燃煤锅炉烟气除尘器选型要领.pdf

I 装 备 应 用 与 研 究 O Z h u a n g b e iy in g y o n g y u Y a n jiu j ，■■■■ j日一 燃煤锅炉烟气除尘器选型要领 李雪 锋 华电国 际项 目管理有 限公 司， 山东 济南 2 5 0 0 1 4 摘要 主要介绍 了一些燃煤锅炉 中应用的静 电除 尘器、 袋式 除尘器 、 电袋复合 除尘器 的工 作原理及 其各 自的优 缺点 ， 从 而帮助 有关人士更 好 地完成燃煤锅 炉烟气除尘器 的选型工作 。 关键词 燃煤锅 炉； 静 电除尘器 袋式除尘器 ； 电袋 复合除尘器 0 引 言 燃煤锅炉是指燃烧煤的锅炉。一般煤炭热量经过转化后会 产 生蒸汽或变成热水 ， 但并不是所有 的热量都能全部有效地转化 ， 这 个过程中还会存在一个 效率 的问题，一般锅炉 的效 率都维持在 6 0 ％ 8 0 ％之 间 。 燃煤锅炉除了锅炉本体之外， 还有一部分配套的辅助设备， 包 括送 、 引风系统， 给水系统 ， 水处理系统， 灰渣清除系统 以及 自动控 制和检测系统 。其中， 灰渣清除系统包括碎渣机、 出渣机及 除尘器 等。本文就是主要介绍一些燃煤锅炉中应用的除尘器及其各 自的 优缺 点，从而帮助有关人士更好地完成燃煤锅炉烟气除尘器 的选 型工作。 1 静 电 除尘 器 的工 作原 理 及 其优缺 点 1 ． 1 静 电除 尘 器 的工 作原 理 静 电除尘器的工作原理是在其正负极上通上高压直流电源 ， 从而维持一个足 以使气体分离的静 电场，并利用这个静 电场的电 流使气体 电离，从而产生大量 自由的离子和电子吸附在一些粉尘 颗粒上 ，使这些粉尘颗粒带电，向相反极性 的电极移动并不断沉 积 ， 从而达到将尘粒分离出来的目的。最后， 将这些尘粒 以周期性 振打电极的方法除落在除尘器的集灰斗内，这就达到了净化空气 的目的。 1 ． 2静 电 除尘 器 的优 点 静电除尘器有很多优点， 其 中最大的优点是设备阻力低 、 去除 率高、 运行费用低， 且后期维护工作量小， 因此使用范围极其广泛。 一 般静电除尘器的效率能够达 到 9 9 ． 5 ％左右，而且可以捕捉极微 小的细微粉尘 ， 其除烟量也大。同时， 静电除尘器可以在高温 、 高 湿 、 高压的环境下工作 ， 并能实现 自动化。 另外， 静电除尘器 的设备 阻力低， 压力损失仅 2 O 0 ～3 O 0 P a 。 1 ． 3静 电除 尘器 的 缺点 静电除尘器虽然有很多优点， 但也存在不少缺点， 例如一旦锅 炉工况、 负荷或煤质发生变化就会严重影响除尘的效率 。 一般情况 下， 静电除尘器的维护只能在设备停运时进行； 如果静电除尘器 出 现故障， 由于其不具备离线修检功能， 则只能停炉修检。 同时 ， 静 电 除尘器产生的飞灰如若处理不当， 则很容易造成空气和水体污染 。 除此之外 ， 静 电除尘器的设备十分庞大 ， 所需能耗较大， 并且其除 尘效率受粉尘影响很大， 如果含尘气体初始浓度 大于 3 0 g ／ c m ， 就 需要对其进行预处理 ， 这就增加了操作难度 。以上种种 ， 都严重影 响了燃煤锅炉的工作效率。 2袋 式 除尘 器 的工 作原 理 及其 优缺 点 2 ． 1 袋 式除 尘 器 的工 作原 理 袋式除尘器又叫过滤式除尘器， 是一种 比较高效、 稳定的干式 除尘器，其工作原理主要是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用 而被纤维拦截 。