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文檔簡(jiǎn)介
1、湖南湘達(dá)環(huán)保工程有限公司業(yè)務(wù)員培訓(xùn)講義之除塵器介紹 主講:張振華2011年9月5日第一部分 電除塵器介紹第一節(jié) 電除塵器的工作原理和基本概念一、電除塵器的工作原理電除塵器是利用強(qiáng)電場(chǎng)使氣體電離,即產(chǎn)生電暈放電,進(jìn)而使粉塵荷電,并在電場(chǎng)力的作用下,將粉塵從氣體中分離出來(lái)的除塵裝置。 用電除塵的方法分離氣體中的懸浮塵粒主要包括以下幾個(gè)復(fù)雜而又相互有關(guān)的物理過(guò)程:施加高電壓,產(chǎn)生強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng),使氣體電離,及產(chǎn)生電暈放電;懸浮塵粒的荷電;荷電塵粒在電場(chǎng)力作用下向電極運(yùn)動(dòng);荷電塵粒在電場(chǎng)中被捕集;振打清灰。二、有關(guān)物理概念 1電暈的機(jī)理 由于自然界的放射性、宇宙線、紫外線等作用,氣體中常會(huì)含有一些被電離的分子
2、和自由電子,這些帶電粒子在極不均勻電場(chǎng)的作用下,自由電子獲得了足夠的能量,它和氣體分子碰撞產(chǎn)生正離子和新的電子,新的電子立刻又參與到碰撞電離中去,加劇電離過(guò)程,生成更多的正離子和新的電子,結(jié)果氣體中的電子像雪崩似的增長(zhǎng),形成電子崩,在靠近電極的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)(電暈區(qū))產(chǎn)生電暈放電。 2起始電暈電壓 起始電暈電壓是指開(kāi)始發(fā)生電暈放電的電壓。 3荷電塵粒的運(yùn)動(dòng)和捕集 粉塵荷電后,在電場(chǎng)的作用下,帶著不同極性電荷的塵粒分別向極性相反的電極運(yùn)動(dòng),沉積并被捕集。 4電暈封閉 電除塵器中電暈外區(qū)不僅有氣體負(fù)離子形成的空間電荷,還有許多荷電的粉塵粒子,當(dāng)電除塵器處理含塵濃度高、粉塵粒度細(xì)的煙氣時(shí),電暈外區(qū)的空
3、間電荷主要是負(fù)粒子,它的遷移速度比離子小的多,使得電暈極附近的場(chǎng)強(qiáng)削弱的厲害,當(dāng)煙氣中的含塵濃度高到一定程度時(shí),能使電暈電流大大降低,甚至?xí)呌诹?。此種現(xiàn)象稱(chēng)為“電暈封閉”。 5反電暈 高比電阻粉塵到達(dá)陽(yáng)極形成粉塵層時(shí),所帶電荷不易釋放,于是在陽(yáng)極粉塵層面上形成一個(gè)殘余的負(fù)離子層,隨著陽(yáng)極表面積灰厚度增加,因殘余電荷分布的不均勻性,就會(huì)使陽(yáng)極局部的粉塵層電流密度與電阻的乘積超過(guò)粉塵層的絕緣強(qiáng)度而局部擊穿,發(fā)生局部電離,此種局部電離稱(chēng)為“反電暈”。三、除塵器的常用術(shù)語(yǔ) (1)臺(tái):具有一個(gè)完整的獨(dú)立外殼的電除塵器稱(chēng)為一臺(tái)。 (2)室:在電除塵器內(nèi)部由外殼(或隔墻)所圍成的一個(gè)氣流的流通空間稱(chēng)為室。
4、一般電除塵器為單室,有時(shí)也把兩個(gè)單室并聯(lián)在一起,稱(chēng)為雙室電除塵器。 (3)電場(chǎng):沿氣流流動(dòng)方向?qū)⒏魇曳譃槿舾蓞^(qū),每區(qū)有完整的收塵極和電暈極,并配以相應(yīng)的一組高壓電源裝置,每個(gè)獨(dú)立區(qū)稱(chēng)為收塵電場(chǎng)。臥式電除塵器一般設(shè)有二個(gè)、三個(gè)或四個(gè)電場(chǎng),特別需要時(shí)也可設(shè)置四個(gè)以上的電場(chǎng)。有時(shí)為了獲得更高的除塵效率,或受高壓整流裝置規(guī)格的限制,也可將每個(gè)電場(chǎng)再分成二個(gè)獨(dú)立區(qū)或三個(gè)獨(dú)立區(qū)。每個(gè)獨(dú)立區(qū)配一組高壓電源供電。 (4)電場(chǎng)高度(m):一般將收塵極板的有效高度(即除去上下兩端夾持端板的收塵極板高度)稱(chēng)為電場(chǎng)高度。 (5)電場(chǎng)通道數(shù):電場(chǎng)中兩排極板之間的空間稱(chēng)為通道,電場(chǎng)中的極板總排數(shù)減一稱(chēng)為電場(chǎng)通道數(shù)。 (6
5、)電場(chǎng)寬度(m):一般將一個(gè)電場(chǎng)最外側(cè)兩個(gè)陽(yáng)極板排中心平面之間的距離,稱(chēng)作電場(chǎng)寬度。它等于電場(chǎng)通道數(shù)與同極距相鄰兩排極板的中心距的乘積。 (7)電場(chǎng)截面(m2):般將電場(chǎng)高度與電場(chǎng)寬度的乘積稱(chēng)為電場(chǎng)截面。它是表示電除塵器規(guī)格大小的主要參數(shù)之。 (8)電場(chǎng)長(zhǎng)度(m):在一個(gè)電場(chǎng)中,沿氣流方向一排收塵極板的長(zhǎng)度(即每排極板第一塊極板的前端到最后塊極板末端的距離)稱(chēng)作單電場(chǎng)長(zhǎng)度。沿氣流方向各個(gè)單電場(chǎng)長(zhǎng)度之和,稱(chēng)作電除塵器的總電場(chǎng)長(zhǎng)度簡(jiǎn)稱(chēng)電場(chǎng)長(zhǎng)度。 (9)處理煙氣量(m3/s):即被凈化的煙氣量。通常指工作狀態(tài)下電除塵器人口與出口的煙氣流量的平均值。第二節(jié) 電除塵器的結(jié)構(gòu)組成電除塵器主要由兩大部分組成
6、。一部分是產(chǎn)生高壓直流電的供電機(jī)組和低壓控制裝置,俗稱(chēng)電氣部分,另一部分是電除塵本體。煙氣在本體內(nèi)完成凈化過(guò)程。一、供電控制系統(tǒng) 高壓供電系統(tǒng)一般分布于電除塵器的頂部,一般為一個(gè)電場(chǎng)一套對(duì)應(yīng)一套高壓供電裝置,通過(guò)除塵器頂部的絕緣子箱與電暈極相連;低壓控制系統(tǒng)即為我們?cè)诩刂剖铱吹降母鱾€(gè)控制柜,與高壓供電系統(tǒng)相對(duì)應(yīng),低應(yīng)控制系統(tǒng)同樣為一個(gè)電場(chǎng)對(duì)應(yīng)一套低壓控制系統(tǒng),一般提到的電除塵器供電控制系統(tǒng)即為高壓供電與低壓控制的總稱(chēng),兩者不可分割。1.高壓供電電除塵器的電源控制裝置的主要功能,是根據(jù)煙氣和粉塵的性質(zhì),隨時(shí)調(diào)整供給電除塵器的最高電壓,使之能夠保持平均電壓稍低于即將發(fā)生火花放電的電壓(即伴有一定
