【來訊】電袋復(fù)合除塵器實(shí)現(xiàn)超低排放的設(shè)計(jì)探討
2019-08-1316:53:12
隨著我國(guó)大氣污染形式的日益嚴(yán)峻，環(huán)保部與質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)于2012年1月1日開始執(zhí)行，新建火電廠煙氣含塵排放濃度執(zhí)行30mg/m3標(biāo)準(zhǔn)，地區(qū)執(zhí)行20mg/m3標(biāo)準(zhǔn)。近兩年，一些省市甚至提出超低排放概念，即燃煤電廠排放需達(dá)到燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)，因此要求除塵器的出口煙氣含塵排放濃度在10mg/m3以下，有的甚至在5mg/m3以下。要達(dá)到上述排放要求，除塵器本體設(shè)計(jì)的優(yōu)化、安裝質(zhì)量的把控顯得尤為重要。
(轉(zhuǎn)載自“柚動(dòng)在線”)
2 電袋復(fù)合除塵器本體設(shè)計(jì)優(yōu)化
嚴(yán)苛的排放要求，給電袋復(fù)合除塵器的設(shè)計(jì)帶來了不小的挑戰(zhàn)，尤其是在濾料的選擇、過濾風(fēng)速的確定以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化等方面尤為突出。
2.1 濾料選擇
濾袋是電袋復(fù)合除塵器的核心部件之一。為了使電袋復(fù)合除塵器能除塵，濾料的選擇至關(guān)重要。濾料粉塵泄漏則直接影響電袋復(fù)合除塵器的除塵效率，而造成濾料粉塵泄漏有幾個(gè)方面的原因，首先為濾袋本身原因：如過濾精度不高、中縫縫線處的針孔過大;其次為機(jī)械安裝原因：花板與殼體焊接密封性不好、旁路風(fēng)門關(guān)閉不嚴(yán)等。因此要達(dá)到低排放首先應(yīng)把握好濾袋的制作質(zhì)量問題。菲達(dá)公司對(duì)幾個(gè)低排放的電袋復(fù)合除塵器典型案例的使用濾料進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其結(jié)果如下表1：
表1中可以看出，在設(shè)計(jì)排放要求遠(yuǎn)高于目前的環(huán)保要求的情況下，針刺濾料未經(jīng)過處理，仍可達(dá)到小于10 mg/Nm3以下的排放濃度，這說明針刺氈濾料本身具有好的過濾精度。根據(jù)菲達(dá)公司對(duì)濾料檢測(cè)的存檔數(shù)據(jù)顯示，在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，以上濾料老化后煙塵排放濃度均小于0.5 mg/Nm3。
表1中幾個(gè)項(xiàng)目的濾袋在縫線處均未進(jìn)行涂膠處理，而濾袋縫線處的針孔對(duì)排放有較大影響，我公司對(duì)不同濾袋生產(chǎn)廠家的濾料樣品按VDI3926標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了過濾性能測(cè)試，結(jié)果顯示，當(dāng)縫線處的針孔處理較好時(shí)，濾料本身的過濾精度沒有太大的變化;但當(dāng)縫線處的針孔處理不好形成較大的針眼時(shí)，排放濃度從濾料本身的0.27mg/m3增大到62.7 mg/m3。濾袋縫線處針孔如圖1所示。
圖1 濾袋縫線處針孔
因此，要達(dá)到低排放，首先應(yīng)選擇的濾料，并對(duì)濾袋的縫線好進(jìn)行涂膠處理，以針孔造成粉塵泄漏的隱患。
2.2 過濾風(fēng)速的選擇
過濾風(fēng)速是電袋復(fù)合除塵器的一個(gè)重要參數(shù)。過濾風(fēng)速越大，粉塵越易穿過濾袋，導(dǎo)致粉塵排放增加，同時(shí)過濾風(fēng)速的增加，會(huì)使清灰頻率增加，這也會(huì)導(dǎo)致粉塵排放增加。雖然過濾風(fēng)速的取值越低對(duì)除塵器越有利，但也會(huì)增加除塵器投資及以后的換袋成本，降低設(shè)備的性價(jià)比。建議當(dāng)出口排放要求小于10mg/Nm3時(shí)，過濾風(fēng)速小于1.05m/min;當(dāng)出口排放要求小于5mg/Nm3時(shí)，過濾風(fēng)速小于1.0m/min。
2.3 電場(chǎng)設(shè)置
對(duì)于電袋復(fù)合除塵器來說，煙塵排放濃度主要靠后級(jí)布袋來。從理論上講，袋式除塵器可以理解為“恒定排放”的除塵器，即濃度的高低與出口排放無多大關(guān)系，根據(jù)菲達(dá)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，袋式除塵器排放濃度的增加與清灰頻率的增加有直接聯(lián)系，但在濾袋有良好過濾性能的前提下，清灰頻率的影響也是不大的。本文調(diào)研分析了9個(gè)電袋復(fù)合除塵器項(xiàng)目的相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表2。
從表2可以看出，電袋復(fù)合除塵器的布袋區(qū)的入口粉塵濃度與出口排放濃度關(guān)系不大，如天津陳塘熱電廠，為半干法后的電袋復(fù)合除塵器，布袋區(qū)入口達(dá)100 g/Nm3，但出口排放濃度仍小于5mg/Nm3;印度電廠的幾臺(tái)135MW機(jī)組，在同樣的工況條件下，選擇了同樣的設(shè)計(jì)參數(shù)，同樣的濾料，但出口排放低至2.48mg/Nm3，高至18.58 mg/Nm3。分析排放較高的幾臺(tái)除塵器，其主要原因是由于在安裝過程中，凈氣側(cè)與塵氣側(cè)的花板焊接存在泄漏點(diǎn)。
