脱硫除雾器的主要性能、特性及设计参数.doc

脱硫除雾器的主要性能、特性及设计参数      -c$\5{ z,_9F'R7e
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     1 主要性能参数
3h"p9E+N6B,Z$B0I分享信息,提高技术水平,优化工程质量     (1) 除雾性能能源环保论坛:x.n(y4L:}$^-}
      除雾性能可用除雾效率来表示。除雾效率指除雾器在单位时间内捕集到的液滴质量与进入除雾器液滴质量的比值。除雾效率是考核除雾器性能的关键指标。影响除雾效率的因素很多，主要包括：烟气流速、通过除雾器断面气流分布的均匀性、叶片结构、叶片之间的距离及除雾器布置形式等。能源环保论坛 f6q"B1d4\*b/l*w1F7h
对于脱硫工程，目前用于衡量除雾性能的参数主要是除雾后烟气中的雾滴含量。一般要求，通过除雾器后雾滴含量一个冲洗周期内的平均值小于75mg/Nm3。该处的雾滴是指雾滴粒径大于15μm的雾滴，烟气为标准干烟气。其取样距离为离除雾器距离1-2m的范围内。
;d8O"X.e7G-D(x/{分享信息,提高技术水平,优化工程质量       目前国内尚无脱硫系统除雾器性能测试标准, 连州电厂根据AE公司提供的资料采用以下方法:能源环保论坛%F1c*?#@7T9c
       I  在除雾器出口烟道上用烟气采样仪采集烟气,记录采样时间,同步测量烟气流速、标准干烟气量、烟温、烟气含湿量、烟气含氧量等。/I#P:['R9?'K3M
      II 在除雾器出口,用带加热采样管和尘分离器的标准除尘设备对气体进行等速采样。采样体积为5m3,采样后用超纯水对采样管和采样设备进行反复冲洗,洗液倒入250ml容量瓶中定容。混匀后用EDTA法测定Mg2+含量。4r3v {0e1F
       III 用稀释的高氯酸和超纯水对采样后的微纤维过滤器进行反复冲洗,洗液用慢速厚型定性层析滤纸过滤到250ml容量瓶中,定容。混匀后用EDTA法测定Mg2+含量。另取1个新的微纤维过滤器作空白样。
/@+P#p%Z'n%T能源环保论坛       IV 用烟尘采样仪测定吸收塔进口烟尘浓度,然后计算除雾器出口液滴质量浓度。1i0U(i!x%[
      (2)压力降能源环保论坛 m#f6|"Q5q/I*u!~3R&S
       压力降指烟气通过除雾器通道时所产生的压力损失，系统压力降越大，能耗就越高。除雾系统压降的大小主要与烟气流速、叶片结构、叶片间距及烟气带水负荷等因素有关。当除雾器叶片上结垢严重时系统压力降会明显提高，所以通过监测压力降的变化有助把握系统的状行状态，及时发现问题，并进行处理。分享信息,提高技术水平,优化工程质量;F/X b0t7W
湿法脱硫系统除雾器的压力降一般要求小于200Pa。
*_&t%W!S(P(T能源环保论坛       2 除雾器的特性参数
5P#u+^#j8s3@,B4X7d能源环保论坛       (1) 除雾器临界分离粒径dcr!T)R"p#O+m;`,p3\
       波形板除雾器利用液滴的惯性力进行分离，在一定的气流流速下，粒径大的液滴惯性力大，易于分离，当液滴粒径小到一定程度时，除雾器对液滴失去了分离能力。除雾器临界分离粒径是指除雾器在一定气流流速下能被完全分离的最小液滴粒径。除雾器临界分离粒径越小，表示除雾器除雾能力越强。8j3~/a*K*T#x8|
应用于世法脱硫系统屋脊式除雾器，其除雾器临界分离粒径在20-30μm。分享信息,提高技术水平,优化工程质量2U9y%k2r0^
      (2) 除雾器临界烟气流速能源环保论坛)C8z$r2|'h