7、火花放電的電壓)下運(yùn)行。國(guó)內(nèi)通常采用的可控硅自動(dòng)控制高壓硅整流機(jī)組,由高壓硅整流器和可控硅自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。它可將工頻交流電變換成高壓直流電并進(jìn)行火花頻率控制,一般火花頻率約控制在600次/小時(shí)。2.低壓控制電除塵器低壓控制裝置包括溫度檢測(cè)和恒溫加熱控制、振打周期控制、灰位指示、高低位報(bào)警和自動(dòng)卸灰控制、檢修門(mén)、孔和柜的安全連鎖控制等,這些都是保證電除塵器長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行所必不可少的。二、本體部分電除塵器本體主要部件包括:煙箱系統(tǒng)、電暈極系統(tǒng)、收塵極系統(tǒng)、槽形板系統(tǒng)、儲(chǔ)灰系統(tǒng)、殼體、管路、殼體保溫和梯子平臺(tái)等。1.煙箱系統(tǒng)煙箱系統(tǒng)包括進(jìn)氣煙箱和出氣煙箱兩部分。進(jìn)氣煙箱是煙道與電場(chǎng)之間的過(guò)渡段。
8、煙氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣煙箱要完成由進(jìn)氣煙箱的小管道截面到電場(chǎng)大截面的擴(kuò)散,此時(shí),保持煙氣流速、流場(chǎng)分布均勻性的平衡過(guò)渡顯得尤為重要,因此,為了達(dá)到整個(gè)電場(chǎng)截面上氣流分布的均勻,進(jìn)氣煙箱采用喇叭形,并在其中裝有兩層以上的氣流均布板,同時(shí)在進(jìn)氣煙箱上要有對(duì)濕度、溫度、流速、動(dòng)靜壓及含塵濃度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)孔。出氣煙箱是已經(jīng)凈化過(guò)和煙氣由電場(chǎng)到出氣煙道的過(guò)渡段。這里對(duì)氣流分布的要求比較低,只需注意不要因?yàn)闊煔饬魉俚募眲∽兓瘜?duì)電場(chǎng)內(nèi)的氣流分布造成大的影響就可行了。2.電暈極系統(tǒng)電暈極系統(tǒng)是產(chǎn)生電暈、建立電場(chǎng)的最主要構(gòu)件,它決定了放電的強(qiáng)弱。影響煙氣中粉塵荷電的性能,直接關(guān)系著除塵效率,另外,它的強(qiáng)度和可靠性也直
9、接關(guān)系著整個(gè)電除塵器的安全運(yùn)行,所以電暈極系統(tǒng)是電除塵器設(shè)計(jì)、制造和安裝的關(guān)鍵部件。必須選配良好的線型、合理的結(jié)構(gòu)和適宜的振打。安裝時(shí)要保證嚴(yán)格的極間距,保證整個(gè)電暈極系統(tǒng)與電除塵器其它部件良好的絕緣性能和足夠的放電距離。實(shí)際運(yùn)行中常發(fā)生電暈極系統(tǒng)因振打、熱膨脹、積灰等造成極板或極線略發(fā)生變形而引發(fā)極間距變化的故障,其在運(yùn)行中的直接表現(xiàn)就是二次電壓升至較低電壓便發(fā)生閃絡(luò),無(wú)法使二次電壓保持較高水平,除塵性能惡化。3.收塵極系統(tǒng)收塵極系統(tǒng)是由若干排極板與電暈極相間排列,與電暈極共同組成電場(chǎng),它是粉塵沉積的重要部件,直接影響著電除塵器的效率。收塵極一般由鋼材軋制。4.槽形板系統(tǒng)排列在最后一個(gè)電場(chǎng)的
10、出口端,較常見(jiàn)的形狀為“”形與“”形鋼錯(cuò)落組成的類(lèi)似百葉窗的裝置,其原理是利用煙氣中殘余粉塵的慣性力對(duì)逸出電場(chǎng)的塵粒進(jìn)行再捕集,同時(shí)它還具有改善氣流分布和控制二次飛揚(yáng)的功能,所以它對(duì)提高除塵效率同樣具有顯著作用。5.儲(chǔ)灰系統(tǒng)儲(chǔ)灰系統(tǒng)的功能是把從電極上落下來(lái)的粉塵進(jìn)行集中,并經(jīng)排灰系統(tǒng)送到其它裝置中去。一般集灰斗為四棱臺(tái)狀或棱柱狀,四棱臺(tái)狀灰斗多采用星形排灰閥順序定時(shí)排灰,棱柱狀灰斗多采用鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)連續(xù)排灰。電除塵器的儲(chǔ)灰系統(tǒng)事故較多,特別是定時(shí)排灰的灰斗,往往由于灰斗積灰過(guò)滿造成電暈極接地;連續(xù)排灰的灰斗積灰太少或斗壁密封不嚴(yán)會(huì)使空氣泄入引起二次飛揚(yáng),此外,如果下部排灰裝置能力不夠也容易引起運(yùn)
11、行故障?;叶穬A角過(guò)小或斗壁加熱保溫不良,會(huì)造成落灰不暢,甚至結(jié)塊堵塞。所以儲(chǔ)灰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和安裝都應(yīng)引予以足夠重視,為了保證灰斗的安全運(yùn)行。有的電除塵器還采用了灰斗加熱(蒸汽加熱、電加熱或熱風(fēng)加熱)裝置和料位顯示、高低灰位報(bào)警等檢測(cè)裝置。為了防止氣流半旁路,在灰斗中要設(shè)置若干塊阻流板。6.殼體殼體可以分為兩部分,一部分是承受電除塵器全部結(jié)構(gòu)重量及外部附加荷載(北方地區(qū)還須考慮冬季雪載)的框架;另一部分是用以將外部空氣與電除塵內(nèi)部隔開(kāi),獨(dú)立形成一個(gè)電除塵環(huán)境的墻板?,F(xiàn)代電除塵器幾乎都采用鋼質(zhì)殼體,殼體也有用鋼筋混凝土或磚砌筑的,當(dāng)捕集高溫及腐蝕性較大的煙氣時(shí),則采用瓷磚或鉛板作內(nèi)襯。一般殼體
12、耗鋼量占除塵器總鋼量的1/51/3,所以它是影響電除塵器經(jīng)濟(jì)性的重要因素。殼體不僅要有足夠的風(fēng)度、強(qiáng)度及嚴(yán)密性,而且要考慮工作環(huán)境下的耐腐蝕性和穩(wěn)定性。因?yàn)樵谶\(yùn)行前后,電除塵器各構(gòu)件受熱要發(fā)生變形,所以電除塵器殼體下部的支座不能都與基礎(chǔ)固定,而是只有一點(diǎn)固點(diǎn),其余各點(diǎn)采用各種形式的活動(dòng)支座,使其沿指示方向滑動(dòng)。7.管路系統(tǒng)火電廠電除塵器的管路系統(tǒng)一般包括三個(gè)部分:一是蒸汽加熱管路,由汽輪機(jī)抽汽或其它蒸汽源引來(lái)蒸汽,通過(guò)緊帖在電除塵器外壁上的盤(pán)管對(duì)除塵器進(jìn)行局部加熱,一般灰斗加熱多采用這種形式 ;二是熱風(fēng)保養(yǎng)管路,由空氣預(yù)熱器(用鍋爐尾部煙道煙氣余熱加熱空氣的部件)引來(lái)熱風(fēng),穿過(guò)灰斗壁直接通入除
13、塵器內(nèi)部,作為停機(jī)時(shí)保養(yǎng)及水沖洗后烘干的熱源,也有在除塵器運(yùn)行過(guò)程中持續(xù)地向電瓷軸、絕緣瓷支柱、瓷套管等(電暈極與殼體之間的絕緣裝置)部位進(jìn)行熱風(fēng)吹掃,以防表面積灰;三是積灰沖洗管路,用管道與消防水源接通,停機(jī)時(shí)將水引入電除塵器內(nèi)部,對(duì)電極進(jìn)行沖洗,這種方法省時(shí)省力,清洗效果明顯,工作條件也好,所以普遍采用這種方法,也有用壓縮空氣進(jìn)行吹掃的,但由于操作條件差,吹掃效果不好,目前已基本被淘汰。8.保溫系統(tǒng)保溫不良不僅會(huì)影響電場(chǎng)內(nèi)氣流分布的均勻性或由于絕緣子結(jié)露造成沿面爬電而影響電除塵器的正常工作,而且還會(huì)導(dǎo)致電除塵器銹蝕,若保溫層敷設(shè)質(zhì)量差,使用壽命短,必將造成人力和物力的浪費(fèi),因此殼體保溫的設(shè)