電袋復(fù)合除塵器的電場(chǎng)數(shù)設(shè)置，其主要作用是降低袋區(qū)的入口濃度以降低設(shè)備阻力以有利于節(jié)能降耗、降低清灰頻率、降低當(dāng)設(shè)備存在泄漏點(diǎn)時(shí)的出口煙塵排放濃度。為了增加電袋復(fù)合除塵器的性，建議采用二個(gè)電場(chǎng)設(shè)置，從節(jié)能降耗方面考慮，比集塵面積無須設(shè)置過高，按30m2/(m3/s)左右就可以滿足。
2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化
要實(shí)現(xiàn)低排放，除了選擇高過濾精度的濾料、合適的過濾風(fēng)速外，除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化亦相當(dāng)重要，應(yīng)盡量減少破袋的發(fā)生。
2.4.1 氣流分布技術(shù)優(yōu)化
電袋復(fù)合除塵器由靜電除塵區(qū)域和過濾除塵區(qū)域構(gòu)成。氣流分布設(shè)計(jì)是電袋復(fù)合除塵器中的關(guān)鍵技術(shù)。在靜電除塵區(qū)域，要求氣流盡可能的呈水平流動(dòng)，合理的流速及氣流均勻性是靜電除塵的重要因素之一。煙氣在經(jīng)過靜電除塵區(qū)域后進(jìn)入過濾除塵區(qū)域，過濾除塵區(qū)域由上下兩部分組成，上部分是間隔布置的濾袋，下部分是煙氣流通的通道。一部分氣流水平進(jìn)入上部，其余部分氣流則繞過袋底進(jìn)入煙道：如果氣流速度在水平方向的分量過大，則勢(shì)對(duì)濾袋形成沖刷，導(dǎo)致濾袋磨損，壽命變短;而如果氣流速度在垂直方向的分量過大，則氣流上升速度過大導(dǎo)致清灰時(shí)從濾袋表面脫落的粉塵沉降困難，產(chǎn)生粉塵不會(huì)沉降而被濾袋重新吸附的“二次吸附”現(xiàn)象，造成清灰困難，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致整臺(tái)電袋復(fù)合除塵器失效。特別是對(duì)200MW及以上機(jī)組的電袋復(fù)合除塵器，其集塵高度通常在15m左右，而濾袋的長(zhǎng)度一般為8.5m左右，采用常規(guī)布置方式，就會(huì)在過濾區(qū)產(chǎn)生很大的無效空間，既浪費(fèi)材料，也影響前級(jí)電除塵器的氣流分布均勻性。
因此在過濾區(qū)采用菲達(dá)發(fā)明的電袋復(fù)合除塵器氣流分布技術(shù)----錯(cuò)層布置方式，既可以提高電除塵區(qū)的除塵效率，減少袋除塵區(qū)的粉塵二次吸附，又可以高速氣流對(duì)濾袋的沖刷作用，實(shí)現(xiàn)除塵器的低阻、長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
2.4.2 旁路煙道的優(yōu)化
對(duì)于要求超低排放的電袋復(fù)合除塵器，旁路風(fēng)門是排放超標(biāo)的一個(gè)隱患，若安裝不當(dāng)或制作不平整，很容易造成粉塵的泄漏。設(shè)置旁路煙道的初設(shè)本意是希望在點(diǎn)爐或鍋爐發(fā)生故障時(shí)旁通含油、高溫或高濕煙氣，保護(hù)濾袋。但在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于環(huán)保要求的提高，相當(dāng)多的項(xiàng)目已取消旁路系統(tǒng)，只要做好預(yù)涂層等防護(hù)措施，達(dá)到30000小時(shí)的濾袋壽命是沒有問題。因此，建議取消旁路系統(tǒng)。
3 安裝質(zhì)量的把控
從數(shù)十年除塵器應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來看，其安裝質(zhì)量直接決定設(shè)備性能和運(yùn)行，要實(shí)現(xiàn)電除塵器的設(shè)計(jì)意圖，是除塵器達(dá)到預(yù)定的除塵效果，除了有優(yōu)良的設(shè)計(jì)，良好的制作等外，還有一套嚴(yán)格的安裝調(diào)試規(guī)范和程序，除塵器整體性能的實(shí)現(xiàn)。后期的檢測(cè)試驗(yàn)對(duì)電袋復(fù)合除塵器尤為重要，比如只要花板上有一處漏焊，就會(huì)引起排放濃度超標(biāo)。因此，在安裝過程中留有足夠的時(shí)間對(duì)除塵器進(jìn)行熒光粉檢漏試驗(yàn)，認(rèn)真、仔細(xì)地檢查花板的每一條焊縫，特別是與殼體的立柱、橫梁的角落部位，很容易漏焊，應(yīng)關(guān)注。
4 小結(jié)
為使電袋復(fù)合除塵器到達(dá)超低排放的要求，本文通過實(shí)際工程案例，以電袋復(fù)合除塵器本體設(shè)計(jì)優(yōu)化和安裝質(zhì)量把控兩方面分別進(jìn)行闡述，得出以下結(jié)論：
1) 雖然濾料本身的過濾精度較高，但濾袋縫線的針孔會(huì)影響出口的排放濃度，建議對(duì)針孔進(jìn)行涂膠處理，并應(yīng)注意涂膠質(zhì)量。
2) 重視電袋復(fù)合除塵器本體的安裝質(zhì)量，安裝質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)除塵器的超低排放。
