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          我國燃煤電廠布袋除塵器的除塵現狀

          文章作者:環保設備   發布時間:2019-04-15
          目前,我國燃煤電廠采用的除塵設備仍以電除塵器為主。電除塵器是利用粉塵顆粒在電場中荷電并在電場力作用下向收塵極運動的原理實現煙氣凈化的,其除塵效率受到設計水平、鍋爐運行狀祝、燃煤煤種、粉塵的物理、化學性能等多種因素的影響。
          1引言
          目前,我國燃煤電廠采用的除塵設備仍以電除塵器為主。電除塵器是利用粉塵顆粒在電場中荷電并在電場力作用下向收塵極運動的原理實現煙氣凈化的,其除塵效率受到設計水平、鍋爐運行狀祝、燃煤煤種、粉塵的物理、化學性能等多種因素的影響。
          由于煤種多樣性,加之運行維護等方面的原因,現役電除塵器大多難達到設計效率。近年來,隨著我國環保標準的進一步提高,對煙塵的排放要求和二氧 化硫的控制力度不斷加大,燃煤電廠改用低硫煤或采用煙氣脫硫裝置以及采用循環流化床鍋爐等措施,致使飛灰比電阻增加,電除塵器的除塵效率急劇下降,很難達到新的排放標準要求,需進行改造。為降低除塵器的改造成本、減少投資和運行維護費用,分析造成電除塵器效率低的原因,提出改造方案并對其進行研究和技術經濟比較,選擇效率高、投資少的改造方案是十分的。
          1.1除塵現狀
          世界上的工業發達的燃煤電廠在20世紀50年代以使用電除塵器為主,從70年代開始將布袋除塵器應用于燃煤電廠的煙氣凈化,迄今已基本走完用布袋除塵器取代和改造高壓靜電除塵器和其他除塵器的歷程。一方面由于對環境保護的要求愈來愈嚴,不但提高了煙塵的排放標準,而且加強了對排放硫氧 化物的控制。許多發電廠為了達到標準,使用低硫煤,其結果是減少了硫的排放,但同時卻提高了煙塵的比電阻,因此降低了電除塵器的效率。袋式除塵器不受煙塵比電阻的影響,而且去除亞微米級顆粒物的能力比電除塵器還好。另一方面由于傳統的高壓靜電除塵器對顆粒及其前驅體的控制效果較差,而且在高溫運行過程中,還會導致前驅體合成新的強毒性物反如二惡英等)。而布袋除塵器在除塵的同時,具有脫硫及去除其他有害氣體的作用。因此,美國、日本、德國、加拿大、澳大利亞等紛紛將燃煤電廠電除塵改為布袋除塵,以達到更加嚴格的控制目標。針對大型燃煤鍋爐電站煙氣粉塵凈化,已經形成比較成熟的布袋除塵工藝路線和保護措施。
          1.2國內除塵現狀及存在的問題
          電除塵器作為除塵設備自上世紀80年代初引入我國電力行業后,在短短的二十幾年時間里得到了廣泛的應用。在新建、改擴建燃煤電廠中,除機組采用濾袋式除塵器外,其余全部采用電除塵器。上世紀90年代后裝機容量每年都在大幅度增加,但煙塵排放總量基本維持不變,這主要是由于電除塵器在控制和減少燃煤電廠煙塵排放中起到了重要的作用。與此同時,電力行業在電除塵器的安裝、調試運行、維護檢修和管理等各方面也積累了大量的寶貴經驗,這是維系其運行和降低煙塵排放的根本保證。但由于電除塵器制造廠家的設計理念、理論水平和積累經驗的差異,制造、生產中工藝水平的差異,安裝質量的差異,運行、維護和管理的差異等原因造成部分電除塵器不能發揮應有的作用。
          與電除塵器相比,袋式除塵器有很多優點。l)袋式除塵器對捕集細粉塵更,除塵效率比電除塵器更高,一般可達以上,排放煙塵濃度小于50mg/m³,甚至可達10mg/m³以下。2)布袋除塵器在處理高含塵濃度的煙氣時仍具有很高的除塵效率。3)袋式除塵器不受煙氣成分、含塵濃度、顆粒分散度、比電阻等粉塵性質的影響,鍋爐負荷的變化、煙氣量的波動對袋式除塵器的影響也很小。4)袋式除塵器結構比較簡單,操作維護方便,主要的清灰過程均可由程序控制自動完成,從而大大降低運行和維護成本。5)袋式除塵器在運行過程中不會產生附帶的二次污染。
          電除塵器改造為袋式除塵器時,改造工作可在不改變原有電除塵器土建部分及混凝土框架的基礎上進行,拆除原靜電除塵器的部分構件:陰陽極構件及槽板、高壓變壓器及進線和絕緣裝置等,保留原靜電除塵器的外殼、煙道、輸灰系統、進門煙箱等,在其殼體內布置布袋及脈沖清灰系統,在原靜電除塵器的外殼頂部增設凈氣室。