14、計(jì)施工同樣也是不可忽視的,保溫材料要選熱阻大、重量輕、易敷設(shè)的材料,如巖棉板、礦渣棉板、玻璃棉氈、微孔硅酸鈣、蛭石板、珍珠巖板等。保溫層的護(hù)板材料要選耐腐蝕、抗老化、方便施工的板材,并要求斷面呈波形,如薄的刷漆鋼板、玻璃鋼瓦楞板等,對(duì)保溫層和護(hù)板的敷設(shè),要做到敷設(shè)連續(xù),搭縫嚴(yán)密,防止漏雨。9.梯子平臺(tái)梯子平臺(tái)是通往除塵器各部位的通道,又是進(jìn)行維護(hù)檢修和測(cè)試采樣的工作臺(tái),要求平臺(tái)既寬暢通達(dá)、堅(jiān)固耐用,并具有一定的裝飾效果,還要結(jié)構(gòu)合理、選材適當(dāng)、方便施工、節(jié)省投資。一般在開(kāi)設(shè)人孔門(mén)的部位、排灰器下部、電暈極和收塵極振打傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所在處、開(kāi)設(shè)測(cè)孔處、高壓電纜終端附近及電除塵頂部均應(yīng)設(shè)有平臺(tái)和扶梯。以
15、上僅對(duì)常規(guī)電除塵的主體結(jié)構(gòu)概況進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說(shuō)明和介紹,強(qiáng)調(diào)了各個(gè)部件在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。第二部分 布袋除塵器介紹袋式除塵器是一種高效干式除塵器。它是依靠纖維濾料做成的濾袋,更主要的是通過(guò)濾袋表面上形成的粉塵層來(lái)凈化氣體的。幾乎對(duì)于一般工業(yè)中的所有粉塵,其除塵效率均可能達(dá)到99以上。如果所用濾料性能好,設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行得當(dāng),則其除塵效率甚至可以達(dá)到999。通常濾袋多做成圓柱形,其直徑120300mm,長(zhǎng)度可達(dá)10m。為了使結(jié)構(gòu)緊湊,濾袋也有做成扁袋的,其厚度及間距可以只有2550mm。其處理風(fēng)量可以從每小時(shí)幾百立方米到百萬(wàn)立方米。由于所采用的濾袋形式、組合方式以及清灰方式等不同,袋式除
16、塵器的種類(lèi)很多。特別是近40年來(lái),由于新的合成纖維濾料的出現(xiàn),清灰方法的不斷改進(jìn)以及自動(dòng)控制和檢測(cè)裝置的使用,使袋式除塵器得到迅速發(fā)展,已成為各類(lèi)高效除塵設(shè)備中最富競(jìng)爭(zhēng)力的一種除塵設(shè)備。一、基本原理1、過(guò)濾原理:含塵氣體由進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入,經(jīng)過(guò)灰斗時(shí),氣體中部分大顆粒粉塵受慣性力和重力作用被分離出來(lái),直接落入灰斗底部。含塵氣體通過(guò)灰斗后進(jìn)入中箱體的濾袋過(guò)濾區(qū),氣體穿過(guò)濾袋,粉塵被阻留在濾袋外表面,凈化后的氣體經(jīng)濾袋口進(jìn)入上箱體后,再由出風(fēng)口排出。2、清灰原理:隨著過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng),濾袋上的粉塵層不斷積厚,除塵設(shè)備的阻力不斷上升,當(dāng)設(shè)備阻力上升到設(shè)定值時(shí),清灰裝置開(kāi)始進(jìn)行清灰。首先一個(gè)分室提升閥關(guān)閉,將
17、過(guò)濾氣流截?cái)?,然后電磁脈沖閥開(kāi)啟,壓縮空氣以極短促的時(shí)間在上箱體內(nèi)迅速膨脹,涌入濾袋,使濾袋膨脹變形產(chǎn)生振動(dòng),并在逆向氣流沖刷的作用下,附著在濾袋外表面上的粉塵被剝離落入灰斗中。清灰完畢后,電磁脈沖閥關(guān)閉,提升閥打開(kāi),該室又恢復(fù)過(guò)濾狀態(tài)。清灰各室依次進(jìn)行,從第一室清灰開(kāi)始至下一次清灰開(kāi)始為一個(gè)清灰周期。3、粉塵收集:經(jīng)過(guò)濾和清灰工作被截留下來(lái)的粉塵均落入灰斗,再由灰斗口集中排出。二、基本結(jié)構(gòu)1、卸灰閥2、支架3、灰斗4、箱體5、濾袋6、袋籠7、清潔室8、頂蓋9、儲(chǔ)氣罐10、氣缸提升閥11、電磁脈沖閥12、氣箱13、噴管 14、凈化氣體出口 15、含塵氣體進(jìn)口箱體固定濾袋和袋籠的地方。分室全封密
18、形式。過(guò)濾后的清潔氣體由這里通過(guò)各自的提升閥匯集到出風(fēng)口排入大氣。清灰時(shí),壓縮空氣通過(guò)脈沖閥首先進(jìn)入箱體,在箱體內(nèi)膨脹后沖入各濾袋完成清除濾結(jié)灰的作用。箱體頂部做成1.5度的斜面,在戶外使用時(shí)可防止積水,頂部還設(shè)有檢修門(mén),安裝和更換濾袋、袋籠全部在這里進(jìn)行。根據(jù)規(guī)格的不同,箱體內(nèi)又分成若干個(gè)相互密封的室,每室設(shè)一個(gè)提升閥,可以通斷氣流,從而實(shí)現(xiàn)離線清灰。本體袋室和進(jìn)出氣口的總稱(chēng)。位于箱體的下部,用來(lái)容納濾袋和袋籠,并形成過(guò)濾空間,含塵氣體的凈化在這里進(jìn)行。與箱體一樣,根據(jù)規(guī)格的不同可分成若干個(gè)室,以防清灰時(shí)各室之間的相互干擾,同時(shí)形成一定的沉降空間。進(jìn)出風(fēng)口在袋室的側(cè)面,中間由斜隔板隔成互不透
19、氣的兩部分,分別為進(jìn)、出氣口。進(jìn)氣口與灰斗相通,出氣口與箱體提升閥相通。灰斗灰斗位于本體的下部,它除了存放收集下來(lái)的粉塵以外,還作為進(jìn)氣總管使用(下進(jìn)氣式),含塵氣體由進(jìn)氣管口進(jìn)入灰斗時(shí),由于斷面積突然增大,使得氣流速度降低,加之氣流方向的改變,較粗的塵粒就在這里分離,起到預(yù)收塵作用。4、氣路系統(tǒng)。布置在箱體的上部,包括脈沖氣路和控制氣路兩部分。脈沖氣路有壓氣管、脈沖閥、儲(chǔ)氣罐、噴吹管等元件,清灰時(shí)壓縮空氣由脈沖氣路進(jìn)入箱體,因而是氣路部分的主要部件,也是主要消耗壓縮空氣的地方。控制氣路有氣管、提升閥、氣源三聯(lián)體等元件。氣路系統(tǒng)布置在箱體的上部,包括脈沖氣路和控制氣路兩部分。脈沖氣路有壓氣管、
20、脈沖閥、儲(chǔ)氣罐、噴吹管等元件,清灰時(shí)壓縮空氣由脈沖氣路進(jìn)入箱體,因而是氣路部分的主要部件,也是主要消耗壓縮空氣的地方??刂茪饴酚袣夤?、提升閥、氣源三聯(lián)體等元件。爬梯、欄桿及支腿附屬部件,其中支腿的高度,可現(xiàn)場(chǎng)工藝增高或截?cái)?,也可不變。電控部分主要是控制氣路系統(tǒng)以完成清灰動(dòng)作,也稱(chēng)清控制系統(tǒng)。A、定時(shí)功能。包括脈沖時(shí)間、脈沖隔離時(shí)間、清灰間隔時(shí)間等;B、啟動(dòng)功能。定時(shí)啟動(dòng)和定壓?jiǎn)?dòng);C、檢修功能。要求清灰時(shí),能將某室隔離,又不影響其它各室的正常運(yùn)行;D、顯示功能。電源顯示、時(shí)間顯示、各室工作狀態(tài)顯示。三、影響因素影響袋式除塵器濾塵效率的因素包括粉塵特性、濾料特性、運(yùn)行參數(shù)(主要是粉塵層厚度、壓力