细微 的尘粒 由于受到气体分子的冲击在不断改变 自身的运动方 向，纤维间的空隙一般来说小于气体分子做布朗运 动的路径 ， 这样就很容易将尘粒分离出来。 7 4 2 ． 2袋 式 除尘 器的 优 点 袋式除尘器与静 电除尘器相 比具有不受电阻、浓度及灰尘粒 度等影响的优点， 而且设备效率很高， 又采用分室结构 ， 可以在发 生故障时轮番检修， 不影响锅炉 的正常运行 。 袋式除尘器排 出的颗 粒物浓度较低 ， 不易造成空气和水体污染。除此之外 ， 袋式除尘器 相 比静 电除尘器更能去除飞灰中的重金属离粒子 。随着袋式除尘 器 的不断发展， 它与某些烟气脱硫工艺相结合 ， 还能提 高脱硫装置 的脱硫 效率。 总的来说， 袋式除尘器寿命较长， 结构简单合理， 维护 比较方便 。 2． 3 袋 式 除尘 器 的缺 点 虽然袋式除尘器具有不受电阻、浓度及 灰尘粒度 等影响的优 点， 但是 由于受到锅炉类型、 燃烧方式 以及燃煤煤种和颗粒度大小 等的影响， 其操作和维护仍然要求较高。 同时， 锅炉运行情况、 烟温 变化情况和 一些油类杂质 等都会影响袋式除尘器中滤料 的寿命 ， 从而直接影响袋式除尘器的经济合理性。 除此之外 ， 袋式除尘器需 要装防爆装置， 且其压力损失较大， 如若清灰系统失灵还会导致阻 力加大， 严重时甚至会直接影响锅炉的正常运行。 3 电袋复合除尘器的定义及其优缺点 3 ． 1 电袋 复 合 除尘 器的 定 义 电袋复合除尘器， 顾名思义， 综合了静 电除尘器和袋式除尘器 的优 点， 是一种新型的高效除尘器。 它的工作原理是在前级电场 中 设置一定级数的静电除尘器， 预收烟气中 7 0 ％8 0 ％的颗粒物 ， 这 部分除尘效率与极板有效面积呈指数曲线变化关系；后级设置袋 式除尘器 ， 拦截、 收集烟气中的剩余颗粒物， 使其达到一定的环保 要求。 其 中， 前级电场的预除尘功能和荷电功能为提高电袋复合除 尘器的性能起到了重要作用 。 3 ． 2 电袋 复 合 除尘 器 的优 点 电袋复合除尘器综合 了静电除尘器和袋式除尘器的优点 ， 两 者共用 同一壳体 ， 适用于现有灰渣清除系统的改造 。 电袋复合除尘 器运行高效稳定， 烟尘排放浓度低 ， 可以达到环保要 求， 不致造成 环境污染 。另外 ， 电袋复合除尘器的除尘效率不受其他因素影响 ， 技术性适应性较强， 而且清理 灰尘周期长， 滤袋使用 寿命高 ， 可 以 显著降低成本。电袋复合除尘器能耗也相对较小 。 由于在电袋复合除尘器中前级静 电除尘能捕集 7 0 ％8 0 ％的 烟气粉尘， 故后级滤袋捕集的粉尘量仅有常规袋式除尘器 的 1 ／ 4 。 这样 ， 后级滤袋的粉尘负荷量大大 降低 ， 清灰周期得以大幅延长 ； 粉尘经过前级电场 电离荷 电， 荷电效应提高了， 从而使滤袋 的透气 性能、 清灰性能得 到了很大改善， 同等条件下 ， 电袋复合除尘器相 对于袋式除尘器可 以采用更高的过滤风速 ， 减少 了布袋数量。 3 ． 3电袋 复 合 除尘 器的 缺点 电袋复合除尘器虽然技术适应性强， 但是其技术风 险过高， 而 且 目前运行 时间较短 ， 在国际上并没有得到足够的认证 ， 可以说 尚 处于研究使用阶段， 没有广泛推广。另外， 虽然其烟尘排放量可 以 达到环保要求 ， 但是这个保证性并不高， 一旦滤袋破裂就很难达到 排放要求 ， 从而造成环境污染。目前 ， 对于袋式除尘器十分重要 的 在线检修功能还很难在电袋复合除尘器上实现 ，这就导致其运行 可靠性较低 。 