燃煤电厂240t 循环流化床锅炉电袋组合式除尘器的应用
摘要:介绍电袋组合式除尘器在燃煤电厂240t 循环流化床锅炉尾部静电除尘器改造工程中的应用,主要内容包括系统设计、除尘器设计、环保部门的测试结果以及取得的改造效益,并对其结构和技术特点做了进一步的阐述。
关键词:燃煤电厂,循环流化床锅炉,电袋组合式除尘器
0 引言
山西某自备电厂有4 台YG2240P9182M1 型240 tPh 循环流化床锅炉。该锅炉为高温高压、单气包横置式、单炉膛、自然循环、全钢架π型滤置。改造前锅炉除尘器采用XKD150 ×4P2 干式、卧式、板式双室四电场电除尘,2006 年上半年相继投用,但投用后烟尘排放浓度一直未达到国家标准(50 mg/m3 ) 的要求值。需要对除尘器进行技术改造。经现场考察,采用电袋组合式除尘器进行技术改造,于2007 年下半年分别完成了4 台除尘设备的改造工程,投用后经环保部门监测达到烟尘排放要求。
1 除尘设备改造方案
1.1 煤样分析
煤样分析见表1。
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1.2 灰分成分分析
灰分成分分析见表2。
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1.3 主要设计参数
除尘器设计主要技术参数见表3。
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1.4 改造方案
国内外电袋组合式除尘器在结构形式上,可以分为以下三种形式:
1)“前电后袋式”结构。其一般形式是:在一个除尘箱体内,前部为静电除尘单元,后部为袋式除尘单元(图1) 。
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“前电后袋式”电袋组合式除尘器将前级电除尘和后级袋式除尘串联成一体,烟气经过前区静电除尘后进入后区袋式除尘。
2)“静电增强型”结构。其一般形式是:在一个除尘箱体内,前部设置一段预荷电区,使颗粒物带电。带电颗粒物随烟气进入后区过滤段被滤袋过滤层收集(图2) 。
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3)“电袋一体”结构。此种形式又称“嵌入式”电袋组合式除尘器,其主要结构为: 在一个除尘箱体内,静电部分(放电极和收集板) 和滤袋的交替成排布置(图3) ,两者同时工作达到除尘效果。
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目前,在国内电袋组合式除尘器的应用主要为第一种结构:“前电后袋式”。以上3 种结构的电袋组合式除尘器存在着一个相同点,即静电除尘空间与袋式除尘空间联在一起。循环流化床锅炉燃用煤种比较复杂、起停频繁、点炉喷油启动易产生糊袋或者烧袋。电除尘采用负电晕产生的O3 直接作用滤袋,易损坏滤袋。
鉴于以上考虑,本工程中我们提出了一种新型的电袋组合式除尘器(专利号ZLGL2007120009 ,结构见图4) ,它由完整保留的原静电除尘器第一电场和在被拆除的后三级电场内安装的袋式除尘器组成。电除尘器、袋式除尘器加装隔板隔开,由外加烟道连接成组合式除尘器。主要设计参数见表4。
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锅炉尾部排出的高温含尘烟气先经过保留的静电除尘器第一电场除尘,由静电除尘器后部(拆除第二电场的一部分空间) 进入两侧的排气烟道,烟气通过烟道提升阀进入袋式除尘器(拆除的第二电场的一部分和第三、四电场) ,从出口提升阀进入尾部烟囱烟道。
一电场电除尘器后的两侧排气烟道同时设有旁路提升阀,使高温烟气可以直接进入尾部烟囱烟道。
1.5 主要特点
作为静电除尘器和袋式除尘器的有机结合,电袋组合式除尘器充分发挥了两种除尘器各自的优势。本次电袋组合除尘器具有以下主要特点:
1.5.1 结构特点
1) 采用第一电场静电除尘器与袋式除尘器串联为一体,但各自独立,前电后袋。
2) 静电除尘器排气后两端设置袋式除尘器进气通道,合理地解决了袋式除尘器和静电除尘器的连接问题,使得烟气中的O3 有还原空间。
3) 后级袋式除尘器分室设计,并在进出口都设置通气阀门,可以实现离线和在线清灰。
4) 进入后级袋式除尘器前,设有旁通烟道,安装有通气阀门,利于工况调节作用。
5) 气动阀、气包采用各自气路和储气罐。
1.5.2 技术特点
1) 前级第一电场收尘效率在60 %～ 80 %之间,后级袋式除尘器的粉尘负荷只有除尘器入口的20 %～40 %。
2) 除尘效率不受高比阻细微粉尘影响,不受煤种、烟灰特性影响,排放浓度容易实现在50 mg/m3 以下,且长期稳定。
3) 第一电场对粉尘实现荷电,由于电荷效应使粉尘在沉积后结构比较松散,有利于减低布袋粉尘层的过滤阻力。
4) 第一电场除去了颗粒较大的粉尘,减轻了粉尘对滤袋的磨损;后级袋式除尘器粉尘负荷降低,延长了清灰周期,减少了压缩空气对滤袋的损害。除去大颗粒粉尘、减少喷吹次数都可以保护滤袋,利于延长滤袋使用寿命。
2 测试结果
2007 年8 月进行2 号炉锅炉除尘器改造,2007 年 9 月18 日进入初次投运。自除尘器投运以来,运转情况良好。运行3 个月后,山西省环境监测中心站到现场监测,自备电厂2 号锅炉电袋组合式除尘器烟尘最大排放浓度为14.71 mg/m3 (表5) 。2007 年9 月到 2008 年1 月又相继对该电厂剩余锅炉除尘器进行了改造,监测3 号、4 号锅炉烟尘最大排放浓度分别为 7.48 ,6.24 mg/m3 ,均符合GB13223 - 2003《火电厂烟尘排放标准》的要求。
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3 效益
山西某自备电厂锅炉电袋组合式除尘器改造后运行至今,除尘器使用正常,年减少烟尘排放量6 500 余t ,显著改善了当地的环境空气质量,对当地的社会进步、经济发展创造了有利条件。
参考文献
[1 ] GB13223 - 2003 火电厂大气污染物排放标准[ S] .
[2 ] 刘练波,许世森. 静电布袋复合除尘器的试验研究[J ] . 动力工程, 2007 (2) :1032106.
[3 ] 荣伟东,张国权,刘攻智. 静电增强布袋除尘器的实验研究及其应用[J ] . 建筑热能通风空调,2003 (2) :29231.
[4 ] 许秦坤,张凤林. 一种新颖电—袋复合除尘器的提出及其除尘机理研究[J ] . 南方金属,2007 (4) :14217.
[5 ] 李刚,张凤林,许秦坤. 新型电—袋一体化除尘器结构及机理分析[J ] . 江西有色金属,2006 (6) :45248.
[6 ] 吴京杨. 电袋复合型除尘器的应用分析[J ] . 能源环境保护,2007 (8) :628.
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