130t_h煤粉炉烟气除尘系统“电改袋”.pdf

烟 气 污 染 治 理 130 t /h 煤粉炉烟气除尘系统 “电改袋 ” 周 欣 1 王丽萍1 刘氏燚2 张继梅2 李 杰1 1. 中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室, 江苏 徐州 221008; 2. 平煤集团天成环保工程公司, 河南 平顶山 467000 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 R E F O R MI N GB A GH O U S EP R E C I P I T A T O RF R O M E S PO ND E D U S T I N GS Y S T E M O F P U L V E R I Z E DC O A LF I R E DB O I L E RWI T HAC A P A C I T YO F130 T/H Z h o uX i n 1 Wa n gL i p i n g1 L i uS h i y i2 Z h a n gJ i m e i2 L i J i e1 1. J i a n g s uK e yL a b o r a t o r yo f R e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a l I n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g C h i n aU n i v e r s i t yo f Mi n i n ga n dT e c h n o l o g y , X u z h o u221008, C h i n a ; 2. T i a n c h e n gE n v i r o n me n t a l E n g i n e e r i n gC o m p a n y , P i n g d i n g s h a nC o a l G r o u p , P i n g d i n g s h a n467000, C h i n a Ab s t r a c t T h ea g i n go f d e d u s t i n g s y s t e mo nap u l v e r i z e dc o a l f i r e db o i l e r a t o n e f a c t o r y c a u s e dr e d u c i n gp u r i f i c a t i o na b i l i t ya n d p o l l u t i n ga t mo s p h e r es e r i o u s l y .I no r d e r t of u l f i l l t h er e q u i r e m e n t s f o rt h ec o n c e n t r a t i o no f s o o t e mi s s i o n s b yt h en e ws t a n d a r d a n dl o c a l g o v e r n me n t , t h e s y s t e mn e e d e dt o b er e f o r m e d .A c c o r d i n gt ot h es u r v e y s o ns i t e , t h ea n a l y s i s o f t h ew e a k n e s s o f t h e o r i g i n a l e l e c t r o s t a t i cp r e c i p i t a t o r E S P a n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so f l o n gl o w - p r e s s u r ep u l s eb a gf i l t e r L L P B , a sw e l l a st h e c o m p a r i s o na m o n gma n ys c h e m e s ,t h ep r o g r a m o ft r a n s f o r m i n gE S Pt oL L P Bw a sd e t e r mi n e d .B a s e do nt h er e c o n s t r u c t i v e s c h e m e , a d j u s t i n gt h ed e d u s t i n gp r o c e s s , t h er e f o r m i n gi n c l u d e dt h r e ep a r t so f r e s e r v a t i o n , r e m o v a l a n dt r a n s f o r m a t i o n , t h e ma i ne q u i p m e n t a l s or e p l a c e dc o r r e s p o n d i n g l y .T h i sp r e c i p i t a t o rh a sr e l i a b l yo p e r a t e df o rs i xm o n t h sb yas u c c e s s f u l d e b u g . V a r i o u s t e c h n i c a l i n d i c e sa l w a y sm a i n t a i na ne x c e l l e n t s t a t et h a t h i g h l i g h t st h ee n v i r o n m e n t a l b e n e f i t sa n de c o n o m i cb e n e f i t s . Ke y wo r d s d e d u s t i n gs y s t e m ;l o n gl o w - p r e s s u r ep u l s e b a gf i l t e r ;e l e c t r o s t a t i cp r e c i p i t a t o r ;c h a n g i n gE S Pi n t ob a g h o u s ep r e - c i p i t a t o r 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 C G - 130/3. 82- M 13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 m g /m 3[ 1] 。部分沿海经济发达地区的地 方标准修改到 ≤30 m g /m 3 , 甚至 10 m g /m 3。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 m g /m 3 。 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 m14. 6 m10 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 。 52 环 境 工 程 2010年 2月第 28卷第 1期 除尘器进口烟气温度为 150 ～ 160℃, 粉尘浓度 为 30～ 50 g /m 3。引风机型号为 Y 4- 73- 11N o 20D , 其 功率 为380 k W, 风 量 为 305 000 m 3 /h , 全 压 为 2 840 P a , 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 E T B ,E S P T r a n s f o r m t oB a gH o u s eP r e c i p i t a - t o r [ 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 P L C 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 P a , 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 Y 4- 73- 14N o 25D , 风量为 305 000 m 3 /h , 全压 为 5 200 P a 。 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 53 环 境 工 程 2010年 2月第 28卷第 1期 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 m 2。 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 P P S 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/m in ,实际过滤面积为 4 575 m 2 。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/m i n 。清灰装置以清洁空气为气 源 ,气源压力 0. 5 M P a , 喷吹压力 0. 25 ～ 0. 4 M P a , 压 气耗量 每台 平均2. 2 m 3 /m i n ,最大 2. 8 m 3 /m i n 。 除尘器详细技术参数见表 1。 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 。 表 1 袋式除尘器技术参数 项目型号数量 纯 P P S 滤袋 160 m m6 500 m m1 512条 袋笼 155 m m6 470 m m1 512条 脉冲阀D M F - Y - 76S /D C 24V108条 电液蝶阀3 300 m m 1 800 m m1套 气源三联体1套 电液蝶阀2 000 m m 1 500 m m1套 气包 350 m m2 180 m m12套 花板2 420 m m 3 880 m m 6 m m12块 安全阀A 48Y - 16CD N 2012台 储气罐 3 m 3 1台 表 2 除尘器调试运行参数 项目设定参数备注 进口温度上限 /℃170持续 2 m i n 进口温度下限 /℃120不允许调整 脉冲间隔 /s5 喷吹宽度 /m s200 循环定时 /m i n40 定阻压差上限值 /P a1 600 定阻压差下限值 /P a300 差压报警值 /P a900最后调整值 湿度报警 /85不允许调整 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 m g /m 3 ,出口粉尘浓度为 46. 33 m g /m 3 , 压力损 失为717 P a ,压差变化情况见图 1。 图 1 除尘器压差监测图 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 99. 9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 。 下转第 51页 54 环 境 工 程 2010年 2月第 28卷第 1期 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 C O2,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 。 参考文献 [ 1] 王绍文. 高浓度有机废水处理技术与工程应用[ M] . 北京, 冶金 工业出版社, 2003 1- 6. 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