除此之外， 在电袋复合除尘器中烟气先通过前级静电除尘， 然 后再进入后级袋式除尘器，而静电除尘是利用高压直流电源产生 的强电场使气体电离产生 电晕放电， 电晕放电必定会产生臭氧， 特 别是火花放电时更为严重 。臭氧很不稳定 ， 对 P P S滤袋有很强的 腐 蚀性 。 4分 析与 总 结 3 种除尘器各有其优缺点，在不同的国家及领域各 自发挥着 自己 的作 用 。 一 般来说， 当排放限值为 l O 0 mg ／ m时， 这 3 种除尘器均能满足 要求 其中， 袋式及电袋复合除尘器对粉尘特性的适应性较好， 除尘 效率高且稳定， 但滤袋容易被氧化、 寿命有限， 因此除尘环保保证性 不高， 而且后期维护工作量大 相比较之下， 静 电除尘器使用寿命 长、 维护简单。从经济性上比较 ， 电袋复合除尘器初投资最高， 袋式 除尘器居中， 静电除尘器最低且运行维护费用也最低。从运行管理 角度看，袋式除尘器和静电除尘器对运行管理的要求相对简单， 电 袋复合除尘器要求相对严格 。从 占地面积上看， 静电除尘器 占地面 积大， 袋式除尘器占地面积小。 从应用情况看， 目前国内大部分选用 静电除尘器， 袋式和 电袋复合除尘器应用较少， 但随着环保要求逐 年提高， 袋式和电袋复合除尘器的应用也在逐年增加。 当排放限值为 6 0 mg ／ m时 ，可以采用 下列方法做到达标排 放 1 采用袋式除尘器。 这种除尘器适用于一切火电厂， 在国外很 多国家得到广 泛运用，国内一些大型火 电厂也有过成功的例子 。 2 采用静电除尘 湿法脱硫法。这项技术适用于易于用静电除尘 Z h u a n g b e iy in g y o n g y u Y a n jiu O 装 备 应 用 与研 究● |EE j■ EE 自E 皇 器收集 的飞灰 ， 目前已经十分成熟， 得到了广泛应用。 3 采用电袋 复合除尘器 。 这种除尘器也可适用于燃用一切燃料的火电厂， 但主 要还是用于老厂改造， 美国一些电厂 已经采用过此种方法 。 总之， 3 种除尘器对于燃煤锅炉都发挥 了很大的作用， 随着技 术的不断发展 以及环保要求的不断提高，它们还将不断得到改革 和进步。 [ 参考文献] [ 1 ]寇北峰． 布袋除尘控制系统设计[ D ] ． 大连理工大学， 2 0 0 2 [ 2 3 闰建兵． 燃煤锅 炉烟气脱硫 工艺及其 自控 的探讨 U] ． 机 械管理开 发， 2 0 1 0 1 [ 3 ]徐 玮， 王娟 ， 王文 华． 燃煤烟 气的除尘脱硫 处理对不 同形态汞 的去 除效果初探 [ J ] ． 华 东电力， 2 0 1 0 1 [ 4 ]章友鹤． 对棉纺织厂节能降耗措施的分析与探讨[ J ] ． 现代纺织技 术 ， 2 0 1 0 1 [ 5 ]沈冰， 王胜刚， 张东鞍， 龙康． 静电除尘电极材料吸附效果测试实 验装置的设计 叮] ． 沈阳工程学院学报 自然科 学版， 2 0 1 0 1 C 6 ]杨 军瑞． 袋式 除尘器和静 电除尘器在 电厂除尘系统 中运用的性 能 对比分析[ J ] ． 工业安全与环保， 2 0 1 0 2 [ 7 3张代生， 张力， 蒲舸， 王炯． 燃煤锅炉改烧煤层气燃烧试验与数值 模 拟 [ J ] ． 煤炭转化 ， 2 0 1 0 1 收稿 日期 2 0 1 卜O 8 一 o 4 作者 简介 李 雪锋 1 9 7 1 一 ， 男 ， 山东 青 岛人 ， 工程 师 ， 研 究方 向 电力基建 管理应用。 