燃煤電站鍋爐煙氣袋式除塵
燃煤電廠鍋爐煙氣袋式除塵勢在必行,實施條件已具備,原因如下:
(1)受排放總量控制的制約,主要城市和企業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)提高(甚至30mg/Nm3),這是一般電除塵器難以穩(wěn)定達(dá)到的,若電場增至4、5個,則在經(jīng)濟(jì)上不合理。
(2)袋式除塵器能將有效捕集城市大氣中PM10粒子。
(3)我國大型袋式除塵器的設(shè)計、制造水平有了長足進(jìn)步,可用率大于鍋爐平均可用率,能保證鍋爐長期連續(xù)運行,無需停機(jī)。
(4)濾料多樣性及縫制能力的提高,能適應(yīng)煙塵特點選擇所需濾袋。
(5)自動控制的技術(shù)進(jìn)步能有效地保證袋式除塵器的穩(wěn)定、可靠工作。
(6)捕集鍋爐煙氣的袋式除塵器是某些煙氣脫硫工藝的重要組成部分。煙氣脫硫后,將影響電除塵器效率的下降,而袋式除塵器不受影響。
(7)高氣布比脈沖袋式除塵器的體積與占地面積均較小,能滿足一般電廠除塵器改造的要求。
我國在電廠鍋爐煙氣袋式除塵工作上經(jīng)歷了一段艱難的歷程,至今仍未徹底認(rèn)識和掌握某些技術(shù)環(huán)節(jié),原因也是多方面的。我們認(rèn)為,欲解決好電站煙氣袋式除塵,不僅僅取決于除塵器本身,還取決于煙氣的除塵工藝及控制技術(shù),即如何根據(jù)鍋爐燃燒特性、運行規(guī)律和操作制度,理解和掌握袋式除塵的技術(shù)條件,并提出相應(yīng)的技術(shù)措施防患于未然,這便是本文的闡述內(nèi)容。
1要了解鍋爐燃燒及煙氣特性
1.1要了解鍋爐的基本結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)、燃燒方式等工作特性。目前電廠鍋爐多為煤粉爐。
1.2要了解鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo),如事故率、利用率、電耗率等。
1.3應(yīng)了解煤的成分及特性。如水份、硫份、灰份、發(fā)熱量等。
1.4必須明確鍋爐煙氣參數(shù)及成分。一般由鍋爐制造廠家提供,必要時通過計算或測試獲得。這里鍋爐煙氣參數(shù)指:煙氣量、煙氣溫度、含塵濃度、煙氣酸露點、煙塵分散度等。煙氣成分主要是:CO2、SO2、N2、O2、H2O等含量,過??諝庀禂?shù)也能反應(yīng)O2的含量。
2除塵工藝設(shè)計
2.1除塵工藝設(shè)計參數(shù)確定、設(shè)計參數(shù)指:
(1)處理風(fēng)量??紤]到系統(tǒng)漏風(fēng),用于除塵設(shè)備選型。
(2)系統(tǒng)風(fēng)量。考慮到漏風(fēng)和安全程度,用于風(fēng)機(jī)選型和校核。
(3)煙氣溫度和溫降控制。
(4)管道流速。
(5)排放濃度。宜30~50mg/Nm3。
2.2袋式除塵器選型及要求。宜采用長袋低壓脈沖除塵器,因為:
(1)清灰能力強(qiáng),運行阻力較低,排煙量長期保持穩(wěn)定。
(2)活動部件少,維護(hù)工作量小,能長期可*運行(可用率遠(yuǎn)大于鍋爐)。
(3)能實現(xiàn)單元離線檢修,鍋爐不停機(jī)。
(4)脈沖清灰對系統(tǒng)靜壓(特別是爐膛負(fù)壓)影響較小,時間較短。
(5)噴吹氣流不會造成煙氣溫度顯著下降。
(6)占地面積小,老廠就地改造可行。
長袋低壓脈沖除塵器凈化電廠鍋爐煙氣可采用高氣布比過濾,過濾風(fēng)速不小于1m/min。設(shè)備運行阻力設(shè)計值宜控制在900~1500Pa范圍。
