對現(xiàn)役整體式電袋除塵器幾個(gè)問題的想法
1 TGDB型電袋除塵器在100%負(fù)荷下可實(shí)現(xiàn)在線檢修
1.1采用"前電后袋"串聯(lián)結(jié)構(gòu)的整體式電袋除塵器:電除塵和濾袋兩區(qū)之間僅設(shè)計(jì)氣流分布板,不設(shè)隔墻;ò宓撞繛V袋都處于同一個(gè)殼體內(nèi),花板上部分割成多個(gè)相互密封的凈氣室。每個(gè)凈氣室附近都設(shè)置一個(gè)(或兩個(gè))出口風(fēng)門。在進(jìn)入凈氣室檢修前,需先關(guān)閉出口提升閥后,才能進(jìn)入工作(高凈氣室結(jié)構(gòu)還需長時(shí)間的通風(fēng)降溫和照明條件)。由于花板底部所有濾袋在同一個(gè)室內(nèi),而且,濾室進(jìn)口沒有關(guān)斷風(fēng)門,花板頂部的凈氣室就處于一定的負(fù)壓狀態(tài),此時(shí)進(jìn)行檢修工作就不符合安全規(guī)范要求,不能實(shí)現(xiàn)在線(不停機(jī))檢修。
1.2大型工業(yè)窯爐(一般處理煙氣量大于800000m3/h)配套使用于該類除塵器,常采用隔離煙道形式進(jìn)行在檢修,為保證濾袋的風(fēng)速和本體壓降,一般還需要降低機(jī)組工作負(fù)荷。以燃煤電廠為例,從理論上來說100MW~125MW機(jī)組需降低負(fù)荷為50%;200MW~600MW機(jī)組需降低負(fù)荷為25%;1000MW機(jī)組需降低負(fù)荷為17%,可以說,這不是真正意義上的在線檢修。
1.3小型機(jī)組(煙氣單通道結(jié)構(gòu))配套該種除塵器,只能采用降低機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行在線檢修,這樣一來,處于負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行檢修工作就不可避免了,更不能實(shí)現(xiàn)在線檢修。
根據(jù)實(shí)際情況,我公司通過大量的實(shí)地勘察和理論研究,自主研發(fā)的TGDB型整體式電袋除塵器,煙氣通道后部袋區(qū)分為多個(gè)濾室,每個(gè)濾室都設(shè)有進(jìn)、出口風(fēng)門,需要時(shí)可將任何一個(gè)濾室與主煙道隔離開,可在100%負(fù)荷下實(shí)現(xiàn)不停機(jī)檢修。TGDB型除塵器頂部采用大頂棚+雙層頂蓋結(jié)構(gòu)(且設(shè)有吊機(jī)),在線檢修在大氣環(huán)境條件下進(jìn)行,不用進(jìn)入除塵器內(nèi)部,更不必對設(shè)備進(jìn)行長時(shí)間的通風(fēng)降溫,是真正意義上的分室在線檢修。
TGDB型產(chǎn)品已獲得國家實(shí)用新型專利證書,2008年被國家列入火炬計(jì)劃項(xiàng)目。
2 旁通煙道不一定都設(shè)置在除塵器外部
電袋除塵器考慮布袋運(yùn)行的安全性一般都設(shè)計(jì)旁通煙道,風(fēng)門大多數(shù)設(shè)計(jì)在電除塵器頂部,見下圖
當(dāng)旁通風(fēng)門閥開啟時(shí),處理煙氣從電除塵區(qū)的頂部流入旁路煙道,電除塵區(qū)原氣流組織分布將受到嚴(yán)重破壞,導(dǎo)致收塵效率大大降低。
我公司TGDB型除塵器旁通煙道為內(nèi)置式結(jié)構(gòu),該煙道位于布袋區(qū)中間,不另占場地,結(jié)構(gòu)緊湊。煙道上部為凈氣煙道,下部為塵氣煙道,凈氣煙道與塵氣煙道用隔板分隔。在隔板上裝有若干個(gè)旁通風(fēng)門,旁通風(fēng)門采用提升閥形式。正常工作時(shí),旁通閥處于關(guān)閉狀態(tài)。旁通風(fēng)門開啟則凈氣煙道與塵氣煙道短路,含塵煙氣直接外排。旁通風(fēng)門用雙層閥板加密封空氣密封,關(guān)閉時(shí)可以做到零泄漏。該旁路系統(tǒng)反應(yīng)靈敏,可靠性好;日常運(yùn)行管理方便,旁通煙道無積灰,緊急狀態(tài)下可在幾秒鐘內(nèi)全部開啟。