上接第 7 3页 冷却条件下的温度是否相同； 2 核对温度计是否指示正确； 3 检查 冷却装置是否运行正常； 4 若不能判断为温度计指示错误时， 应适 当降低变压器负荷， 使变压器逐步达到允许温度范围。 2 变压器油位不正常降低时， 应采取 以下措施 1 由于长 期 轻度漏油引起， 应补充加油， 并观察泄漏情况， 通知检修处理； 2 如 因大量漏油而使油位迅速下降时， 必须迅速采取停止漏油措施 ， 立 即加油， 必要时应停止变压器运行消除缺陷 3 变压器油位过高时， 通知检修人员放油， 并查明原因。 导线将其紧 固在接地网上解 决， 对其电阻还应用绝缘表进行测量 ， 确定其是否符合规定。 其次是电压回路和 电流的接地 问题 ， 若是接 地在端子箱 ， 则必须要确定端子箱的接地可靠。 3结语 综上所述， 我们应制定周密的运行措施和继 电保护措施， 从一 次和二次方面做好防护 ， 才能保证变压器的安全稳定运行。 2 继 电保护措施 [ 1 ] 继电保护安全运行的主要措施有 以下几点 1 特别要注意对继 电保护装置的检验工作， 只有在检验工作 的最后才能进行 电流回路升流以及整组试验 ，当这 2 个试验都完 成后 ， 绝不能拔掉插件， 或者改变定值 定值区 ， 对二次回路的接 线进行改变等。此外， 电压回路升压的试验也要放在最后进行。 2 定值区的问题。 拥有多个定值区一直是微机保护一大优点， 因为电网在发生运行方式变化时， 更改定值就显得很方便， 但是若 出现定值区错误， 对继电保护来说是一个非常严重的问题， 所以工 作人员需加强对定值区的管理， 确保定值区的正确。 3 一般性的检查工作。 它对于任何保护措施而言， 都是相当重 要的， 绝对不能疏忽， 一般性的检查基本包含 2个方面 1 检查机械 特性和焊接点是否牢固，同时也对连接件是否紧固进行清点； 2 将 插件全部拔下检查， 如按紧芯片、 拧紧螺丝等， 及时发现虚焊点。 4 接地 问题。其对继电保护格外重要 ， 首先是装置机箱和屏 障的接地问题，这些必须都要接在保护屏的铜排上。而更重要的 是， 铜排本身是否已经可靠地接入地网， 可采用大截面 的铜鞭或者 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 参考文献】 李福寿． 消弧线圈自 动调谐原理[ M ] ． 上海 上海交通大学出版社， 1 9 9 3 水利 电力 部西北 电力设 计院． 电力 工程 电气设 计手册 上册[ M ] ． 北京 水利 电力 出版社 ， 1 9 8 9 陈敢蜂． 变压 器检修 [ h I ] ． 北京 中国水利水 电出版社 ， 2 0 0 5 马志学． 变压器油中溶解气体分析使用的判断方法 [ J ] ． 科技信 息， 2 0 0 7 7 7 6 赵远生． 变压器中溶解气体含量异常分析判断处理[ J ] ． 科技咨询 导报 ， 2 0 0 7 1 1 8 0 冯志 敏 ， 黄 贵海． 一起变压 器故障 分析与 判断 的实例 [ J ] ． 电力学 报 ， 2 0 0 6 2 1 l 1 7 ～1 1 8 王美荣， 付丽君． 应用油中溶解气体分析法判断变压器故障 [ J ] ． 电力 安全 技术， 2 0 0 6 1 1 1 收稿日期 2 0 1 卜0 7 - 2 2 作者简介 王昕 1 9 7 6 一 ， 男， 浙江杭州人， 工程师， 从事机电工程 的技术管理工作 。 机 电信息2 0 1 1 年第 2 7期总第 3 0 9期 7 5