       在一定烟速范围内，除雾器对液滴分离能力随烟气流速增大而提高，但当烟气流速超过一定流速后除雾能力下降，这一临界烟气流速称为除雾器临界烟气流速。临界点的出现，是由于产生了雾沫的二次夹带所致，即分离下来的雾沫，再次被气流带走，其原因大致是：① 撞在叶片上的液滴由于自身动量过大而破裂、飞溅；② 气流冲刷叶片表面上的液膜，将其卷起、带走。因此，为达到一定的除雾效果，必须控制流速在一合适范围：最高速度不能超过临界气速；最低速度要确保能达到所要求的最低除雾效率。
%@ f6r'd1S能源环保论坛       3 除雾器的主要设计参数,_$q9K%L)]3S:R$M3B
      (1)烟气流速能源环保论坛(x'T:c%w"w%~ z/S
      通过除雾器断面的烟气流速过高或过低都不利于除雾器的正常运行，烟气流速过高易造成烟气二次带水，从而降低除雾效率，同时流速高系统阻力大，能耗高。通过除雾器断面的流速过低，不利于气液分离，同样不利于提高除雾效率。此外设计的流速低，吸收塔断面尺寸就会加大，投资也随之增加。设计烟气流速应接近于临界流速。根据不同除雾器叶片结构及布置形式，设计流速一般选定在3.5～5.5m/s之间。能源环保论坛#i:k![)O(j/Z7x2d E-{
       (2)除雾器叶片间距能源环保论坛-M/A&j!E/j!t;I
        叶片间距的大小，对除雾器除雾效率有很大影响。随着叶片间距的增大除雾效率降低。板间距离的增大，使得颗粒在通道中的流通面积变大，同时气流的速度方向变化趋于平缓，而使得颗粒对气流的跟随性更好，易于随着气流流出叶片通道而不被捕集，因此除雾效率降低。
)s:b-P7K&Z"R6R;X9o9T(^       除雾器叶片间距的选取对保证除雾效率，维持除雾系统稳定运行至关重要。叶片间距大，除雾效率低，烟气带水严重，易造成风机故障，导致整个系统非正常停运。叶片间距选取过小，除加大能耗外，冲洗的效果也有所下降，叶片上易结垢、堵塞，最终也会造成系统停运。叶片间距根据系统烟气特征(流速、SO2含量、带水负荷、粉尘浓度等)、吸收剂利用率、叶片结构等综合因素进行选取。叶片间距一般设计在20~95mm。目前脱硫系统中最常用的除雾器叶片间距大多在30~50mm。能源环保论坛*u3E*y5r6`0X
      (3) 除雾器的级数能源环保论坛.x1e2M1n+G0N7W&L/O,c'R*a
       级数的增加，除雾效率增大，而压力损失也随之增大。除雾器的设计要以提高除雾效率和降低阻力损失为宗旨。因此，单纯地追求除雾效率而增加级数，却忽视了气流阻力损失的增加，其结果将使能量的损耗显著增加。现在的WFGD系统采用两级除雾系统。
'I$t9|3J/^,K!O2?+F.j      (4)除雾器冲洗水压
+X1K:|9W4|#{:V能源环保论坛       除雾器水压一般根据冲洗喷嘴的特征及喷嘴与除雾器之间的距离等因素确定(喷嘴与除雾器之间距离一般≤lm)，冲洗水压低时，冲洗效果差。冲洗水压过高则易增加烟气带水，同时降低叶片使用寿命。一般情况下，第二级除雾器之间，每级除雾器正面(正对气流方向)与背面的冲洗压力都不相同，第1级除雾器的冲洗水压高于第2级除雾器，除雾器正面的水压应控制在2.5×l05Pa以内，除雾器背面的冲洗水压应>1.0×105Pa，具体的数值需根据工程的实际情况确定。
7X*X,y/K4i1z'Q       (5) 除雾器冲洗水量
3y&h#]9M+@       选择除雾器冲水量除了需满足除雾器自身的要求外，还需考虑系统水平衡的要求，有些条件下需采用大水量短时间冲洗，有时则采用小水量长时间冲洗，具体冲水量需由工况条件确定，一般情况下除雾器断面上瞬时冲洗耗水量约为1~4 m3/h。
&g%l/h.j0o$T H能源环保论坛       (6) 冲洗覆盖率
1Y2E+d$J ~4b7Q8w%E       冲洗覆盖率是指冲洗水对除雾器断面的覆盖程度。能源环保论坛4Q#h(}'Z&G

