为长袋低压脉冲袋式除尘器。根据改造方案,调整除尘工艺,将除尘器改造分为保留、拆除和改造三部分,相应地更换了主要设备。除尘器经运行调试成功,已运行半年,各项技术指标始终保持优良状态,环境效益与经济效益凸显。
关键词:除尘系统,长袋低压脉冲除尘器,电除尘器,电改袋
1 概述
平顶山煤业集团飞行化工公司热电分厂现役的一台CG-130 /3.82-M13 型煤粉锅炉(以下简称为6 号锅炉)配有一台静电除尘器、一台麻石旋流板脱硫除尘器对锅炉烟气进行处理。由于静电除尘器内部积灰严重,部分极线出现松动、断裂,个别极线甚至变形、脱落,极线尖部结球,部分极板出现松动、变形,致使静电除尘器净化能力大幅下降,烟气排放时常不能达标,不仅造成了大气严重污染,还增加了企业的排污费支出。
目前,火电厂燃煤锅炉烟尘浓度排放国家标准已修订到≤50 mg/m3 [ 1 ] 。部分沿海经济发达地区的地方标准修改到≤30 mg/m3 ,甚至10 mg/m3。根据相关标准[ 2 ]和地方政府的规定以及日益严格的排放要求, 6号锅炉烟气除尘系统必须进行专项技术改造, 要求其烟尘排放浓度不超过50 mg/m3。
与6号锅炉配套的静电除尘器共有三电场,总高约18 m,壳体尺寸为9.8 m ×14.16 m ×10 m;除尘器灰斗高5.4 m, 共有6 个, 灰斗上口尺寸为4.9 m ×4.9 m。
除尘器进口烟气温度为150 ～160℃,粉尘浓度为30～50 g/m3。引风机型号为Y4-73-11No20D,其功率为380 kW, 风量为305 000 m3 /h, 全压为 2 840 Pa,共2台。
2 改造方案
2.1 改造原则及要求
由于荷电机理、比电阻、二次扬尘等不利因素的影响[ 3-8 ] ,电除尘器的实际效率不能达到设计要求,粉尘排放浓度增加,满足不了更加严格的环保标准。世界上发达国家从20世纪70年代开始对燃煤锅炉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。我国对其烟气净化系统的升级工作也在逐步进行,以适应越来越严格的粉尘排放标准。近几年,通过本体技术、电源技术、烟气调质技术、湿式电除尘器等技术[ 9 ]的革新,改善了除尘器的性能,但其提高除尘效率的空间极其有限,并且往往不经济[ 10 ] 。
袋式除尘器具有不受烟气成分、含尘浓度、颗粒分散度、比电阻等粉尘性质的影响,除尘效率高,不会造成二次污染,便于回收干料等性能,在国内外的应用越来越广,在烟尘治理领域已占到所用除尘设备的80%[ 11 ] 。
此改造项目要求: 1)改造后的烟气除尘系统布置满足系统整体布置要求; 2)确保除尘系统的工作对锅炉的正常运行不产生影响; 3)在满足以上两点基本要求的前提下,本着节省投资与运行费用的原则进行设计,尽可能降低工程投资和运行成本; 4)选用国内外先进、可靠、高效、管理及维修方便的设备和配件。
2.2 改造方案
经过调查现场实际情况、测定分析烟气参数和综合比较多种技术方案,考虑到长袋低压脉冲袋式除尘技术具有的诸多特点(除尘效果好、喷吹时间短,喷吹压力低、清灰能力强,运行阻力低等)和其在除尘器改造中已取得过成功的案例,决定采用将现有除尘系统改造为长袋低压脉冲袋式除尘器的方案,即电改袋( ETB, ESP Transform to Bag House Precipita tor[ 12 ] ) 。
本方案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。改造方案要求: 1)袋式除尘器使用寿命长,操作、维护简单,运行稳定,除尘效果好; 2)改造中要充分利用原系统中可利用的部分; 3) 改造后袋式除尘器的除尘效率不低于99% ,系统的阻力小于1 800 Pa,本体漏风率小于2%。
3 电除尘器改造
3.1 除尘系统工艺
含尘气流由原入口进入除尘器本体中,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,并经袋口和上箱体由出风口排出。当滤袋表面的粉尘不断增加,导致设备阻力上升至设定值时,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。压缩空气从气包经脉冲阀和喷吹管上的喷嘴向滤袋喷射,在滤袋膨胀产生的加速度和反向气流的作用下,附于袋外的粉尘脱离滤袋落入灰斗,经卸灰阀排出。脉冲阀依次打开约0.1 s,喷吹结束后,第2个脉冲阀进行喷吹,依次完成所有脉冲阀的喷吹,实现清灰。
改造后的除尘器阻力上升,造成除尘系统总阻力 (包括除尘器后旋流板脱硫塔,烟道和锅炉本体的阻力)也随之上升,必须加大引风机风压。新选用风机型号为: Y4-73-14No25D,风量为305 000 m3 /h,全压为5 200 Pa。
