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改造电除尘器

发布时间:2017-02-23 14:58      浏览次数:

  最近几年我国的雾霾天气越来越严重,已经严重影星了人们的出行和生活,雾霾天气的治理,大气环境的治理,环境污染的治理已经迫在眉睫了,今天咱们就来说一下电除尘器的改造问题。

电除尘器内部照片

  我国2004年1月1日起实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2003)要求烟尘排放质量浓度控制在50mg/m。

  电除尘器的改造是一项不可忽视的工作。它之所以重要,是因为电除尘器的使用寿命很长,一般在30年以上,而在这漫长的时间里,各种条件的变化使得设备不能适应,改造成了一项必不可少的事情。

  第一:烟尘排放标准提高

  中国的环保要求,随着时代的不同而变化,随着时代的进步而提高。而根据某一时代要求确定的设计指标、根据这一指标设计的电除尘器却无法随着时代的进步而提高,只有通过改造,才有可能使它满足因时代发展由环保提出的新要求。

  第二:选型不当

  选型是决定电除尘器能否达到预定指标的关键环节。电除尘器选型必须与工况相匹配,与技术要求相匹配,才能达到预定的性能指标。

  第三:烟气工况变化

  锅炉燃用的煤种时常变化。特别是近年,由于国家对SO3排放的控制日趋严格,许多电厂改燃低硫煤,或改用循环流化床锅炉,结果改变了烟气工况,增加了电除尘难度;有的锅炉或系统老化,漏风增大,也给电除尘器加重了负荷。凡此种种,都会进一步降低设备性能。据统计1994年全国火电厂电除尘器实测平均效率为98.36%。这一结果表明,确有一些电除尘器面临改造问题。

  第四:设备老化

  设备在运行一段时间之后,因磨损而老化是在所难免的事情,更有一些设备,因设计或制造质量问题而加剧了它的老化过程,使设备过早地进入改造时期。以20世纪90年代以前投运的电除尘器为例,由于该时期是中国电除尘器技术发展的初期,因此无论是自行研制的还是引进技术生产的,都或多或少存在设计或制造质量问题。加之,至少运行十几年的时间,设备的老化在所难免,它们中已有许多进入改造期。

  2.对现有电除尘器结构的改造

  2.1对现有电除尘器系统的评价。客观地评价现有电除尘器的运行效果是对除尘器进行改造的前提。对电除尘器的运行状况做出正确客观的评价,不能脱离当时的客观条件和现在的运行条件(烟气状况)。影响电除尘器运行的因素很多,包括内部因素和外部因素。对影响除尘效率的内部因素应从电除尘器本体(包括高压供电和控制系统)的设计、配置来检查是否合理,设计的容量是否满足要求,如果仅是设计容量满足不了新标准要求,则应进行电除尘器的扩容改造,采取增高、加宽或增加电场等措施,做出可行性研究,选择最佳方案。改造原有电除尘器一定要突破传统的设计思路和配置模式。对于影响电除尘器除尘效率的外部因素,则必须用调整锅炉的燃烧工况,完善锅炉辅机等外部条件来调整烟气条件,以适应电除尘器的正常运行。

  当然,煤种的改变也影响电除尘器的除尘效率。采用国际通用的煤灰特性判别方法——除尘指数法,根据用户提供的煤质和灰分的化学成分,来判断采用电除尘器是否为最佳的选择。

  2.2慎重地确定设计参数和结构型式

  首先结合国内外的运行经验和试验数据,确定电场内的烟气流速和驱进速度(比集尘面积),合理地分配电场数、电场长度、电场高度、极间距和极配型式。根据不同电场,不同部位粉尘的特性,有针对性地设置振打系统,选择最适当的振打加速度,处理好电极振动频率与振幅之间的合理搭配,尽量保证振打加速度在极板上的合理分布。

  其次,进一步优化除尘器的结构设计,精细调整电场气流分布,消除窜流。粉尘沉降过程受电场力、重力、气流惯性和二次飞扬的共同作用,会呈现底部浓度大于顶部,前部浓度大于后部的分布状况,因此,其振打加速度和极配型式应有所区别。由于顶部灰尘降落到灰斗的过程长,向后飘移的距离较远,所以较低的顶部流速可以减少飘移距离,有助于顶部细尘的收集。底部的粗尘降到灰斗的落差较小,即便遇到较强水平气流的携带,其向后飘移的距离也不远,容易落入灰斗。因此,电场上部的气流应较底部小一点,即进气烟箱的气流中心应

  该低于电场中心。同时,进气烟箱的气流组织不要使烟箱底板的扩散对气流形成过量的向下疏导,要力保下部气流平稳地流经电场,防止在越过灰斗上方时出现跨栏似的脉冲,引发二次扬尘。因此,设计时除了在灰斗前后端安装阻力板外,还要增加中部隔板。为了拦截逸出末电场的漏尘,要处理好下部的漏流。所以,到了末电场,应该降低下部的流速,即将出气烟箱的截面中心设置得比电场中心高一些。同时要在下部烟气流向烟箱的汇集通路上加强阻留灰斗措施,减少气流对落灰的携带。

  另外,在末电场配置移动网板收尘极,对逃逸出电场的粉尘进行再捕集,不仅改善了前部电场的气流,对提高除尘效率也有一定的作用。但是,毕竟穿过槽板的气流速度比较高,对捕集的冲刷明显,加之槽板的扬尘会造成阵发性瞬时排放浓度增大,满足不了新的排放标准。垂直于气流布置或平行于气流布置的移动网板或电极,能够较好地弥补槽板的种种缺陷。目前在国外已经有成功的应用业绩。