7f/M:f2?9Z'c8c6q能源环保论坛       式中：η —冲洗覆盖率，%；
+n8]5H4e+s3Z3l,b1_1k3]       n—为喷嘴数量，个；
,a!g3}4I;j       h—为冲洗喷嘴距除雾器表面的垂直距离，m；
7E.| o/X Z.?:D#A1o分享信息,提高技术水平,优化工程质量       a —为喷射扩散角
0~2@9K!e$[/e0D$K能源环保论坛       A—为除雾器有效通流面积，m2；
(?5n)i.]4J&W       根据不同工况条件，冲洗覆盖率一般可以选在100％~300％之间。
6a-c$R4T!{(q能源环保论坛       (7)除雾器冲洗周期
*b8c7z+J-V:U       冲洗周期是指除雾器每次冲洗的时间间隔。由于除雾器冲洗期间会导致烟气带水量加大(一般为不冲洗时的3~5倍)。所以冲洗不宜过于频繁，但也不能间隔太长，否则易产生结垢现象，除雾器的冲洗周期主要根据烟气特征及吸收剂确定，一般以不超过2h为宜。分享信息

除雾器
7w,w"\:n+_+W%\分享信息,提高技术水平,优化工程质量

([5B b4C'c&

除雾器的功能：
0{&` f+z!`8|;H'|$g/D*E4g能源环保论坛    湿法脱硫，吸收塔在运行过程中，易产生粒径为10--60微米的“雾”，“雾” 不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐、SO2等。如不妥善解决，任何进入烟囱的“雾”，

（脱硫系统三维仿真图）
实际就是把SO2排放到大气中，同时也造成风机、热交换器及烟道的玷污和严重腐蚀。因此，湿法脱硫工艺上对吸收设备提出除雾的要求，被净化的气体在离开吸收塔之前要除雾。除雾器是FGD系统中的关键设备，其性能直接影响到湿法FGD系统能否连续可靠运行。除雾器故障不仅会造成脱硫系统的停运，甚至可能导致整个机组（系统停机）。
/?9\(?'}+P't3v0X能源环保论坛
2X*C)}!a g(t(e.B除雾器的结构
/O$R/v$e s%d能源环保论坛    除雾器系统由除雾器本体及冲洗系统组成。&d7]$c d#U7S0B1E:L)n
    具体为二级除雾器本体、冲洗水管道、喷嘴、支撑架、支撑梁及相关连接、固定、密封件等组成。
*G7n0L!w%k"v能源环保论坛分享信息,提高技术水平,优化工程质量1O'C"Z#D5T#s0e;\ l*]4@
（除雾器结构图）)S2W9s2^-U