3.2 除尘器改造
3.2.1 保留部分
保留电除尘器框架和外壳,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。仅保留灰斗上沿的一排人孔门,将其余的全部封闭焊死,以减少设备漏风。同时保留自动控制系统和在线监测系统。
3.2.2 拆除部分
拆除阳极板框架、阴极线框架及其极板、极线,阴极吊挂装置及所有的振打装置。还需拆除出风口喇叭,内部杆撑,除尘器顶板、顶部保温箱和顶部中间箱形梁,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。
3.2.3 改造部分
设置隔板,将原除尘器隔断为12个并联运行的气室;每个气室设一个手动离线检修阀,保证在提升阀出现故障时系统能正常运行;每6个气室作为一个小系统,配一个手动离线检修阀作为总控阀;每个收尘室安装一个提升阀,用以控制布袋除尘器的清灰, 该阀采用错位安装,保证了换袋空间的正常需要;每个收尘室设计安装9个脉冲阀,每个脉冲阀控制14 条滤袋的清灰。
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,总过滤面积达4 990 m2。
改造气流分布装置,并在本体内设置一个同面积的烟道作为内置旁路烟道,同时在原进风道上增设一个旁通烟路和两个烟道电液阀(分别为通路阀和旁路阀) ,由液压电动控制自动切换,使烟气在超温超湿的情况下由旁路排放,从而有效保护滤袋。
为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;除尘器上部净气室分为12间,并在高度上预留足够的空间;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,以收集更换下来的尘袋,并保证施工安全;挡网的网孔足够大,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。
3.2.4 袋式除尘器技术参数
该工程选用耐高温、耐腐蚀的PPS针刺毡滤袋共计1 512条, 每室设计126 条, 实际过滤速度为 0.81 m /min,实际过滤面积为4 575 m2。此种滤袋的使用寿命超过4万h,预计4～5年全部更换一次。
设备采用在线清灰,清灰时有11个室的滤袋工作,滤速为0.88 m /min。清灰装置以清洁空气为气源,气源压力015MPa,喷吹压力0.25 ～0.4MPa,压气耗量(每台)平均2.2 m3 /min,最大2.8 m3 /min。除尘器详细技术参数见表1。
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3.2.5 袋式除尘器的调试
调节风机产生足够的风量(以防喷涂材料掉入灰斗) ,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,且烟气温度达到滤袋的使用范围( 120～160℃)后,将烟气由旁路切换进入除尘器进行处理。
除尘器的相关运行参数依照表2在控制仪上进行设定。
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4 改造效果
6号炉烟气除尘系统运行至今,设备稳定且性能状态良好。除尘器监测数据情况: 进口温度为 162℃,进口湿度为29% (相对) , 进口粉尘浓度为 4 867 mg/m3 ,出口粉尘浓度为46133 mg/m3 ,压力损失为717 Pa,压差变化情况见图1。
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该除尘器烟尘排放浓度、压力损失等各项指标均达到项目设计要求,去除效率可达到9919%以上。改造后的6号炉每年将减少烟尘排放约105 t,为企业节约烟尘排放费和超标排尘费15.29万元,具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。
71.8%。处理工艺的改进以及氧气生产成本降低或寻找到新的氧化剂及使用方式,均可以在一定程度上降低有机废液的处理成本。
3)利用超临界水氧化技术处理有机废液,可以回收反应产生的能量和CO2 ,不但可以提高系统的经济性,而且还可以降低温室气体的排放,具有一定的环境效益。超临界水氧化技术在有机废物处理领域具有非常广阔的发展前景。
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