徑流式除塵器+液柱塔超低排放改造應(yīng)用【圖】
2019-08-0915:57:08
闡述了徑流式除塵器+液柱塔超低排放改造方案、工作原理及技術(shù)優(yōu)點，以某電廠200MW機組為實例，通過對改造后徑流式除塵器阻力和出口粉塵濃度的測試和分析，提出了徑流式除塵器+液柱塔工藝作為電廠超低排放改造的方案。
20世紀(jì)70年代干式電除塵器開始在電廠應(yīng)用，20世紀(jì)90年代逐步普及，平均效率由1985年的906%提升到目前的大于。除塵器在進行高頻電源、電袋復(fù)合除塵器、徑流式除塵改造后，許多干式電除塵器出口煙塵含量已達(dá)到GB13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求(20mg/Nm3)。2005年以來，我國燃煤電廠煙氣脫硫裝置發(fā)展，其中應(yīng)用為廣泛的是濕法石灰石—石膏法，該方法在脫硫的同時可以進一步脫除煙塵，一些電廠脫硫出口煙塵能達(dá)到10mg/Nm3。
目前，電廠廣泛使用的靜電除塵器(簡稱ESP)存在3個方面的技術(shù)難題。，對細(xì)微顆粒物的捕集效率低，由于表面積很小的細(xì)微顆粒物主要通過擴散來獲得電荷量，在電場中受到的電場力很小，容易被引風(fēng)吹走而不被陽板捕集；，依靠振打擊落粉塵，容易產(chǎn)生嚴(yán)重的二次揚塵，使粉塵排放濃度增加；第三，高比電阻的粉塵容易引起反電暈現(xiàn)象，造成除塵效率降低。而徑流式除塵器可以很好解決以上技術(shù)難題，受到越來越多電廠的青睞。
1工作原理
在當(dāng)前嚴(yán)峻的環(huán)保形勢下，徑流式電除塵+液柱塔工藝應(yīng)運而生。其中徑流式除塵器是在傳統(tǒng)靜電除塵技術(shù)上的一次革新，是當(dāng)前的粉塵超低排放控制技術(shù)。
徑流式電除塵技術(shù)的基本原理是將收塵陽板垂直于氣流方向布置，使電場力的方向與電風(fēng)作用力的方向在同一水平線上，使粉塵顆粒在電風(fēng)與電場力的作用下，在陽板上完成捕集。其結(jié)構(gòu)特點是：陰陽均采用橫向布置，如圖1所示。
徑流式除塵器陽板細(xì)微粉塵收集能力，對粉塵具有物理攔截作用，能適應(yīng)較高的比電阻工況，減少收塵數(shù)量，運行電壓高于常規(guī)陽板。收塵區(qū)與清塵區(qū)分開，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2徑流式除塵器收塵結(jié)構(gòu)
在徑流式除塵器后面布置液柱塔，可以對SO2進行去除，實現(xiàn)SO2排放濃度<35mg/Nm3，另外由于液柱塔的漿液覆蓋率高，可以實現(xiàn)對粉塵二次洗滌，與除霧器配合使用，可實現(xiàn)對粉塵的二次去除，除塵效率在70%左右，液柱塔結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3液柱塔結(jié)構(gòu)
2工業(yè)應(yīng)用
某電廠7號爐(200MW)燃煤供熱機組配有1臺干式、臥式、板式四室四電場高壓靜電除塵器，吸風(fēng)機后煙道采用干法脫硫系統(tǒng)，改造前脫硫煙塵指標(biāo)為180mg/m3，無法達(dá)到DB13/2209—2015《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求(10mg/m3)。結(jié)合該廠實際，該電廠7號機組決定采用在原有四級電場除塵器基礎(chǔ)上后增加徑流式除塵器，同時對前電場電源進行改造。吸風(fēng)機后干法煙氣脫硫系統(tǒng)拆除，采用上海中芬環(huán)保有限公司設(shè)計的“U”型液柱噴淋塔。采用徑流式除塵器+液柱塔工藝，實現(xiàn)7號機組粉塵和SO2超低排放。
3設(shè)計參數(shù)與系統(tǒng)
3.1設(shè)計參數(shù)
針對該機組的設(shè)計煤種，根據(jù)合理分配負(fù)荷的設(shè)計原則，對前四級除塵器和徑流式除塵器進行設(shè)計，除塵器和徑流式除塵器的設(shè)計參數(shù)見表1。
表1前四級除塵器與徑流式除塵器主要設(shè)計參數(shù)
3.2系統(tǒng)構(gòu)成
本體部分：殼體、放電、泡沫金屬旋轉(zhuǎn)陽板、框架鋼梁、灰斗、進出口煙箱等。
吹掃部分：蒸汽吹掃組件、壓縮空氣吹掃組件。