21、損失和過(guò)濾速度等)以及清灰方式和效果等。下面僅對(duì)幾個(gè)主要影響因素做一簡(jiǎn)述。1濾料的結(jié)構(gòu)及粉塵層厚度袋式除塵器采用的濾料可以是織物(素布或起絨的絨布),也可以是輥壓或針刺的氈子。不同結(jié)構(gòu)的濾料,濾塵過(guò)程不同,對(duì)濾塵效率的影響也不同。素布中的孔隙存在于經(jīng)、緯線以及纖維之間,后者占全部孔隙的3050。開(kāi)始濾塵時(shí),大部分氣流從線間網(wǎng)孔通過(guò),只有少部分穿過(guò)纖維間的孔隙。其后,由于粗塵粒嵌進(jìn)線間的網(wǎng)孔,強(qiáng)制通過(guò)纖維間的氣流逐漸增多,使慣性碰撞和攔截作用逐步增強(qiáng)。由于粘附力的作用,在經(jīng)、緯線的網(wǎng)孔之間產(chǎn)生了粉塵架橋現(xiàn)象,很快在濾料表面形成了一層所謂粉塵初次粘附層(簡(jiǎn)稱(chēng)粉塵初層),如下圖所示。由于粉塵粒徑一般
22、都比纖維直徑小,所以在粉塵初層表面的篩分作用也強(qiáng)烈增強(qiáng)。這樣一來(lái),由于濾布表面粉塵初層及隨后在其上逐漸沉積的粉塵層的濾塵作用,使濾布成為對(duì)粗、細(xì)粉塵皆是有效的過(guò)濾材料,濾塵效率顯著提高。2過(guò)濾速度袋式除塵器的過(guò)濾速度系指氣體通過(guò)濾料的平均速度(mmin)??捎孟率奖硎?624)式中 Q通過(guò)濾料的氣體流量,m3h; A濾料總面積,m2。工程上也用比負(fù)荷qf的概念,它系指每平方米濾料每小時(shí)所過(guò)濾的氣體量(m3),其單位是m3(m2h),因此(625)顯然有過(guò)濾速度(或比負(fù)荷qf)是代表袋式除塵器處理氣體能力的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。過(guò)濾速度的選擇要考慮經(jīng)濟(jì)性和對(duì)濾塵效率的要求等各方面因素。從經(jīng)濟(jì)方面考慮
23、,選用的過(guò)濾速度高時(shí),處理相同流量的含塵氣體所需的濾料面積小,則除塵器的體積、占地面積、耗鋼量亦小,因而投資小,但除塵器的壓力損失、耗電量、濾料損傷增加,因而運(yùn)行費(fèi)用高。從濾塵效率方面看,過(guò)濾速度大小的影響是很顯著的。3粉塵特性在粉塵特性中,影響袋式除塵器除塵效率的主要是粉塵顆粒。對(duì)于01m的塵粒,其分級(jí)除塵效率可達(dá)95。對(duì)于大于1m的塵粒,可以穩(wěn)定地獲得99以上的除塵效率。4清灰方式袋式除塵器濾料的清灰方式也是影響其濾塵效率的重要因素。如前所述,濾料剛清灰后的濾塵效率是最低的,隨著過(guò)濾時(shí)間(即粉塵層厚度)的增長(zhǎng),效率迅速上升。當(dāng)粉塵層厚度進(jìn)一步增加時(shí),效率保持在幾乎恒定的高水平上。清灰方式不
24、同,清灰時(shí)逸散粉塵量不同,清灰后殘留粉塵量也不同,因而除塵器排塵濃度不同。實(shí)際應(yīng)用的袋式除塵器的排塵濃度取決于同時(shí)清灰的濾袋占濾袋總數(shù)的比例,氣流在全部濾袋中的分配以及清灰參數(shù)等的影響。第三部分 電袋除塵器介紹隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人民生活水平的日益提高,國(guó)家對(duì)大氣質(zhì)量控制要求越來(lái)越嚴(yán),同時(shí)也對(duì)除塵設(shè)備的性能及可靠性提出了更高的要求。我國(guó)工業(yè)使用的除塵器絕大多數(shù)達(dá)不到煙氣排放濃度50mg/Nm3新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)1,電袋復(fù)合式除塵器的研制與應(yīng)用,是針對(duì)現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)需求,開(kāi)發(fā)的一種新型高效節(jié)能穩(wěn)定的除塵技術(shù)。1、電袋組合式除塵器定義 電袋組合式除塵器是綜合利用和有機(jī)結(jié)合電除塵器與布袋除塵器的除塵優(yōu)點(diǎn),先由電場(chǎng)
25、捕集煙氣中大量的粉塵,再經(jīng)過(guò)布袋收集剩余細(xì)微粉塵的一種組合式高效除塵器。具有除塵穩(wěn)定(50mg/Nm3)、性能優(yōu)異的特點(diǎn)。2、工作原理 在電除塵器和布袋除塵器工作原理基礎(chǔ)上,有機(jī)結(jié)合兩者除塵優(yōu)點(diǎn):前級(jí)電場(chǎng)預(yù)收煙氣中7080%以上的粉塵量;后級(jí)布袋除塵裝置攔截收集煙氣中剩余量的粉塵。其中,前級(jí)電場(chǎng)的預(yù)除塵作用和荷電作用為提高電袋除塵器的性能起到了重要作用。 粉塵在電場(chǎng)中充分荷電除去粗塵,也就是說(shuō)除去粒徑較大的,剩下荷電不充分但可在電場(chǎng)中被極化進(jìn)入濾袋除塵,而覆膜濾袋對(duì)微細(xì)粉塵有很高的除塵效率。因此可以結(jié)合各種除塵機(jī)理使不同粒徑粉塵達(dá)到最佳收集效果。以期讓煙塵達(dá)到“零排放”。由此可見(jiàn),電袋除塵器的
26、關(guān)鍵技術(shù)在于: (1)如何確定電除塵和布袋除塵的除塵負(fù)荷的合理分擔(dān),實(shí)現(xiàn)在同一除塵器內(nèi)同時(shí)滿足電除塵和布袋除塵的運(yùn)行條件,以保障電袋復(fù)合除塵器的高效穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 (2)如何保證前級(jí)電場(chǎng)的高效穩(wěn)定可靠運(yùn)行,前級(jí)電場(chǎng)的收塵效率對(duì)后級(jí)布袋的粉塵負(fù)荷有很大影響,前級(jí)電場(chǎng)收集下越多的粉塵,流到后級(jí)布袋的粉塵越少,同時(shí),粉塵荷電越充分,越有利于整臺(tái)除塵器的性能改善,并且前級(jí)電場(chǎng)高效穩(wěn)定可靠的運(yùn)行特性至關(guān)重要。 (3)如何優(yōu)化電場(chǎng)與布袋之間的氣路聯(lián)接和氣流分布,實(shí)現(xiàn)布袋除塵區(qū)各個(gè)濾袋流量和粉塵負(fù)荷均布的同時(shí),提高布袋過(guò)濾風(fēng)速。 (4)如何有效地降低電袋復(fù)合除塵器的系統(tǒng)阻力,研究電袋除塵的高效穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的