9R0]/b)X7P1Q:m4|-n能源环保论坛性能保证

（除雾器喷嘴）

!p*O#b3?"F"w能源环保论坛（1）除雾效率：在正常运行工况下，除雾器出口烟气中的雾滴浓度低于75mg/Nm3；
,p#A&p-?.k0\1f1@能源环保论坛（2）压降：不考虑除雾器前后的干扰，保证在100%烟气负荷下，整个除雾器系统的压降低于120Pa。分享信息,提高技术水平,优化工程质量 @5@*G'p;u'i
（3）耐高温：80--95℃。
1T7C#?*A)T+m.V（4）耐压：保证承受冲洗水压为0.3MPa时，叶片能正常工作。*o;u2{%j6l)N b!y2x
（5）冲洗喷嘴：为全锥形喷嘴，冲洗水喷射角度为90—120度，喷射实心圆锥，能够保证叶片全部被覆盖。（我们设计的均为最大气体负荷时的水耗量，考虑到系统水平衡的要求，如果气体负荷降低，可通过增加冲洗间隔时间将水耗量降低一半）。
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除雾器的工作原理能源环保论坛1N7u-|,u-L.D;J4e s;@
    烟气通过除雾器的弯曲通道，在惯性力及重力的作用下将气流中夹带的液滴分离出来：3@:m+L*{.U7\$D.I$S
    脱硫后的烟气以一定的速度流经除雾器，烟气被快速、连续改变运动方向，因离心力和惯性的作用，烟气内的雾滴撞击到除雾器叶片上被捕集下来，雾滴汇集形成水流，因重力的作用，下落至浆液池内，实现了气液分离，使得流经除雾器的烟气达到除雾要求后排出。
8}/U%u*q!X+o1M&y    除雾器的除雾效率随气流速度的增加而增加，这是由于流速高，作用于雾滴上的惯性力大，有利于气液的分离。但是，流速的增加将造成系统阻力增加，也使能耗增加。而且流速的增加有一定的限度，流速过高会造成二次带水，从而降低除雾效率。通常将通过除雾器断面的最高且又不致二次带水时的烟气流速定义为临界流速，该速度与除雾器结构、系统带水负荷、气流方向、除雾器布置方式等因素有关。设计流速一般选定在3.5—5.5m/s。 分享信息,提高技术水平,优化工程质量4a1o:I*H8q#u6_,k b
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（除雾器通道内烟气示意图）
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技术研发与创新分享信息,提高技术水平,优化工程质量#y$r/a%X,a9o
    经过分析国外相关产品的运行情况，我们发现，除雾器的设计核心问题是如何在最小压降情况下保证最大的除雾效率。我们通过研究除雾器内气液两相流动情况，分析了除雾器高度、转折角、板间距和气体流速对除雾效率及除雾器压除的影响。
5H!E#t!~9?-r.o;H*k(W分享信息,提高技术水平,优化工程质量

（KOCH及Munters除雾器图片）         
（Munters除雾器图片）
    压降及除雾效率均与烟气流速有着十分紧密的关系：即在烟气流速范围内，压降和除雾效率与烟气流速成正比；当烟气超过临界流速时，使得液滴离心力随之增大，因而产生更大的次流，并在通道截面上形成了更大的双漩涡次流分布，同时导致压降迅速增加，系统能耗随之提高；另外，因烟气流速的提高会导致二次夹带问题的产生，而直接使除雾效率下降；同时也提高了系统水耗，导致冲洗频率提升，如此往复循环不仅会造成除雾效率降低、压降提高，而且还会导致系统总的水力不平衡。
7P a7?.v5J U:Q0^!R%u能源环保论坛    我公司通过对除雾器叶片间气液两相流动情况进行数值仿真模拟、流函数—涡量方程和边界条件求解的研究，结合多次试验、论证，最终完成了除雾器结构设计的改进：
-B9q!a/`:L#U,{*~*],R分享信息,提高技术水平,优化工程质量    在产品的结构设计上，增加了抗扰流技术：由于叶片间的高低压变化梯度，会在叶片间形成水力吊钩，有效防止了因较窄叶片间距所易导致生成固体架桥的问题，抗扰流设计，使吸附在叶片上的水滴更容易汇集并因重力作用而下落，同时有效防止了结垢现场的发生。能源环保论坛2{!x*u4C,S"c5?6[;A
    同时，经过多次实验研究，我们总结出了除雾器断面最优临界烟气流速与流体介质密度之间的规律。这一规律的掌握，使我们在设计产品时有了可靠的计算依据。最优临界烟气流速的计算，保证了产品在一定烟气流速范围内在无二夹带现象产生的情况下获得了较高的除雾效率。

（贝可莱除雾器图片）
分享信息,提高技术水平,优化工程质量*H7G#J8^"L"I8J(M*G&P
    为此，可以说，我们的除雾器是在最小压降、尽可能高的临界烟气流速下的产品（在特定系统条件下的，最大处理能力、最优处理效率、最小压力损失的除雾器），这对于除雾器产品结构设计本身来说，是一个挑战。分享信息,提高技术水平,优化工程质量(b5L-g7y&G(y3G
    同时，我公司通过对大量的国外产品材料收集、化验、分析，与国内材料研究机构相关材料专家合作，经过多次试制、实验、论证，优化了除雾器的原材料，完成了我们自己产品材料配方的研制，除雾器叶片材质为增强聚丙烯。
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性能测试能源环保论坛:p2{:e"r't!r9t4D9m!P'r
    贝可莱可以为您提供产品性能检测服务，服务费用由需方负担。分享信息,提高技术水平,优化工程质量4S*z!l:H U2{ A#j!k
    测试方法简介：
1b!N&R#k-`!v'~1?/w6J*f分享信息,提高技术水平,优化工程质量    （1）PDPA（多普勒粒子分析仪） .G6] };q:d(K1a/i)}

