除尘器

袋式除尘技术在电站除尘器上的应用

作者:广州新瑞环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2019-05-28 14:40:26

摘要:讨论了国内电厂除尘器的特点,以及实施电除尘器改造的几种方案评估,介绍了布袋除尘器、电袋复合除尘器工艺特点,以及具体在电站除尘器改造中的应用、试验效果,并总结了应用该技术的经验。

关键词:新型除尘技术;电站除尘器;技术改造;节能减排

大气污染物控制是目前全社会普遍关注和亟待解决的问题。从历年中国环境状况公报中可知,工业粉尘与可吸入颗粒物(指悬浮在空气中,空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物)是当前我国城市大气污染的首要污染物。2006年底,我国燃煤发电装机容量已达到4.84×108kW,用煤1.2×109t,烟尘排放量仍维持在30×106t左右,其中,约有2.7×106tPM10的超微细粉尘可长期在空气中漂浮,特别是PM2.5粉尘以气溶胶形式存在大气中,影响大气质量和能见度。

依据《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)规定,自2010年起其烟尘最高允许排放质量浓度为50mg/m3。一些重要地区所制定的地方环保标准更严于国家标准要求燃煤电厂烟尘排放质量浓度小于30mg/m3,严格的烟尘排放标准需要有相应的高效除尘设备来实现,目前控制颗粒物排放的主要技术是静电除尘技术、袋式除尘技术和烟气调质电除尘技术,选择何种除尘技术应结合各电厂实际情况满足长期稳定达标排放的要求。本文从电站除尘器改造、新建的角度出发,总结改造的经验,供同行参考。

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1电袋复合除尘器改造

1.1项目情况

北京京能热电股份有限公司1#和3#机组670t/h燃煤锅炉使用的烟气除尘设备是兰州电力修造厂1999年生产的卧式双室五电场243m2高效静电除尘器,型号为:“RWD/SJS-243-5*3.5-2”,设计煤种为大同小峪煤,灰分为26.24%~29.61%,飞灰密度为2.03g/cm3,设计除尘效率≥99.5%,运行阻力400pa,1#和3#电除尘器在运行后先后出现二次电流下降、电场内部短路、振打力严重不足、烟气排放浓度达到125mg/Nm3以上,以及除尘效率明显下降等问题。最近一次测试结果表明除尘效率已经下降到98.5%,排放浓度为100mg/Nm3,已经不能满足北京市烟气排放浓度≤30mg/Nm3的环保要求。

1.2改造方案

a)保留原电除尘器的1、2电场不动,把3,4,5电场改为布袋除尘器;

b)原电除尘器进出口封头标高不变,保留进口封头,把出口烟道接入出口封头;

c)拆除原电除尘器3,4,5电场的顶盖、内件及高压电源等,新增顶部一体式净气室;

d)保留原电除尘器3,4,5电场壳体及灰斗,对原壳体及灰斗进行加固;

e)对原电除尘器的1、2电场及进口导流板重新修复,必要时更换内件;

f)内部设置末端封板、烟气导流板等;

g)改造原走梯平台;

h)适当改造下部气力除灰装置,将原有1电场粗灰管道与2电场粗灰管道合并为一条管道,3,4,5电场管道合并成一条管道进行输送。

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清灰系统与纯布袋清灰系统相同,电除尘部分与现有电除尘控制系统相同。

采用电袋复合除尘器改造,从经济上看,工程一次性投资造价比较低。但是目前国内还没有200MW以上大型燃煤机组改造成功范例。电袋一体化主要是不能很好地解决电除尘器与布袋除尘器结合部气流均布的问题,并且运行中控制系统较为复杂,既要考虑电除尘运行方式,还要考虑布袋除尘器的运行控制。但国内已经有技术可以解决此类问题,稳定性随着技术成熟得到保证。由于保留1,2电场电除尘设备,从能量消耗上看要明显高于纯布袋除尘器,但改造投资低于纯布袋除尘器。

1.3除尘器运行情况

#1、#3机组除尘器改造为电袋除尘器,并分别于2008年4月和5月投运。投产运行后,对其进行了性能试验,其烟尘浓度排放情况:

(1)2个电场投入工况:1号机组电布袋除尘器后烟尘排放浓度为1#除尘器10mg/Nm3,2#除尘器11mg/Nm3;

(2)1个电场投入工况:1号机组电布袋除尘器后烟尘排放浓度为1#除尘器16mg/Nm3,2#除尘器18mg/Nm3;

(3)2个电场停运工况:1号机组电布袋除尘器后烟尘排放浓度为1#除尘器17mg/Nm3,2#除尘器29mg/Nm3;

3号除尘器的技术指标与1号除尘器技术指标基本一致。电场投运直接影响烟尘排放,但影响不大,除尘主要依靠布袋。

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1.4结论

静电除尘单元和布袋除尘单元的结合形式,需要研究烟气流场的分布特点,采取适当的布风措施,使烟气在静电除尘单元和布袋除尘单元中都能均匀分布,同时还能尽量减少压力损失。