27、關(guān)鍵技術(shù),包括清灰和溫控等問(wèn)題。3、主要優(yōu)點(diǎn): 電袋復(fù)合除塵器作為靜電除塵器和布袋除塵器的有機(jī)結(jié)合,充分發(fā)揮了兩種除塵器各自的優(yōu)勢(shì)。同常規(guī)靜電除塵器、布袋除塵器相比,電袋復(fù)合除塵器具有以下優(yōu)點(diǎn): (1) 機(jī)理科學(xué),技術(shù)先進(jìn)可靠常規(guī)靜電除塵器除去煙氣中8090的粉塵通常只需要一級(jí)電場(chǎng)即可實(shí)現(xiàn)。其它的幾個(gè)電場(chǎng)用來(lái)除去剩下的1020的粉塵。復(fù)合除塵器充分利用了靜電除塵器特性,又發(fā)揮了布袋除塵器性能穩(wěn)定、除塵效率高的特點(diǎn)。同時(shí),靜電布袋除塵器利用靜電除塵、布袋除塵兩種現(xiàn)有的成熟除塵技術(shù),技術(shù)可靠性高,研發(fā)相對(duì)容易。 (2) 壓降小,濾袋壽命長(zhǎng)同布袋除塵器相比,電袋復(fù)合除塵器的布袋單元負(fù)荷低,壓力損失小
28、,因而可以選擇較長(zhǎng)的清灰周期和較低的噴吹壓力,延長(zhǎng)了濾袋的壽命。 (3) 除塵效率不受粉塵特性影響,效率穩(wěn)定,適應(yīng)性強(qiáng)復(fù)合除塵器能發(fā)揮布袋單元對(duì)煤種適應(yīng)范圍廣泛、受鍋爐負(fù)荷變化及煙氣量波動(dòng)影響小、不受粉塵比電阻的影響等特性,使整體除塵效率穩(wěn)定可靠。 (4) 結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小與布袋除塵器相比,靜電單元除去了大部分的粉塵,大幅降低了濾袋負(fù)荷,因而可以選擇較高的過(guò)濾風(fēng)速,所需濾袋數(shù)量少,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積減少。同時(shí),可以選擇較大的濾袋間距,解決了脈沖布袋除塵器因?yàn)V袋較密而在清灰時(shí)引起二次揚(yáng)塵和再收集問(wèn)題。 (5) 除塵效率高,對(duì)微細(xì)粉塵分級(jí)除塵效率高電袋復(fù)合除塵的除塵效率能達(dá)99.9%以上,能實(shí)
29、現(xiàn)出口粉塵排放濃度低于30 mg/m3,從運(yùn)行的電袋復(fù)合除塵器來(lái)看,粉塵排放濃度可以低于10 mg/m3;粉塵荷電后,靜電力作用增強(qiáng),對(duì)細(xì)微粒子的捕集效率也有所增強(qiáng)。 (6) 除塵費(fèi)用低在初投資上,靜電除塵單元只設(shè)一級(jí)電場(chǎng),可以避免靜電除塵器高昂的設(shè)備費(fèi)和土建費(fèi):布袋除塵單元中,所需濾袋少,濾袋以及相應(yīng)設(shè)施的費(fèi)用也大大減少。在運(yùn)行費(fèi)用上,阻力小,能耗低,濾袋更換周期增長(zhǎng),總的運(yùn)行費(fèi)用比同容量的靜電除塵器和布袋除塵器都低。由分析可知,電袋復(fù)合除塵器技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯,經(jīng)濟(jì)性突出。第四部分 除塵工藝的比較與選擇 由于國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)認(rèn)識(shí)的提高,對(duì)煙塵排放濃度將提出更高的限制,煙塵排放濃度低于30mg/Nm
30、3今后將實(shí)施。在這種形勢(shì)下,電除塵器與布袋、電袋除塵器相比,除塵效率能否滿足低于30mg/Nm3排放要求。在技術(shù)上、長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性及運(yùn)行檢修費(fèi)用等方面,電除塵器及布袋、電袋除塵器各自的特點(diǎn)有哪些。本文就目前國(guó)內(nèi)外電除塵器及布袋、電袋除塵器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合我國(guó)燃煤電廠現(xiàn)投運(yùn)除塵設(shè)備運(yùn)行中所出現(xiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行分析探討,并提出一些觀點(diǎn)和相關(guān)建議。 一、電除塵器的特點(diǎn)回顧我國(guó)電除塵器行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r,可以概括為:起步晚、發(fā)展快,目前已進(jìn)入世界先進(jìn)技術(shù)行列。我國(guó)電除塵器技術(shù)的研究工作,早在上世紀(jì)50年代已開(kāi)始。進(jìn)入上世紀(jì)80年代我國(guó)相關(guān)企業(yè)先后引進(jìn)瑞典FIAKT公司,德國(guó)LURGI公司,美國(guó)GE、E
31、E公司世界先進(jìn)技術(shù),縮短了我國(guó)電除塵器技術(shù)與國(guó)外的技術(shù)差距。進(jìn)入上世紀(jì)90年代隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,電除塵器行業(yè)得到迅速發(fā)展。目前我國(guó)電除塵器的生產(chǎn)規(guī)模、使用數(shù)量均居世界各國(guó)首位,是世界上第一電除塵器生產(chǎn)大國(guó),電除塵器技術(shù)接近世界先進(jìn)水平。 1、電除塵器的優(yōu)點(diǎn)(1)除塵效率高:電除塵器可以通過(guò)增加電場(chǎng)數(shù)量、增大電場(chǎng)截面積、提高供電質(zhì)量等手段來(lái)提高除塵效率,以滿足任何所要求的除塵效率。對(duì)于粒徑小于10微米以下的微細(xì)粉塵仍有較高的收塵效率。(2)設(shè)備運(yùn)行阻力小,總能耗低:電除塵器運(yùn)行阻力200300Pa,約為布袋除塵器的1/8,電袋除塵器的1/4。(3)處理煙氣量大:目前單臺(tái)電除塵器最大截面達(dá)到8
32、00m2,處理煙氣量達(dá)到300萬(wàn)m3/h。(4)運(yùn)行溫度高,可滿足不同運(yùn)行工況:一般電除塵器可用于處理350 oC以下的煙氣。(5)運(yùn)行檢修維護(hù)費(fèi)用低,設(shè)備使用壽命長(zhǎng):由于電除塵器設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的成熟,在新建電廠電除塵器在一個(gè)大修期間,除需更換部分耐磨易損件外基本無(wú)需其他費(fèi)用。大量電除塵器在運(yùn)行十幾年后內(nèi)部極板、極線仍然完好,較長(zhǎng)的設(shè)備使用壽命這是其他除塵器無(wú)法相比的。 2、電除塵器目前使用狀況世界發(fā)達(dá)國(guó)家排放要求最高的歐、美及日本在燃煤電廠仍然主要采用電除塵器,一般都達(dá)到20-30mg/Nm3以下,運(yùn)行情況良好。所設(shè)計(jì)選用的電除塵器比集塵面積參數(shù)都達(dá)到150200m2/m3/s,燃用特殊動(dòng)力