控制系統(tǒng)：低壓控制系統(tǒng)、高壓控制系統(tǒng)。
3.3系統(tǒng)特點
3.3.1采用新型陽板
新型陽板采用多孔金屬材料，制成1000mm×1000mm×20mm的收塵板。多孔金屬材料和新型陽板實物如圖4所示。
新型陽板通孔率可達(dá)以上，幾乎全通透結(jié)構(gòu)，壓降小，流量大；比表面積大，在相同通孔率下，與其他多孔材料相比有著較大比表面積，達(dá)1m2/g以上；孔徑<4mm，加上粉塵顆粒徑流運動，其電場強度遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)除塵形式，易收集細(xì)小粉塵顆粒。
3.3.2采用清塵區(qū)與收塵區(qū)分開設(shè)計
傳統(tǒng)的電除塵器其收塵區(qū)和清塵區(qū)未分開，在清灰過程中，部分已收集的粉塵重新返回到氣流中，逸出電除塵器，致使粉塵排放增加，在電除塵器出口的粉塵中，約有20%是由清灰過程中的二次揚塵造成的。徑流式除塵器采用旋轉(zhuǎn)電，旋轉(zhuǎn)電電場中的旋轉(zhuǎn)陽板始終保持干凈，不會產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，對煤種變化的敏感性減小。旋轉(zhuǎn)電帶動陽板在集塵區(qū)與清塵區(qū)之間運動，大限度減小二次揚塵。
圖4多孔金屬材料和新型陽板
4運行效果
4.1阻力測試
徑流式除塵器吹灰采用壓差控制，當(dāng)徑流式除塵的壓差達(dá)到150Pa時，吹灰裝置啟動運行，開始吹掃清灰。各通道吹灰1h后，停止運行，壓差數(shù)據(jù)見表2。
表2徑流式除塵器吹掃后壓差
從表2中可看出，徑流式除塵器可以保持較低運行阻力，平均運行阻力為110~120Pa。
4.2除塵效果
2014年12月，對7號機組徑流式除塵器出口和液柱塔出口粉塵濃度進行測試，粉塵濃度見表3。
表3徑流式除塵器出口與液柱塔出口粉塵濃度對比
通過表3可以看出，徑流除塵器出口濃度<1824mg/Nm3，液柱塔出口<65mg/Nm3，符合超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求。自2014年投入使用以來，徑流式除塵器運行穩(wěn)定并維持除塵。徑流式除塵器+液柱塔工藝出口粉塵濃度運行2年內(nèi)<10mg/Nm3，取得了很好的效果。徑流式除塵器+液柱塔工藝在該電廠改造中取得較好的應(yīng)用效果。
5存在問題及對策
5.1存在問題
a.除塵器排灰方式。徑流式除塵器是將除塵器收集下來的細(xì)粉塵通過收塵風(fēng)機抽入電除塵器入口，重新進行收集，該工藝增加前級電場負(fù)荷。
b.部分陽板密封條脫落。陽板密封條采用螺栓固定，部分螺栓由于未安裝牢固，運行過程中松動，造成部分陽板密封條脫落。
c.部分瓷瓶內(nèi)壁結(jié)垢，電場絕緣等級降低，二次電壓達(dá)不到設(shè)計值，降低了徑流式除塵器收塵能力。
5.2解決措施
a.改變原設(shè)計排灰方式。將徑流式除塵器收塵風(fēng)機出口接入小型布袋除塵器進行收塵，然后通過水排灰將粉塵排走。
b.嚴(yán)格控制安裝工藝，將密封條固定螺栓安裝牢固。
c.在瓷瓶內(nèi)增加壓縮空氣吹掃裝置，對瓷瓶內(nèi)壁進行間斷性吹掃，防止瓷瓶內(nèi)壁結(jié)垢。
6結(jié)論
a.徑流式除塵器+液柱塔工藝可穩(wěn)定除塵。該工藝采用電除塵+水利覆蓋除塵為一體的除塵機制，提高了除塵效率。7號機組采用此工藝以來，達(dá)到了徑流除塵器出口粉塵濃度<1824mg/Nm3，液柱塔出口粉塵濃度達(dá)到<10mg/Nm3的超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
b.徑流式除塵器運行平均阻力為110~120Pa，比同除塵能力的布袋除塵器阻力500Pa低400Pa左右，采用該除塵脫硫工藝降低了風(fēng)煙系統(tǒng)阻力，降低了吸風(fēng)機電耗和廠用電率。
c.徑流式除塵器+液柱塔工藝具有廣闊的市場前景，該工藝不僅可以應(yīng)用于新建電廠，而且可地應(yīng)用于現(xiàn)有電廠的電除塵器系統(tǒng)改造，利用現(xiàn)有電廠的電除塵器一個電場改造為徑流式除塵器，無需額外占地和空間；另外，徑流式除塵器陽材料可以循環(huán)利用，不產(chǎn)生二次污染。因此，徑流式除塵器+液柱塔工藝可作為電廠超低排放改造的方案。