  3.采用“电一袋”复合式除尘器

  “电一袋”结合的除尘器改造方案最早出现在美国。20世纪90年代初,美国的一些小型循环流化床锅炉脱硫后的烟气粉尘达1000g/m以上,采用原有的电除尘器无法满足要求,于是就出现了将一电场保留,二、三电场或二、三、四电场改造为布袋除尘的所谓“电一袋”结合式除尘器。

  这种方式的初始想法是用一电场除去70%左右的灰尘,减少高浓度粉尘对滤袋的冲刷,延长滤袋寿命。一般来讲,对于4电场的电除尘器,保留一电场,二、、四电场,拆除极板和极线,改造为袋式除尘器比较合理。而对于3电场的电除尘器,保留一个电场后余下的空间太小,改造为袋式除尘器后,过滤风速太大,影响滤袋寿命。“电一袋”结合方案的缺点是既要保留原高低压电源和控制系统以及备品备件,又要增加布袋除尘的设备和备品备件。更换滤袋时,一电场电除尘器也要停止供电,使工作量增加了一倍。因此,要针对“电一袋”结合的运行特点,建立新的控制和运行模式。

  阻尘式静电一袋式除尘器是在总结常规袋式除尘器、静电一滤袋组合式除尘器、交叉式静电一袋式除尘器经验基础上提出的一种新型除尘器,其技术原理是:粉尘先经电除尘区域使粉尘带电并除去大部分粉尘,然后进入带负高压的扁形布袋与阳极板构成的通道。粉尘受电场力的作用向极板沉积,从而可以在保证除尘效率和相同阻力的条件下,提高过滤风速,降低除尘器成本。这种除尘器利用了电场力的排斥作用,带电粒子无法靠近带电的滤袋,过滤速度可以超过4m/min。因此,所需要的滤袋数量最少,适合于电除尘器的改造。但是,目前还没有工程应用方面的经验。

  GORE公司的交叉式静电一袋式除尘器专利技术,是将一排电除尘器通道和一排袋式除尘器通道交叉布置,气流通过孔板式极板进入布袋除尘器,既利用了常规静电一袋式除尘器的特点,又利用了带电粉尘与极板之间的静电力,作为新设计的原装除尘器具有竞争力,但不适合旧电除尘器改造。

  目前,我国正在研究开发“电一袋”复合式除尘器。龙净环保公司等已将这种技术用于50MW机组电除尘器改造。笔者认为,这毕竟是一种新的技术,在扩大和采用该技术时务应进行经济和技术比较,同时注意以下几个问题:

  (1)虽然静电除尘和袋式除尘单元的气流组织不一样,气流的均匀性同样是影响静电除尘效率和滤袋寿命的重要因素之一。因此,需要采取适当的导流布风措施,必须经过模拟试验和除尘器结构的优化设计。

  (2)在“电一袋”复合式除尘器中,静电除尘单元和袋式除尘单元的运行参数有很大的区别,必须进行调整。特别是对于袋式除尘单元的喷吹压力、清灰周期等参数需要重新选择和确定。

  (3)对于改造项目来说,第一电场应采用放电强的极线,如果原有的芒刺线针尖已钝或针刺脱落,应更换。

  (4)对于新建的燃煤锅炉或大型燃煤锅炉,目前国内外尚无“电一袋”复合式除尘器的运行经验。

  因此,应谨慎采用该方案。

  4.电除尘器改造为袋式除尘器。与电除尘器的除尘机理不同,袋式除尘器是通过滤料自身固有的,以及附着于表面的粉尘层的过滤特性来截留烟气中的粉尘。实践证明,袋式除尘器除尘效率高,受燃煤特性的影响小。在一些用传统电除尘器难以高效收尘的工况下,将电除尘器改造为袋式除尘器都取得了很好的效果。

  袋式除尘器在燃煤电厂的应用前景可以从以下几个方面来理解。

  4.1污染物排放标准提高。新的《火电厂大气污染物排放标准》分为三个时段对火电厂建设项目分别规定了排放限值。总的烟尘最高允许排放浓度比以前严格得多。1996年以前的老项目要达到300mg/m^3,1997年一2003年的项目达到200mg/m,因此,将有大量的除尘器改造提效工作要做。面对第三时段要达到100mg/m^3及50mg/m^3的要求,有些城市甚至要求市区电厂达到30mg/m^3。这对于燃用低硫煤的锅炉,电除尘器技术很难解决,袋式除尘器将是最好的选择。

  4.2袋式除尘器弥补了电除尘器的缺陷。对于高硫煤种、碱金属含量大的煤种、颗粒比较大的粉尘,电除尘器的除尘效率一般比较高,而对于低硫煤及难收尘煤种、比电阻高粒径较细的粉尘,其除尘效率就很低,无法满足排放标准的要求。袋式除尘器的除尘机理保证了其具有很高的除尘效率,烟尘排放完全可以控制在30mg/m^3甚至10mg/m^3以下。袋式除尘器具有不受燃用低硫煤和难收尘煤种的影响,烟气特性和粉尘特性的变化也不影响其除尘效率。这些特性为其在火电厂的应用提供了可能。

  4.3袋式除尘器在燃煤电厂的成功应用。袋式除尘器在国外燃煤电厂的应用已有几十年的历史。我国虽然在20世纪80年代末至90年代初走过一段弯路,但自2001年内蒙古丰泰发电公司200MW机组成功应用袋式除尘器后,至今已有几十台燃煤锅炉将电除尘器改造为袋式除尘器,尤其是当前我国的滤料工业快速发展,滤料的规格品种和性能已基本可替代国外产品,为袋式除尘器在燃煤电厂的推广提供了保证。

  此外,袋式除尘器还是干法、半干法脱硫工艺的经典配置,具有除尘脱硫的双重功能,将为今后燃煤电厂烟气的脱硫除尘一体化提供最佳配备。

  5结语


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