當(dāng)開啟TGDB型除塵器旁通閥時(shí),電除塵區(qū)原氣流組織分布不受影響,煙氣經(jīng)過前部電除塵充分收塵后,再經(jīng)旁通煙道排放,可減少粉塵物排放(緩解排放壓力)和引風(fēng)機(jī)磨損。
3 電袋除塵器氣流分布應(yīng)綜合考慮
整體式電袋除塵器,設(shè)計(jì)在電除塵和濾袋兩區(qū)之間氣流分布板的重要性,已為業(yè)內(nèi)人士所認(rèn)同。
TGDB型除塵器更強(qiáng)調(diào)電除塵區(qū)、濾袋區(qū)和兩者過渡區(qū)整體氣流分布的技術(shù)綜合應(yīng)用。
TGDB型除塵器氣流均布裝置由阻流加導(dǎo)流型氣流分布、槽形多孔板和兩次導(dǎo)流板組成。該結(jié)構(gòu)不但可使前級電場氣流分布均勻,充分發(fā)揮電場的粉塵荷電和收塵作用,而且也保證了后級布袋區(qū)各濾室煙氣流量和粉塵濃度分配的均勻性。
煙氣在TGDB型除塵器袋區(qū)內(nèi)部的流量的分配不依靠氣流本身的擴(kuò)散進(jìn)行分配,而是通過帶分布板的進(jìn)口風(fēng)門提前進(jìn)行分配,不但保證了各濾室煙氣流量均勻,而且也可大大降低本體設(shè)備阻力。
位于濾室內(nèi)二次導(dǎo)流板不僅可避免高速氣流對濾布的沖刷,還會(huì)使一部分粒徑較大的粉塵在慣性力的作用下與導(dǎo)流板相碰掉入灰斗內(nèi),起到預(yù)除塵的作用。此外,二次導(dǎo)流板還起著一個(gè)很大的作用,就是通過導(dǎo)流板造成的氣流分布,可在濾室內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)向下的也就是與粉塵沉降方向相同的氣流速度分量。這樣可最大限度避免在線清灰時(shí),已經(jīng)在脈沖噴吹氣流作用下脫離濾袋表面的粉塵,還未落入灰斗,便又被吸附到濾袋上去的"二次吸附"現(xiàn)象的產(chǎn)生,從而提高清灰效率。
二次導(dǎo)流板也起著把氣流上升速度和水平袋間速度控制在最佳范圍之內(nèi)的作用。
TGDB型除塵器內(nèi)部流場氣流均布,是采用局部實(shí)物模擬和計(jì)算機(jī)仿真(數(shù)值模擬計(jì)算)相結(jié)合的技術(shù)。
天潔公司TGDB型除塵器良好氣流均布性,已在國內(nèi)多個(gè)300MW機(jī)組工程上得到成功運(yùn)用。
4 電袋除塵器濾袋保護(hù)措施應(yīng)切實(shí)可行
工業(yè)窯爐在啟爐及使用過程中(工藝系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí))會(huì)對電袋除塵器濾袋產(chǎn)生危險(xiǎn),所以在設(shè)計(jì)時(shí)都采取一定的保護(hù)措施,F(xiàn)階段主要有:濾袋預(yù)涂灰、設(shè)置旁路煙道、噴水降溫和冷風(fēng)降溫等方式。
預(yù)涂灰是指除塵器在投運(yùn)前給濾袋噴涂一層干燥粉煤灰(或特殊的預(yù)覆層材料),是防止系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的低溫油、濕煙氣粘污濾袋導(dǎo)致初始阻力增大或糊袋的一種保護(hù)措施。加灰點(diǎn)設(shè)在除塵器進(jìn)口前的水平煙道上。該保護(hù)措施使用在燃煤電廠取得了較理想的效果。
旁路煙道、噴水降溫和冷風(fēng)降溫都是濾袋高溫(或超低溫)保護(hù)方式。
噴水降溫系統(tǒng)可以防止因工業(yè)窯爐偶然故障引起超溫(大于190℃)而影響濾袋使用壽命或短時(shí)損壞濾袋,在系統(tǒng)出現(xiàn)故障或大幅度超溫時(shí)采取自動(dòng)噴水降低煙氣溫度。噴水點(diǎn)設(shè)在除塵器進(jìn)口前的水平煙道上,需要除塵器進(jìn)口煙道有足夠的長度和斷面大小以保證霧滴與高溫?zé)煔獾臒峤粨Q時(shí)間。