目前电除尘器设计电场风速一般为1.2m/s,布袋除尘器的气布比为0.8~1.2m/min,这个设计参数对电袋一体化除尘器也适用。

根据进入布袋除尘单元烟气的粉尘浓度、粒度选择气布比,确定喷吹压力、清灰周期、脉冲宽度。合理的参数选择有利于确保除尘效率,降低运行费用。

2布袋除尘器

2.1项目情况

山西漳山发电有限责任公司(以下简称漳山公司)于2005年起筹建二期2×600MW机组。燃用煤为长治地方煤,设计煤种飞灰中SiO2含量为55.92%,Al2O3含量29.71%,两者之和大于85%,当飞灰中SiO2加Al2O3的质量分数超过85%时,除尘效率显著降低,这是因为SiO2在高温下挥发再冷凝会形成极细的微粉,Al2O3也常是以极微细的高岺土粉体存在,不仅难以收集,而且会在极板面上附成一层膜,难以振打清灰,导致电除尘器工作环境恶化,这2种成分还是极好的绝缘材料,比电阻也很高,导致粉尘粘附力相当大,其粒径微小对荷电和收集都很难,还会形成所谓电气扬尘,造成电晕电流的急剧增加。该飞灰成分在120℃时,比电阻为5.95×1012Ω.cm,最适合电除尘处理的粉尘比电阻为1×106~1×1011Ω·cm,比电阻低于1×104Ω.cm或高达5×1012Ω·cm都将造成电除尘器效率明显下降。上述两项主要指标都不利于静电除尘器的正常工作,如选用静电除尘器,烟尘排放质量浓度将严重超标(远远大于50mg/m3)。漳山公司经多方调研考察、比选、论证,确定在其二期工程2×600MW机组中选用分室定位反吹布袋除尘器。

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2.2分室定位反吹布袋除尘器技术介绍

2.2.1基本工作流程

当锅炉烟气进入分室定位反吹布袋除尘器的入口时,先经气流分布板的阻挡和分布,较大的尘粒和未燃尽的煤尘粒被碰撞阻挡,坠入集灰斗。被去除大颗粒的烟气经合理分布后,以不超过2m/s的速度进入滤袋室,再以1m/min左右的速度经滤袋过滤。烟尘被阻留在滤袋外表面,被过滤的气体穿过滤袋,通过净气室由出口排出。随着时间的增加,被阻留在滤袋外表面的烟尘也增加,烟尘层增厚,阻力增大。当差压计测得除尘器阻力增大到上限设定值时,输出启动信号,该种布袋除尘器独有的分室定位回转反吹机构启动,开始清灰。当差压计测得除尘器阻力下降到下限设定值时,输出停机信号,该机构停机,完成清灰工作。

2.2.2静态清灰机理介绍

布袋除尘器是通过滤袋过滤烟尘来实现其除尘功能的。随着运行时间的增加,被阻留在滤袋表面的粉尘层增厚,阻力增大,此时便需要对滤袋进行清灰,以保证布袋除尘器在较低能耗下的正常运行。

如图1所示,在清灰之前粉尘层主要受到气流压力,滤布支撑力,粘附力,自身重力四个力的作用,并主要是靠粘附力附着在滤布表面的。要实现清灰,首先就要打破粉尘层的力平衡状态。传统的内滤式反吹袋式除尘技术、脉冲袋式除尘技术,是借助清灰气流造成滤布的变形,靠惯性力实现粉尘层与滤布的分离,都属于以“惯性力”来实现灰布分离的清灰方式。而分室定位反吹布袋除尘器从“破坏粘附力”的新角度来重新考虑如何实现清灰,应用的是独创的“相对静态清灰”方式。即:在每个袋室都安装有一个过滤阀和一个清灰阀,当滤袋正常工作时,过滤阀处于开位,清灰阀处于闭位,此时,灰受4力平衡,不会脱落。当差压达到清灰值时,清灰程序自动启动,过滤阀关闭,清灰阀打开,此时,气流压力减小或消失,引风机出口微正压的风经清灰阀和滤袋把灰推出滤袋表面,灰在重力作用下落入灰斗。

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2.3除尘器运行情况

2008年4月21日,#3除尘器168小时运行结束,累计运行100天。在满负荷时,耗煤量225t/h,各通道差压为900Pa。除尘器出口排放18mg/Nm3,经过脱硫后,排放浓度达5mg/Nm3。

2008年5月31日,#4除尘器168小时运行结束,累计运行120天。在满负荷时,耗煤量220t/h,各通道差压为850Pa。除尘器出口排放18mg/Nm3,经过脱硫后,排放浓度达5mg/Nm3。

2.4结论

为减少大气污染,达到国家减排指标和日趋严格的要求,发展布袋除尘器是大势所趋;除尘器选型前要测定烟尘的物化特性,比电阻超过1013Ω.cm,Al2O3和SiO2超过85%电除尘将难以收集,应考虑采用袋式除尘;烟气参数的选定(如烟气量、温度等)要结合滤袋、袋笼的选择统筹考虑;气流分布的计算机模拟和物理模拟试验直接影响布袋的使用寿命、除尘器的效率及设备磨损等情况,因此应重点关注;清灰方式对布袋除尘器使用寿命非常重要,清灰不足阻力增大、频度过高缩短滤袋使用寿命,应重点考虑。

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