          2.改造為靜電袋式復合除塵器
          靜電袋式復合除塵器是一種新型的除塵裝置,它是靜電除塵器和袋式除塵器的有機結合,充分發揮了兩種除塵器各自的優點。同常規靜電除塵器、布袋除塵器相比,靜電布袋復合除塵器具有很多優點:(l)機理科學,技術可靠。常規靜電除塵器除去煙氣中80%一90%的粉塵通常只需要電場即可實現,其它的幾個電場用來除去剩下的10%~20%的粉塵。復合除塵器充分利用了靜電除塵器的這一特性,又發揮了布袋除塵器性能穩定、除塵效率高的特點。2)除塵效率不受粉塵特性影響,效率穩定,適應性強。
          常規靜電除塵器的除塵效率受煤種、鍋爐負荷和工祝、粉塵比電阻等諸多因素的影響,造成穩定性差甚至不能正常工作。復合除塵器能發揮布袋單元對煤種適應范圍廣泛、受鍋爐負荷變化及煙氣量波動影響小、不受粉塵比電阻的影響等特性,使整體除塵效率穩定可靠。(3)結構緊湊。與布袋除塵器相比,靜電單元除去了大部分的粉塵,大幅降低了濾袋負荷,因而可以選擇較高的過濾風速,所需濾袋數量少,結構緊湊,占地面積減少。同時,可以選擇較大的濾袋間距,解決了脈沖布袋除塵器因濾袋較密而在清灰時引起二次揚塵和再收集問題。(4)壓降小,濾袋壽命長(5)對微細粉塵分級除塵效率高。靜電布袋復合除塵的除塵效率能達99.9%以上。(6)除塵費用低。在初投資上,靜電除塵單元只設電場,可以避免靜電除塵器高昂的設備費和土建費;布袋除塵單元中,所需濾袋少,濾袋以及相應設施的費用也大大減少。在運行費用上,阻力小,能耗低,濾袋更換周期增長,總的運行費用比同容量的靜電除塵器和布袋除塵器都低。由上可見,靜電布袋復合除塵器技術優點明顯,經濟性突出。從我國燃煤電廠除塵現狀來看,該技術非常具有開發的性。
          電除塵器改造為靜電袋式復合除塵器時,可保留原靜電除塵器的殼體、煙道、輸灰系統、煙箱和第1電場,只需拆除后幾個電場內部的陰陽極構件及槽板、高壓變壓器、進線、絕緣裝置以及出口煙箱和尾部煙道等。在原靜電除塵器第1電場和第2電場之間加裝煙氣導流和整流裝置,在拆除的電場空間布置布袋及脈沖清灰系統,在原靜電除塵器的外殼頂部增設凈氣室,在凈氣室尾部設出口煙箱。
          為選擇合適的靜電除塵器改造方案、降低改造成本、減少投資和運行維護費用,對改造方案進行技術經濟比較是十分的。在技術性能上,由于靜電除塵器具有除塵效率較高、阻力小、運行成本低、維護方便等優點,若場地條件和粉塵特性允許時,電除塵器自身進行調整經濟且可行。但對于較難收集的低硫煤、高鋁、高硅、低鈉粉塵,由于受到粉塵特性的影響,采用靜電除塵器很難達到排放標準,可考慮采用袋式除塵器或者靜電袋式復合除塵器。
          靜電除塵器改造方案的經濟性主要體現在設備投資費用、運行維護費用及排污收費等方面。電除塵器自身調整的方案和改造為袋式除塵器的方案都能利用原有的一些材料,改造為電袋復合除塵器的方案由于使用的濾袋數量少,設備投資大大降低,在設備投資方面三者相差不大。靜電除塵器雖然風機能耗較小,但電場能耗大;袋式除塵器運行阻力大,濾袋壽命相對較短、風機能耗也大;靜電袋式復合除塵與袋式除塵器相比,可減少濾袋、袋籠、脈沖閥的數量,其運行阻力、清灰壓縮空氣耗量、濾袋壽命等均低于袋式除塵器,所以運行維護費用較低。靜電袋式復合除塵器的煙氣出口含塵質量濃度較低,可達到30mg/m³,因此它在排污收費方面也有較大優點。
          隨著我國環保標準日益嚴格,越來越多的燃煤電廠靜電除塵器需進行改造。電除塵器的自身改造既受到場地條件限制,又受到粉塵特性的制約,除塵效果一般。隨著濾袋濾料和自動控制技術的成熟,袋式除塵器將在我國燃煤電廠中得到廣泛應用。對于現役機組配套靜電除塵器來說,靜電袋式復合除塵器是較經濟、效果的方案,l)同常規靜電除塵器、布袋除塵器技術性能相比具有明顯的優點。2)要解決的較根本問題是靜電單元和布袋單元的結合形式以及如何均勻布袋單元中的煙氣。3)尤其適用現役電廠靜電除塵器的改造,對新建電廠也有的技術和經濟優點;4)排放濃度可低于30mg/m³,能滿足嚴格的環保標準。在技術完善后,應用前景十分廣闊。靜電袋式復合除塵技術是未來我國除塵技術的發展方向之一。
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