根據(jù)筆者的使用經(jīng)驗(yàn),建議不宜采用噴水降溫系統(tǒng)。雖然噴水降溫技術(shù)在水泥窯尾、鍋爐煙氣干法脫硫煙氣降溫中得到成熟應(yīng)用。但其成功的經(jīng)驗(yàn)主要在于通過增濕塔或脫硫塔來降低煙氣流速,給霧化水提供足夠的蒸發(fā)時(shí)間,霧化水與煙氣熱交換條件良好,所以能夠取得大幅度降溫效果。而一般工業(yè)窯爐除塵器的進(jìn)口煙道不具備這些條件,由于煙氣流速快,霧化水停留時(shí)間短,顆粒水來不及蒸發(fā)就瞬間到達(dá)除塵器內(nèi)部,在進(jìn)口喇叭、灰斗、殼體、濾袋等部位容易照成"濕壁"現(xiàn)象,不但起不到明顯的降溫效果,反而給設(shè)備帶來了結(jié)露腐蝕、糊袋等不良后果。
冷風(fēng)降溫系統(tǒng)筆者建議也不宜采用。當(dāng)除塵器遇高溫?zé)煔,打開冷風(fēng)閥后,摻入冷風(fēng)混合會(huì)增加煙氣含氧量,加快濾袋(特別是PPS濾料)氧化速度,同時(shí)也會(huì)造成爐膛壓力波動(dòng)。
TGDB型除塵器設(shè)置了靈活的旁路閥來實(shí)現(xiàn)煙氣旁路,旁路閥可以在系統(tǒng)煙氣出現(xiàn)異常情況時(shí)開啟,使異常煙氣通過旁路煙道排出。即系統(tǒng)在燃油點(diǎn)火、超高超低溫等異常情況時(shí),煙氣可直接旁路到除塵器出口,從而達(dá)到保護(hù)濾袋的目的。
5 失效的濾袋后處理問題不容忽視
由于電袋除塵器是把兩種不同類型的除塵方式結(jié)合在一起,充分發(fā)揮兩者的除塵優(yōu)勢,來達(dá)到最佳的除塵效果。所以其技術(shù)優(yōu)勢和市場優(yōu)勢非常突出,但是,行業(yè)大多數(shù)人士對失效的濾袋后處理問題卻關(guān)注地甚少。
據(jù)了解,在歐美國家失效的濾袋大多數(shù)采取填埋方式處理(主要是異地填埋)。由于濾袋降解速度很慢,而且還有可能污染地下水源,所以也有采取焚燒的方式。而其焚燒后會(huì)產(chǎn)生有害的氣體(甚至致癌物質(zhì)),雖然在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家依靠活性碳進(jìn)行吸附,但是對其處理能力也只能達(dá)到廢氣量的70%左右,可以說,現(xiàn)階段失效的濾袋后處理問題,還沒有得到有效的解決。甚至有些環(huán)保專家認(rèn)為失效濾袋造成的二次污染并不亞于工業(yè)煙氣粉塵的危害性。
6 結(jié)束語
電袋除塵器有它的突出優(yōu)勢,也有需要通過我們進(jìn)一步研究進(jìn)行解決的新問題。
筆者認(rèn)為電袋除塵器在對現(xiàn)役電除塵器提效改造時(shí)優(yōu)勢非常突出(特別是高比電阻粉塵和場地受到限制的火電項(xiàng)目),可以把其作為首選的除塵方案。
在新上項(xiàng)目中,由于大多數(shù)設(shè)置了濕法脫硫裝置,常規(guī)煙氣粉塵宜采用電除塵器進(jìn)行收集,高比電阻粉塵除塵也未必一定要采用電袋(或純布袋)除塵器形式。
譬如,新建項(xiàng)目火電廠,如果燃用我國境內(nèi)除塵難度較大的煤種(如淮北煙煤、平頂山煙煤、準(zhǔn)格爾煤等),電除塵器可采取收塵面積足夠大、極配形式合理、清灰效果好和控制技術(shù)較先進(jìn)的措施,來保證粉塵濃度排放小于100mg/Nm3的工藝要求。然后再與后部脫硫裝置一起來達(dá)到小于50mg/Nm3的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求,就比較合理了。
當(dāng)前火電廠配套的電除塵器,如果因煤種因素導(dǎo)致除塵困難,可以考慮在入爐設(shè)計(jì)煤種內(nèi)摻燒一定量其它煤質(zhì),來改善煙氣粉塵特性,也不失為另一種解決電除塵效率問題的辦法。
參考文獻(xiàn)
⑴唐亮:《電-袋除塵器技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用》第十二屆全國電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集,2007.10
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