33、煤種的已達(dá)到300m2/m3/s。電除塵器電場(chǎng)數(shù)量達(dá)到68個(gè)。近年來(lái)印度、越南等發(fā)展中國(guó)家在燃煤電廠電除塵器參數(shù)選取上,已向歐、美、日發(fā)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)看齊,且均采用靜電除塵器設(shè)備。我國(guó)電除塵器目前仍是燃煤電廠除塵設(shè)備主流設(shè)備,具有運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單,長(zhǎng)期運(yùn)行設(shè)備可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。但由于我國(guó)沒(méi)有相關(guān)電除塵器規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范要求,長(zhǎng)期以來(lái)在新建電廠規(guī)劃設(shè)計(jì)中,對(duì)較低排放要求150-200mg/Nm3時(shí),對(duì)電除塵器一直采用34電場(chǎng),對(duì)排放要求50mg/Nm3電除塵器較多采用4電場(chǎng)最多5電場(chǎng)布置方案。設(shè)計(jì)選用的電除塵器比集塵面積參數(shù)僅達(dá)到80-110m2/m3/s左右。由于國(guó)家沒(méi)有根據(jù)排放要求的提高相應(yīng)提高電除塵器規(guī)
34、劃設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn),至此目前投運(yùn)電除塵器有部分排放不達(dá)標(biāo)。其原因如下:(1)、設(shè)計(jì)原因:由于國(guó)家沒(méi)有相關(guān)電除塵器設(shè)計(jì)規(guī)劃具體要求,設(shè)計(jì)院總體設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留場(chǎng)地偏小,無(wú)法滿足電除塵器在保證除塵效率前提下的場(chǎng)地布置要求。目前對(duì)排放要求50mg/Nm3,60萬(wàn)機(jī)組、100萬(wàn)機(jī)組目前仍按雙室四電場(chǎng)、或三室四電場(chǎng)場(chǎng)地要求布置。設(shè)計(jì)選用的電除塵器比集塵面積參數(shù)僅能達(dá)到100m2/m3/s左右,使得配置較高比集塵面積電除塵器因場(chǎng)地尺寸原因無(wú)法實(shí)現(xiàn),制約了電除塵器除塵效率的提高。(2)、市場(chǎng)原因:市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)無(wú)序,市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻低,部分制造廠家在投標(biāo)時(shí)為了市場(chǎng)業(yè)績(jī),低價(jià)、小方案競(jìng)爭(zhēng)誤導(dǎo)了市場(chǎng)。用戶又普遍缺乏電除塵器設(shè)計(jì)參數(shù)
35、與除塵效率重要性的認(rèn)識(shí),投標(biāo)技術(shù)方案參數(shù)無(wú)統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),造成各投標(biāo)廠家的技術(shù)方案及技術(shù)參數(shù)偏差較大,致使設(shè)備投標(biāo)價(jià)格懸殊。低價(jià)和小方案導(dǎo)致設(shè)備性能無(wú)法保證使用要求。(3)、用戶原因:由于燃煤價(jià)格原因,鍋爐燃用煤種與設(shè)計(jì)煤種偏差大,灰份大、發(fā)熱量低,小窯煤的大量使用,造成實(shí)際運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況嚴(yán)重不符,使得電除塵器入口煙氣量增大,粉塵濃度增高,電場(chǎng)風(fēng)速提高除塵效率降低。盡管如此現(xiàn)國(guó)內(nèi)仍有大量投運(yùn)電除塵器在滿足設(shè)計(jì)工況的前提下,排放濃度小于30-50mg/Nm3以下,且長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定。如我廠為甘肅某電廠4x200MW機(jī)組#4爐循環(huán)流化床干法脫硫設(shè)備所配高濃度電除塵器,每爐配有一臺(tái)三室四電場(chǎng)電除塵器,
36、于2007年底投運(yùn),經(jīng)權(quán)威檢測(cè)部門(mén)測(cè)定,在入口濃度高達(dá)800g/Nm3工況下,出口排放濃度達(dá)到小于40-50mg/Nm3以下。我廠為甘肅某電廠2x300MW機(jī)組工程#1、#2爐,每爐配有二臺(tái)雙室四電場(chǎng)電除塵器,于2006年投運(yùn)至今,出口排放濃度小于40mg/Nm3。除塵效率達(dá)到99.80以上。我廠為內(nèi)蒙某電廠2x300MW機(jī)組工程#1、#2爐,每爐配有二臺(tái)雙室四電場(chǎng)電除塵器,于2006年投運(yùn)至今,#1爐入口濃度20.61g/Nm3工況下,出口排放濃度27.78mg/Nm3。除塵效率達(dá)到99.86。#2爐入口濃度23.815g/Nm3工況下,出口排放濃度39.37mg/Nm3。除塵效率達(dá)到99.
37、83。我廠為吉林某電廠2x300MW機(jī)組工程#1、#2爐,每爐配有二臺(tái)雙室五電場(chǎng)電除塵器,#1爐于2007年11月、#2爐于2008年3月完成168投運(yùn),于2008年7月測(cè)試,出口排放濃度小于40mg/Nm3。除塵效率達(dá)到99.90以上。我廠為天津某電廠二期2x600MW機(jī)組工程#3、#4爐,該爐燃用山西晉北和準(zhǔn)格爾煤,每爐配有二臺(tái)雙室五電場(chǎng)電除塵器,#3爐于2002年1月、#4爐于2003年4月測(cè)試,出口排放濃度#3爐40.9mg/Nm3、#4爐46mg/Nm3。我廠為山東某電廠2x600MW機(jī)組工程#1、#2爐,每爐配有二臺(tái)雙室四電場(chǎng)電除塵器,#1爐于2007年3月、#2爐于2007年11
38、月測(cè)試,出口排放濃度#1爐50mg/Nm3、#2爐47mg/Nm3。近來(lái)由于國(guó)家對(duì)煙塵排放濃度將提出更高的限制,煙塵排放濃度低于30mg/Nm3今后將實(shí)施,致使社會(huì)上不少人對(duì)電除塵器提出質(zhì)疑,似乎電除塵器不行了,這是一種誤導(dǎo)。歐美等西方國(guó)家燃煤電廠經(jīng)電除塵器處理后煙塵排放濃度不但小于50mg/Nm3,而且普遍在30mg/Nm3以下運(yùn)行。這就足以證明不是電除塵器不行,而是我們的設(shè)計(jì)理念出現(xiàn)偏差,比集塵面積太小所致,應(yīng)引起相關(guān)行業(yè)的重視。要以技術(shù)推動(dòng)和政策引導(dǎo)才能使我國(guó)電除塵器市場(chǎng)持續(xù)發(fā)展。 3、電除塵器新技術(shù)應(yīng)用研究電除塵器發(fā)展至今本體結(jié)構(gòu)雖已基本定型,但仍在不斷改進(jìn)和完善中。每34年舉辦的國(guó)際