濾料選擇時應(yīng)考慮到耐溫、耐酸堿、耐氧化和耐水解等問題。濾袋應(yīng)使用在高于酸露點10℃、低于許可溫度之范圍內(nèi)。濾料應(yīng)使用針刺氈,厚度530~550g/m2為宜。選用濾料時應(yīng)根據(jù)用戶具體情況綜合考慮定奪。國外成功選擇使用的濾料有:Dralon、Ryton、Tefom、Nomex,此外,也有P84、玻纖、Atefaire、Dayex等可供參選。
為減小清灰造成的爐膛壓力波動、考慮到電廠飛灰的物性,除塵器可以在線清灰。
對除塵器必須進(jìn)行保溫,必要時灰斗應(yīng)伴熱。流經(jīng)除塵器煙氣設(shè)計溫降不宜超過7℃。保溫層必須具有防積水、防風(fēng)曳的功能。為防止熱變形和清除熱應(yīng)力,設(shè)備應(yīng)有加固措施。當(dāng)處理風(fēng)量較大時,除一個支座固定外,其余支座應(yīng)能活動。對于高嚴(yán)密切換閥門,也應(yīng)注意安裝機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力而造成閥門變形卡死。除塵器灰斗錐度不小于60°,充滿系統(tǒng)應(yīng)取0.8,排灰口尺寸可選擇350或400nm?;叶窇?yīng)具備:檢修口、高低料位、溫度計、振動器、內(nèi)部簡易爬梯、內(nèi)部格柵、檢修插板閥、卸灰閥、保溫(加熱)結(jié)構(gòu)、外部檢修平臺等部件。振動器灰斗宜采用高頻低幅,應(yīng)安裝在灰斗加強(qiáng)板上,防止鋼板損傷。振動力可取物料重量的1/10。振動器的安裝存在一個最佳位置。在未有卸灰時,不得使用振動器。袋式除塵器進(jìn)氣箱與各單元的風(fēng)量分配應(yīng)盡量均勻,同時,還應(yīng)注意到灰斗量的分配也要基本均勻,這要求必要的措施來保證?;伊康姆峙潢P(guān)系到卸灰周期和制度。袋式除塵器宜設(shè)置旁路。當(dāng)鍋爐啟動、停爐、事故發(fā)生時,打開旁路,對除塵器隔離保護(hù)。
2.3系統(tǒng)設(shè)計
設(shè)置預(yù)除法器還是有必要的?;趦煞矫婵紤]:
第一,煙氣溫度雖在180℃以下,但飛灰溫度要高得多,大顆粒飛灰灰衣內(nèi)部有可能仍在燃燒發(fā)熱;
第二,當(dāng)袋式除塵器未投入使用時(使用旁路),預(yù)除塵器可發(fā)揮一定的除塵作用。預(yù)除塵器設(shè)計效率30%即可,可與袋式除塵器組合成一個整體,便于除塵設(shè)置。除塵管道、設(shè)備、風(fēng)機(jī)必須保溫。設(shè)法降低酸露點(如減少煙氣中SO2份額)也是防止結(jié)露的一項措施。防雨防風(fēng)。煙道以矩形為主,應(yīng)嚴(yán)格控制漏風(fēng)。煙道應(yīng)有加固措施,保證強(qiáng)度和剛度。
3除灰設(shè)計
除塵是與排灰除灰聯(lián)系在一起的,除灰設(shè)計也是比較重要的。
3.1機(jī)械除灰。指使用螺旋或埋刮板輸送機(jī)將除塵器各灰斗排塵集中輸送到中間倉(或倉泵)的輸灰方式,輸送距離很短,不宜超過25m。
3.2空氣斜槽除灰。使用空氣斜槽將除塵器灰斗排灰集中輸送到中間倉(或倉泵)的一種輸灰方式,輸送距離宜在60m內(nèi)?;叶吩O(shè)插板閥和鎖氣器。斜槽輸送方向進(jìn)氣箱煙氣方向一致。斜槽排氣接至除塵器進(jìn)口煙道,其間設(shè)關(guān)斷閥。
