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布袋除尘器及在燃煤机组除尘器改造中的应用

2019-06-19 02:56:41

燃煤锅炉排放的烟尘是我国火电厂三大 烟气污染物之一。20世纪70年代,我国燃煤机组以水膜、机械除尘为主,平均除尘效率只有70%。自80年代以来,经过20多年的建设,电除尘器逐步成为主要的除尘设备,除尘效率大幅提高,烟尘排放得到了较好的控制。但是随着经济高速发展,电力需求大幅增加,燃煤供应紧张,以及电力用煤低硫化,使一些电除尘器难以保持设计效率,烟尘排放浓度有所增加。而,2003年《火电厂大气污染物排放标准》重新修订,对电厂烟尘排放提出高要求。采取何种除尘手段控制烟尘排放量,以适应2003新标准的要求,是燃煤电厂面临的新课题,布袋除尘器也就成为一些电厂新的选择。

布袋除尘器是一种纯机械式除尘装置,由箱体、导流装置、滤元、清灰装置、控制系统等组成。滤元采用纤维织物制成布袋,通过对烟尘的筛分、惯性碰撞、拦截、扩散、静电吸附等作用,捕集烟尘,过滤烟气,达到除尘的作用。

20世纪80年代,我国在一些机组上试用布袋除尘器。当时由于布袋除尘器整体水平相对落后,一些进口布袋除尘器的设计也不完全适合国内机组状况,而且一些部件质量不佳,加上运行经验不足,出现了“烧袋”、“漏袋”、“卡煞”和“清灰不良”等现象,这些项目之后都陆续下马。现在尽管布袋除尘器在美、欧、澳等大量使用,但在国内的使用也仅在近5年中。国内已在200MW燃煤机组上得到成功应用。

布袋除尘器的特征

与电除尘器相比,布袋除尘器有以下特征:

(1)除尘效率高且稳定。通过布袋的机械阻隔,不仅能有效除去微米级颗粒,而且粉尘颗粒的堆积能使布袋对亚微米级粉尘也有较好的捕集率,除尘效率很高,通常能达到99.9%以上,排放浓度能控制在30mg/m3以下,而且不受进口浓度变化的影响,可保持效率的稳定,能够符合严格的排放标准。

(2)机械式除尘方式,设备简单,易运行,维护量少且方便。布袋除尘器的各个组成部件在运行中,除了清灰装置采用回转式时有转动机构外,其余均为固定部件,因此故障率较低,维护量较少。易出现的故障主要有布袋泄漏、脉冲阀不动作等,通常采用品质较好的进口部件。但换布袋需要一定的费用。

(3)占地面积相对较小。据资料介绍,德国鲁奇产品在处理国内200MW机组时,每10万m3/h烟气量占地约为28m2,与三电场电除尘器相当,比四电场或五电场电除尘器小。即可用较少的设备占地达到相同的除尘效率。

(4)运行阻力较大。电除尘器的运行阻力通常为200~300Pa,但是布袋除尘的方式,使除尘器的阻力达到1000~1500Pa,甚至高。由于阻力较大,配套高压头的引风机,对于改造机组要同时考虑引风机的增容。

布袋除尘器的选用

国内电力用布袋除尘器,不论在系统设计、滤料、零部件选用和供应,还是运行经验等,各方面均有所不足。因此,是否采用布袋除尘,各项参数的选用如何适应国内的烟气、煤质状况,对于除尘器的正常运行至关重要。

近年来电力供应大幅增加导致电煤紧张,煤源混杂,电厂不能有效控制煤质,以及为控制SO2排放量而燃烧低硫煤,使灰的品质偏离原有设计目标。灰品质的变化使粉尘比电阻升高,除尘器进口浓度增加,灰的电除尘特性变差,除尘效率下降而排放浓度增加。

在标准趋严,若继续采用多电场电除尘的对策,煤的来源及品质、灰的电除尘特性是重点考虑的因素。对于那些灰的比电阻偏高、电除尘性能不佳的煤,布袋除尘器以其稳定,比电除尘器能适应煤质变化,能成为这些机组的较佳选择。

布袋除尘器的设计及选择

布袋除尘器设计主要是选择好清灰方式、气布比和滤料。

先要确定清灰方式。现有清灰方式主要分为机械振动型、烟气反吹型和脉冲喷吹型3种,脉冲喷吹还分为高压脉冲和低压脉冲,喷吹压力分别在0.4~0.6MPa及0.1~0.2MPa。脉冲喷吹是现有大型布袋除尘器的主流方式和发展趋势,具有喷吹效果好、设备运行可靠、除尘效率高、阻力小等优点。旋转脉冲喷吹以脉冲阀数量少,运行可靠,因脉冲阀故障而影响清灰、除尘的概率低为优点,是近年来大量使用的方式,但其缺点是旋转机构复杂,安装要求高,有一定的磨损,要定期维护。采用净化烟气喷吹也是较好的选择,因不用空压机或罗茨风机,运行电耗降低,而喷吹烟气含氧量明显低于压缩空气,有利于滤料使用寿命。

气布比即指单位面积滤料处理的烟气量,主要由粉尘粒径组成、烟气湿度和烟气含尘浓度确定,清灰方式、滤料对其也有所影响。其取值影响到除尘器的造价、滤料使用寿命、清灰频次、运行阻力等。澳洲的气布比通常为1.08~1.32m/min;内蒙丰泰脉冲反吹的为1.13m/min,内蒙丰镇烟气反吹的为0.83~0.91m/minx滤料选择是布袋除尘器设计中重要的一环,直接与除尘效果有关。滤料由合成纤维、玻璃纤维等织成,根据需要把滤布缝成圆筒或扁平形滤袋。所用滤料要适应锅炉烟气条件及组分,并要适应一定的条件,如烟温、氧量等。

滤料要具有耐腐蚀性和耐久性。其中耐温性是关键,要适应烟气温度,适应温度场各点的变化。耐氧化性也要关注,如PP较易氧化,Ryton较好,PTEE较佳,但价格也很高。国内用的较多的是PPS,耐温可达190℃,耐腐蚀性好,但是当含氧量大于15%后,耐氧化性较差。

滤料的选择还要适应清灰方式,选用低压脉冲时滤布重量为400~450g/m2,透气率为150~250L/dm2·min。

布袋除尘器在国外电力锅炉上有成功的应用,国内从2001年开始引进技术在200MW燃煤机组上使用,成功应用至今。同时,电力使用的国产布袋除尘器也有了一定的发展。从不断严格的排放标准来看,布袋除尘器将是今后的发展趋势。随着设计、安装、运行经验的不断积累和改善,布袋除尘器将适应国内电力锅炉的烟气状况,必将获得成功应用。


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