39、電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議,目的就是共同探討、研究和推進(jìn)電除塵技術(shù)的進(jìn)步。目前我們已有一些圍繞提高電除塵效率的應(yīng)用技術(shù)研究,并已取得一定的進(jìn)展。(1)微細(xì)粉塵靜電凝聚技術(shù)靜電凝聚技術(shù)是近年提出的一種利用不同極性放電導(dǎo)致粉塵顆粒荷不同電荷、進(jìn)而在湍流輸運(yùn)和靜電力共同作用下使粉塵顆粒凝聚變大的技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用,不僅可提高除塵器的除塵效率、可降低除塵器本體體積及制造成本,還能減少微小顆粒的排放。目前我們已完成工業(yè)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明粉塵顆粒凝聚效果顯著。顆粒中位徑的凝聚效率(凝聚前后中位徑增大的百分?jǐn)?shù))高達(dá)30.7120,除塵效率提高0.210.76。煙道凝聚器工作后,電除塵器出口濃度由43.66mg/Nm3
40、下降到28.57mg/Nm3。如果常規(guī)四電場(chǎng)或五電場(chǎng)電除塵器出口粉塵排放50mg/Nm3,在電除塵器進(jìn)氣煙道內(nèi)加裝煙道凝聚器后,出口粉塵排放可降至30mg/Nm3以下,除塵效率可達(dá)99.9%。(2)移動(dòng)電極技術(shù)在電除塵器末電場(chǎng)采用可移動(dòng)的收塵極板技術(shù),可有效的收集高比電阻微細(xì)粉塵,防止反電暈的發(fā)生,提高了電除塵器對(duì)粉塵比電阻的適應(yīng)范圍,減少粉塵二次揚(yáng)塵,有效的提高除塵效率。目前已研制生產(chǎn)出樣機(jī),已進(jìn)行完設(shè)備的可靠性疲勞試驗(yàn),具備工程應(yīng)用條件。(3)新型電源的應(yīng)用我國(guó)高壓供電電源技術(shù)近幾年來(lái)也在不斷的進(jìn)步。供電技術(shù)水平的提高為電除塵技術(shù)的進(jìn)步提供新的動(dòng)力,為電除塵器效率的提高保證出口粉塵排放小于
41、30mg/Nm3提供了技術(shù)支持。其中三相工頻電源、三相中頻電源及高頻電源達(dá)到世界先進(jìn)水平,并已應(yīng)用于實(shí)際工程取得較好的效果。三相中頻電源采用三相電源輸入,經(jīng)過(guò)整流逆變后,逆變成400HZ三相中頻交流,經(jīng)過(guò)中頻硅整流變壓器升壓后,獲得紋波系數(shù)極低的直流高壓供給靜電除塵器。不存在波形畸變。輸出的二次電壓電流紋波頻率達(dá)到2400HZ。在實(shí)際應(yīng)用中將三相中頻電源用在電除塵器第一電場(chǎng),相比普通工頻電源可大大提高第一電場(chǎng)工作電壓和工作電流,從而有效地提高粉塵的荷電能力,提高除塵效率。 4、電除塵器應(yīng)用前景經(jīng)過(guò)電除塵技術(shù)的不斷進(jìn)步及新型電源的應(yīng)用,電除塵器不論從理論和技術(shù)上還是工程實(shí)踐中,在適當(dāng)?shù)脑黾釉O(shè)備投
42、入和精心的設(shè)計(jì)制造,電除塵器保證粉塵排放小于30mg/Nm3是可靠的,不存在技術(shù)問(wèn)題,也不存在設(shè)備制造問(wèn)題。尤其在60萬(wàn)、100萬(wàn)大型機(jī)組電除塵器比其它除塵器具有運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低,操作管理簡(jiǎn)便,設(shè)備使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。 二、布袋除塵器布袋式除塵器因其不受煙氣物化特性等影響而適合各種煤種,并且除塵效率高,排放濃度低于50mg/Nm3,前幾年發(fā)展較快。布袋除塵器一般壓力損失為小于2000Pa,系統(tǒng)阻力大,風(fēng)機(jī)能耗更大;對(duì)于特殊粉塵,如低硫高比電阻粉塵、高SiO2,高AL2O3以及存在CO爆炸風(fēng)險(xiǎn)和采用常規(guī)電除塵器達(dá)標(biāo)困難的場(chǎng)合,可以采用袋式除塵器。袋式除塵器比較容易達(dá)到3050mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn),
43、并且效率穩(wěn)定,受粉塵理化特性,比電阻等工況條件變化的影響小。可脫除PM2.5和重金屬等有毒、有害物質(zhì),除塵效率高,克服電除塵器的缺點(diǎn)等,所以得到推廣應(yīng)用。在應(yīng)用中也存在一些問(wèn)題:鍋爐爆管產(chǎn)生的水霧、啟動(dòng)點(diǎn)火用油霧化不好,使粉塵成粘性造成糊袋;當(dāng)前電站鍋爐大都采用性價(jià)比較高的聚苯硫醚(PPS)濾袋,但它應(yīng)用中也有不足之處,主要是在煙氣中氧和NO2作用下,隨著溫度越高,造成PPS氧化腐蝕越嚴(yán)重、阻力大等,運(yùn)行不當(dāng)時(shí)濾袋壽命在23年間。國(guó)外燃煤電廠機(jī)組采用布袋除塵器相對(duì)多一點(diǎn),我國(guó)前幾年有部分電廠因煤種差采用了布袋除塵器如內(nèi)蒙豐泰電廠、豐鎮(zhèn)電廠,焦作電廠。投運(yùn)初期運(yùn)行良好。但隨后由于布袋破損問(wèn)題的長(zhǎng)
44、期困擾,先后進(jìn)行了改造更換,目前在燃煤電廠大型機(jī)組中已較少采用。 三、電袋除塵器 1、電袋除塵器的優(yōu)點(diǎn)電袋復(fù)合式除塵器是通過(guò)前級(jí)電除塵區(qū)捕集8090的煙氣粉塵,后級(jí)濾袋過(guò)濾區(qū)捕集少量的殘余粉塵。同時(shí),利用通過(guò)前級(jí)電場(chǎng)區(qū)產(chǎn)生的荷電粉塵,可有效改善沉積在濾袋表面粉塵層的過(guò)濾特性,使濾袋的透氣性能、清灰性能得到大幅改善,從而達(dá)到低阻高效收塵的效果。此技術(shù)結(jié)合了電除塵和濾袋除塵的兩種除塵特點(diǎn),它的除塵效率不受煤種、煙氣工況、飛灰特性影響,排放濃度可以長(zhǎng)期高效、穩(wěn)定在50mg/Nm3以下,甚至30mg/Nm3。與純布袋除塵器相比,在運(yùn)行過(guò)程中除塵器可以保持較低的運(yùn)行阻力。 2、目前應(yīng)用情況電袋除塵器在老
45、廠電除塵器的提效改造工程中應(yīng)用較多,但這些機(jī)組都運(yùn)行1020年以上,原電除塵設(shè)計(jì)效率就很低。在大型機(jī)組中,也是近兩年才開(kāi)始選用,目前新建大型機(jī)組中未有正式投運(yùn)。美國(guó)是研究最早、形式最多的國(guó)家,但正式應(yīng)用在電廠上并不多,歐洲也未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。我國(guó)開(kāi)展應(yīng)用研究是必要的,但要經(jīng)得起實(shí)際應(yīng)用中的時(shí)間考驗(yàn)。因此電袋除塵器還處于一個(gè)發(fā)展、技術(shù)處于尚未成熟階段,在實(shí)際運(yùn)行中還有許多隱含著更為難以解決的問(wèn)題,因此很多電廠還處于觀望狀態(tài)。 3、電袋除塵器的缺點(diǎn)(1)電袋除塵器一般壓力損失為小于1200Pa,系統(tǒng)阻力較大,風(fēng)機(jī)能耗大。(2)運(yùn)行檢修維護(hù)費(fèi)用高:平均三年左右濾袋需全部更換。(3)難以處理高溫?zé)煔猓簾煔鉁囟?/p>