3.3負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)。利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生系統(tǒng)負(fù)壓,將分散布置的除塵器各灰斗排灰直接集中輸送到灰倉或灰?guī)?,即?fù)壓氣力輸送系統(tǒng)。輸送長度不超過200m。除塵管道上應(yīng)設(shè)有切換閥、自動進(jìn)風(fēng)閥、真空破壞閥、吹灰閥等。風(fēng)量、風(fēng)壓、管徑等必須通過計算確定。
3.4低正壓氣力除灰系統(tǒng)。利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生0.1~0.14MPa的輸送正壓將除塵器各灰斗排灰直接集中輸送到灰倉(或灰?guī)欤?,即低壓正氣力除灰系統(tǒng),輸送距離200~450m為宜。應(yīng)在除塵器灰斗下裝設(shè)手動插板閥和氣鎖閥,按程序控制。防止下灰斗間串風(fēng)是必須注意的,每一個分支管道上氣鎖閥數(shù)量不宜多于10個。回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)出口處應(yīng)裝止回閥。當(dāng)除灰點多而輸送壓力損失較大時,可采用正負(fù)壓聯(lián)和除灰系統(tǒng)。
3.5高正壓(倉式)氣力輸送系統(tǒng)。利用壓縮空氣將除塵器各灰斗排灰用倉泵輸入灰?guī)?。輸送量?00t/h范圍,輸送距離450~1000m,已廣泛應(yīng)用。彎頭應(yīng)采用耐磨材料,曲率半徑不宜小于管徑10倍。沿線應(yīng)設(shè)吹通管。
4袋式除塵自動檢測與控制
4.1袋式除塵系統(tǒng)的自動檢測
在空氣預(yù)熱器出口、袋式除塵器進(jìn)出口、除塵器灰斗、引風(fēng)機(jī)出口應(yīng)設(shè)置鉑熱電阻,并形成遠(yuǎn)傳顯示。
在空氣預(yù)熱出口、袋式除塵器進(jìn)出口應(yīng)設(shè)置煙氣靜壓測點,并形成遠(yuǎn)顯示;袋式除塵器進(jìn)出口壓差顯示;脈沖噴吹氣包壓力顯示。在除塵器出口應(yīng)設(shè)置流量連續(xù)測定裝置并顯示。所有電、氣動閥門啟閉狀態(tài)顯示;脈沖閥工作閥號顯示?;叶窇?yīng)設(shè)高低料位顯示。
4.2袋式除塵系統(tǒng)自動控制與聯(lián)鎖
能實現(xiàn)袋式除塵器定時(或定壓)清灰,壓差清灰上限值應(yīng)可調(diào),脈沖時間和周期可調(diào),定時清灰時間設(shè)定可調(diào)。過濾阻力控制和基本構(gòu)思是使累積脈沖次數(shù)減少到最小,以提高濾袋壽命,并保持必要的處理風(fēng)量和合理壓降。在煙氣量調(diào)節(jié)變化較大時。阻力控制應(yīng)能體現(xiàn)對粉塵層的控制。袋式除塵器進(jìn)出口溫度過高或過低、灰斗溫度過高時應(yīng)能實施聲光報警,并自動切換旁路運行。當(dāng)壓氣氣包壓力過高或過低,當(dāng)除塵器阻力出現(xiàn)異常時(如高于高定值)均應(yīng)報警。當(dāng)灰斗料位過高時應(yīng)聲光報警,人工手動發(fā)出卸灰指令;當(dāng)料位低于低料計位,自動停止卸灰。引風(fēng)機(jī)停機(jī)運時,首先打開旁路切換閥,然后除塵器各單元進(jìn)出口閥門關(guān)閉。當(dāng)引風(fēng)機(jī)開度變小時,流量小于額定值50%,可人工手動關(guān)閉部分除塵單元。除塵器灰斗的卸灰閥不得二個以上同時啟動運行。輸灰系統(tǒng)不啟動,灰斗卸灰不得啟動。卸灰閥不啟動,灰斗振動器不得工作。