6R&}1{1|$v*G0V能源环保论坛（TSI提供）,I'd5A5\+u%R4H
    PDPA是一套非常成熟的，以激光为基础的工具，可以对雾滴大小和速度进行精确测量。
o;Z/@&R5W1?3z+W#E3Z!a!t;h"W能源环保论坛PDPA运行的实质包括由电子束分裂器制造和分裂的两束相同极化了的激光束。屏蔽电缆中的两个光纤导体将这些光束传送给传感器。传感器透镜获得平行的两激光束，穿过他们形成“探测体”。探测体呈椭圆形，相交的光束在垂直面上。雾滴通过探测体，经过折射和反射形成球面透镜和散射光。
;w!|8|,[5o"{/Z能源环保论坛    接收器截取一部分雾滴散射的折射光，并将它导向三个光电探测器之上。探测器与光纤导体相连，传到光电探测器，光电探测器将三个光信号转变为三个电子信号以高斯曲线或波出现在示波器上。信号处理器测量出波在最高点和最低点之间的时间间隔，将它与雾滴在探测体中的时间作对比，算出雾滴速度。雾滴大小是根据信号从三个光电探测器中的相移来计算的。原始数据以柱状图表达出，包括雾滴直径柱状图和雾滴速度柱状图。从这些柱状图中，数据可以分类出来计算雾滴速度、雾滴大小范围和总液体出口容量的平均值。分享信息,提高技术水平,优化工程质量&N4A0^0Z"a:~&J!D1J.u
    通常一个测试需要三天，第一天用于运输设备到安全平台、安装和调节光学装置。第二天用于吸收塔数据实测。第三天用于设备的拆卸和打包。完整的技术报告可在测试结束后的2—3周内得出。
'D,J%H)E)v'G9I/v7E&b能源环保论坛    （2）AE公司提供的测试方法
(S2@/y3y;{7u%d.K+[    A、 在除雾器出口烟道上用烟气采样仪采集烟气，记录采样时间，同步测量烟气流速、标准干烟气量、烟温、烟气含湿量、烟气含氧量等。能源环保论坛3t#`+h0P(N8|"o
    B、 在除雾器出口，用带加热采样管和尘分离器的标准除尘设备对气体进行等速采样。采样体积为5M3，采样后用超纯水对采样管和采样设备进行反复冲洗，洗液倒入250ml容量瓶中定容。混匀后用EDTA法测Mg2+含量。
6?2F%z2e+["    C、 用稀释的高氯酸和超纯水对采样后的微纤维过滤器进行反复冲洗，洗液用慢速厚型定性层析滤纸过滤到250ml容量瓶中，定容。混匀后用EDTA法测定Mg2+含量。另取1个新的微纤维过滤器作空白样。
"Y,M/F&N7b5`5X%l能源环保论坛    D、 用烟尘采样仪测定吸收塔进口烟尘浓度，然后计算除雾器出口液滴质量浓度。能源环保论坛%A)`3t.b*M
能源环保论坛*l;K)K0l5d%l8G#T
7）除雾器的设计$H,?&L0?%a2G6g4^$v*c
    经过研究，我们可以发现，在弯曲通道内气液两相流场的分布和流动状态非常复杂，其压降受气流速度、叶片转折角、液滴与气流间相互作用的影响。8i4v;K+]%b$a%A7R
    为使除雾器满足最佳的设计要求，即完成压降小、除雾效率高的除雾器结构设计，需要了解具体项目的相关参数（如：吸收塔的直径、入口烟气的温度、烟气流速范围、烟气带水负荷、烟气内粉尘浓度、系统阻力要求及除雾效率要求等等）。0g"X:w+Y4f/l
    除雾器的设计是一个非标产品的设计，需要根据实际项目情况进行个性化定制。