46、不能超過(guò)160,煙氣溫度太高超過(guò)濾料允許溫度易“燒袋”而損壞濾袋。(4)對(duì)鍋爐運(yùn)行煙氣濕度及含氧量要求高:煙氣中含水含油量大時(shí)易糊袋。煙氣中過(guò)高的氧含量且隨著濃度增高、溫度上升、作用時(shí)間的延長(zhǎng),會(huì)使濾料的強(qiáng)力降低較快,減少其使用壽命。(5)輔助系統(tǒng)復(fù)雜,故障率高:為防止煙氣超溫?zé)F(xiàn)象,需在除塵器進(jìn)口煙道上設(shè)置噴水降溫系統(tǒng)和設(shè)置事故旁路煙道。(6)鍋爐啟動(dòng)前,為了避免油煙粘袋損壞濾袋,在除塵器前的煙道上需設(shè)置預(yù)噴涂灰系統(tǒng)。(7)濾袋破損日常維護(hù)更換困難,在線檢修、更換濾袋環(huán)境惡劣,對(duì)檢修人員人身安全保障困難。 4、電袋除塵器目前存在的問(wèn)題(1)氣流分布較難滿足要求靜電除塵器和袋式除塵器不是簡(jiǎn)單
47、的結(jié)合,氣流均布影響電除塵效率,也會(huì)影響濾袋的使用壽命,大型電除塵最佳是煙氣流動(dòng)平進(jìn)平出的方式,而袋式除塵器最佳是下進(jìn)風(fēng)方式。為了滿足兩者之間的要求,加上兩層或一層氣流均布板,電除塵部分煙氣由均布板孔流向下游的袋式除塵區(qū),部分由均布板從下方,以下進(jìn)風(fēng)方式進(jìn)入下單元,這種方式對(duì)于兩者都達(dá)不到最佳,另外帶電荷的粉塵流過(guò)接地的均布板孔經(jīng)過(guò)碰撞,將失去電荷,也失去電袋均勻擴(kuò)散附著到濾袋松散易清灰的特性。不設(shè)均布板,煙氣直沖布袋而沒(méi)有下進(jìn)風(fēng)的作用,可能還會(huì)損傷前排濾袋。所以電袋除塵器氣流分布還待深入的分析研究。(2)臭氧(O3)對(duì)PPS濾袋的影響電除塵是利用高壓直流電源產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)使氣體電離產(chǎn)生電暈放電
48、,電暈放電必定會(huì)產(chǎn)生臭氧,特別是火花放電時(shí)更為嚴(yán)重。臭氧很不穩(wěn)定,在高溫和一定濕度下易與煙氣中其它成分迅速反應(yīng),特別與NO反應(yīng)生成NO2,NO2是侵蝕性氧化劑對(duì)PPS濾袋有很強(qiáng)的腐蝕性。PPS不會(huì)水解,但會(huì)因氧化而降解,以致變色發(fā)脆,嚴(yán)重時(shí)氈體的纖網(wǎng)會(huì)破碎而脫離基布。溫度一旦超過(guò)100,PPS能夠承受的氧含量就要隨著溫度的上升而減小1(見(jiàn)圖1)。 圖1PPS能承受的氧含量與溫度的關(guān)系除氧外,另一個(gè)危害PPS的因素是煙氣中的NO2。因?yàn)槿紵龝r(shí)空氣中的氮和燃料中的氮化物在高溫下會(huì)氧化成NOX,其中既有NO,也有NO2,主要為NO,大約占總NOX的95。通常NO通過(guò)下式反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO2NO+O3N0
49、2+O2溫度越高,煙氣中允許的NO2含量越低;NO2含量越高,溫度就必須越低。圖2為PPS能承受的NO2濃度與溫度的關(guān)系。 圖2 PPS能承受的NO2濃度與溫度的關(guān)系因?yàn)镻PS容易氧化,所以BWF環(huán)境技術(shù)有限公司提出,要確保PPS的使用壽命不低于24個(gè)月,就應(yīng)當(dāng)經(jīng)常在煙氣溫度不超過(guò)150,含氧量不超過(guò)8,含NO2不超過(guò)15mg/Nm3的條件下使用。雖然PPS耐化學(xué)腐蝕好,但不耐氧化性酸、氧化劑、濃硫酸、濃硝酸、王水、等,但在工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中,煙氣中同時(shí)有O3、NO、NO2、SO2、SO3、Cl、水等物質(zhì)存在,綜合對(duì)PPS作用,強(qiáng)力下降的結(jié)果可能更為嚴(yán)重。特別是SO2在O3作用下生成SO3,在水份
50、較大時(shí),對(duì)PPS影響會(huì)更大。(3)燃煤電廠電袋除塵器使用運(yùn)行情況(31)國(guó)內(nèi)200MW機(jī)組某廠分別在2007年9月和10月分別投運(yùn)2臺(tái)電袋除塵器,4個(gè)月后開(kāi)始出現(xiàn)濾袋破損并逐步更換,到2008年11月中旬全部更換完。于同年11月再改造另一臺(tái)爐為電袋除塵器投入運(yùn)行,4個(gè)月后這臺(tái)爐發(fā)現(xiàn)濾袋破損,到現(xiàn)在已更換1半以上新袋。原因初步分析;1)現(xiàn)場(chǎng)工況較為惡劣,煙氣酸性較強(qiáng),有結(jié)露;2)粉塵粘性較大且呈酸性,鍋爐可能經(jīng)常摻燒油燒料;3)濾料纖維受腐蝕嚴(yán)重,纖維表面出現(xiàn)裂痕,甚至開(kāi)裂;由此推斷工況煙氣含硫氣體、氧氣濃度較高,且有結(jié)露。(3、2)國(guó)內(nèi)電廠300MW機(jī)組安徽某發(fā)電廠4300MW機(jī)組分別于198
51、6年(1、2機(jī)組)及1996年(3、4機(jī)組)投產(chǎn),原4臺(tái)機(jī)組除塵器均為雙室4電場(chǎng)靜電除塵器,現(xiàn)因投產(chǎn)年代較早,同時(shí)煤質(zhì)變化較大(灰份由原2530變?yōu)?5左右),其煙氣排放不能達(dá)到環(huán)保要求,對(duì)2、3、4爐進(jìn)行電袋除塵器改造,其中2爐于2008年5月中旬投運(yùn),現(xiàn)運(yùn)行1年時(shí)間。3、4爐剛改造完畢。2爐是將原來(lái)四個(gè)電場(chǎng)的電除塵器改為一個(gè)電場(chǎng)三個(gè)供電分區(qū),另三個(gè)電場(chǎng)改為布袋。改造后除塵器的阻力最高達(dá)800Pa。據(jù)電廠人員介紹,2爐整體運(yùn)行情況良好,但已發(fā)現(xiàn)破袋4050條以上,主要原因?yàn)檫M(jìn)口煙氣溫度過(guò)高(現(xiàn)除塵器進(jìn)口溫度為160170),高溫氧化;靠人孔門(mén)處結(jié)露、酸腐觸;布袋脆化,與煙氣中的二氧化氮有關(guān)。估計(jì),運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng),該爐電袋除塵器破袋數(shù)量越來(lái)越多。每年利用小修期需分批更換一定數(shù)量的布袋(該廠估計(jì)不少于1/4,會(huì)逐年增多),從而保證除塵器的效率及煙氣的排放濃度。廠商保證布袋整體30000小時(shí)的使用壽命是不現(xiàn)實(shí)的。(3、3)國(guó)內(nèi)電廠600MW機(jī)組河南某發(fā)電廠1#、2#600MW機(jī)組鍋爐
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