4.3其它要求
電器防護(hù)等級不低于IP44。所有電器設(shè)備應(yīng)具有自動、手動、就地和遠(yuǎn)程控制動能。除塵控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置模擬盤。
5袋式除塵系統(tǒng)的運行
5.1袋式除塵器正式投運之前,冷態(tài)下在管道內(nèi)噴入一定量飛灰或生石灰,使濾袋(特別是新濾袋)預(yù)覆塵是必要的。
5.2鍋爐點前一般要對爐膛、煙道通風(fēng)清掃,清除積存可燃物質(zhì),清掃通風(fēng)時間一般為5~10min,通風(fēng)量為額定工況下的25%。另外,還要對一次風(fēng)管進(jìn)行吹掃,每根吹掃時間約2~3min。在清掃過程中,可使用袋式除塵器,不使用旁通。過程完成后,應(yīng)切換到旁路狀態(tài)。
5.3對于煤粉鍋爐,正常運行時,系統(tǒng)一般不會發(fā)生低溫硫酸腐蝕,但是在啟動(或停運)過程中,燃油或用油助燃,油的含硫量一般較大(柴油或重油)會使煙氣酸露點大幅度升高,并且,燃料燃燒時間長,排煙溫度相應(yīng)也低,從而引起結(jié)露和腐蝕。因燃油不完全燃燒,或煤的揮發(fā)物中存在焦油,也可能會造成糊袋。這些未燃盡的可燃物質(zhì)進(jìn)入煙道,當(dāng)溫度和含氧量達(dá)到適當(dāng)條件時,也有可以發(fā)生再燃燒事故。因此,在鍋爐點火,投燃油燃燒時應(yīng)使用旁路。
5.4投入煤粉燃燒,逐漸停止燃油,燃燒穩(wěn)定后,通過切換,袋式除塵器投運。
5.5鍋爐停運過程中有減煤粉、投油助燃、全燃油及熄火幾個過程。在整個停爐過程中,鍋爐負(fù)荷及蒸汽參數(shù)是按熱機(jī)的要求進(jìn)行控制的。對于煤粉爐,在減弱燃燒的同時可投入油槍,以防止滅火和爆燃。因此,停爐過程中可使用旁路,隔離袋式除塵器。鍋爐停爐熄滅后,除塵系統(tǒng)仍需開啟5~10min,用于通風(fēng)掃除可燃物質(zhì)。
5.6停爐18h后,啟動除塵系統(tǒng)進(jìn)行爐體冷卻,該過程將使用袋式除塵器,不使用旁路。
5.7當(dāng)布袋整機(jī)或部分單元短期停止后,希望表面仍保留一層灰餅。在啟動時保護(hù)濾布。潮解能使濾袋上的灰結(jié)塊,灰層較厚,可在溫度恢復(fù)后進(jìn)行清灰。如果長期停止使用,則必須將濾袋上的存灰進(jìn)行清灰,用灰斗排空。打開檢修門,引入新鮮空氣,置換袋室煙氣,以免濾袋和金屬腐蝕。
5.8鍋爐降低負(fù)荷運行是常見的現(xiàn)象。在不投油助燃的最低負(fù)荷可是額定負(fù)荷的30~70%,相應(yīng)的系統(tǒng)風(fēng)量也將減少,該狀態(tài)可使用(或部分單元使用)袋式除塵器,不使用旁路。
5.9事故狀態(tài)。鍋爐事故有多種形式。當(dāng)屬于“四管”爆破等事故而導(dǎo)致停爐時。為抽去爐中水蒸汽和維護(hù)爐內(nèi)負(fù)壓,仍需引風(fēng)機(jī)低風(fēng)量繼續(xù)運行,該時應(yīng)使用旁路,隔離布袋;當(dāng)發(fā)生爐膛滅火或煙道內(nèi)再燃燒事故,應(yīng)立即停運除塵系統(tǒng),關(guān)閉引風(fēng)機(jī)入口閥門,同時切換到旁路,隔離袋式除塵器。
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