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电袋除尘器两种方案比较

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两电场两布袋场结构形式除尘器与
一电场三布袋场形式除尘器方案比较

燃煤锅炉烟气除尘技术经历了水膜除尘、 布袋除尘到电除尘的过程。随着国家环保要求的提高和布袋除尘器的运用实践, 当前又出现了使用布袋除尘器和电袋组合式袋式除尘器的趋势。
在锅炉布袋除尘器的早期运用中, 很多项目接受了失败的惨痛。其主要原因在于当时的配套件, 特别是滤料这一除尘器关键配套件的质量不过关, 国内外都缺少价格合理、 耐高温、 能适用于燃煤锅炉烟气除尘的材料。
袋式除尘器失败后, 燃煤锅炉烟气除尘基本应用电除尘器。但随着国家环保要求标准的日益提高、 广泛运用的电除尘器, 其弱点便逐渐暴露出来。
电除尘器的除尘效率得不到保证。电除尘器运行初期, 除尘效率基本能达到99%, 但由于电厂燃煤品种的变化以及电除尘器结构及工作原理的局限, 随着运行时间的延续, 电除尘器内部组件变形、 积灰引起电场变化, 除尘效果一路下降, 排放严重超标, 成为电厂的一块心病。
当前, 随着袋式除尘器滤料等配套件生产技术的日益提高, 原来袋式除尘器在燃煤锅炉烟气除尘运用中失败的因素, 都得到了解决。特别是离线检修技术的成功运用, 使得脉冲袋式除尘器在锅炉除尘技术中的运用得到有力的支持。
国家环保政策对锅炉烟尘的排放要求有了极大的提高, 新的《火电厂污染物排放标准》( GB13223- ) 已经发布, 新标准中对燃煤电厂的烟尘排放浓度提高到了50mg/m3。一部分地方环保部门甚至提出了更严格的要求, 北京市从 3月1日起执行的《北京锅炉污染物综合排放标准》( DB11/119- ) , 烟尘和二氧化硫的排放允许浓度严于很多先进国家标准, 从 11月1日起, 已运行的火电厂锅炉到时烟尘排放浓度仅允许30mg/Nm3, 当前四电场电除尘器改为五电场、 六电场也很难满足要求。 7月1日实行的《排污费征收使用管理条例》, 将对企业征收排污费, 超标排放部分加倍收费, 这样, 对除尘器效率不高的企业, 又增加了运行成本。根据当前国家的环保形势, 静电除尘器改造为布袋除尘器已经势在必行。
1布袋除尘器和电除尘器性能对比
袋式除尘器优点:
●除尘效率高, 能够永久保证粉尘排放浓度在50mg/m3以下。
●单元组合形式, 内部结构简单、 附属设备少, 技术要求也没有电除尘器那样高, 无须专设操作工。
●能捕集比电阻高, 而电除尘难以回收的粉尘。
●袋式除尘器性能稳定可靠, 对负荷变化适应性好, 运行管理简便, 特别适宜捕集细微而干燥的粉尘, 所收的干尘便于处理和回收利用。
●能实现不停机检修, 即离线检修。
●除尘器占地面积较小, 并能按场地要求作专门设计。
●自动化程度较高, 对除尘系统所有设备均设有检测报警功能, 对操作人员要求较低、 操作维护人员的劳动强度较低。
其主要缺点是:
●袋式除尘器用于净化含有油雾、 水雾及粘结性强的粉尘时对滤料有相应要求;
●用于处理相对湿度高的含尘气体时, 需要采取保温措施( 特别是冬天) , 以免
因结露而造成”糊袋”; 当用于净化有腐蚀性气体时, 需要选用适宜的耐腐蚀
滤料, 用于处理高温烟气需要采取降温措施, 将烟温降到滤袋长期运转所能承
受的温度以下, 并尽可能采用耐高温的滤料。
● 惧怕烟气中大颗粒的高温烟尘。
● 滤袋的使用寿命受吹扫频率、 烟气温度的影响较大。
电除尘器的优点:
●初期除尘效率能达到99%, 能捕集10um以上的细微粉尘, 但从经济方面考虑, 追求高效率投资很大, 一般控制一个合理的除尘效率。
●处理烟气量大, 可用于高温( 可高达500℃) 、 高压和高湿( 相对湿度可达100%) 的场合, 能连续运转, 并能实现自动化。
●具有低阻的特点, 电除尘器压力损失仅300～500Pa。
其主要缺点是:
●设备庞大, 耗钢多, 需高压变电和整流设备, 一般高压供电设备的输出峰值电压为70～100KV, 故投资高。
●制造、 安装和管理的技术水平要求较高。
●除尘效率受粉尘比电阻影响大, 一般对比电阻小于104～105Ω·cm或大于1010～1011Ω·cm的粉尘,受尘效果不佳, 若不采取一定措施,除尘效率将受到影响.
●对初始浓度大于30g/cm3的含尘气体需设置预处理装置.
●不具备离线检修功能, 一旦设备出现故障, 或者带病运行, 或者只能停炉检修。
●运行中电耗大。
●对于循环流化床锅炉采用炉内脱硫方式, 需要喷入石灰石粉, 对粉尘的比电阻影响很大, 会造成电除尘器除尘效果恶化。

电－袋复合式除尘器的特点
电－袋复合式除尘器是近两年新兴的一种除尘方案, 其主要特点表现为:
● 它弥补了电除尘器难以达到的高效除尘效率问题。布袋式除尘器采用过滤式除尘方法, 其滤袋的透气形式决定了烟尘的排放浓度问题, 从而一次性解决了电除尘器需要高投入才可能达到的除尘效果。同时, 除尘用电量大幅下降。
● 又在理论上解决了( 经验上三年为一个理论的检验周期, 当前电－袋复合式方案只有两年的应用时间) 布袋除尘器使用寿命问题。保留前面的一级或两级高压电场, 能够使大量大颗粒高温粉尘被除掉, 电除尘器捕捉不到的比电阻粉尘以及细小颗粒粉尘由布袋来完成收集, 使得滤袋的负荷大为下降, 清灰频率延长, 滤袋寿命增长。
● 综合来看, 电袋复合式除尘技术与单一的除尘设备相比, 具有除尘效率高, 除尘效率不收粉尘性影响, 能满足于不同工况条件下的运行要求, 高效稳定, 运行阻力低, 滤袋粉尘负荷量少, 粉尘粒径小对滤筒冲刷小, 滤筒使用寿命长, 维护量小等技术特点, 大大提高了传统除尘器的性能。
电袋复合式除尘技术首先, 电除尘设置在前, 能捕集大量粉尘, 沉降高温烟气中未熄灭的”红星”颗粒, 缓冲均匀气流, 滤袋串联在后, 收集少量的细粉尘, 严把排放关, 同时, 两收尘区域中任何一方发生故障时, 另一区域仍保持一定的收尘效果, 具有较强的相互弥补性。
我公司电除尘器现状分析
我公司自备电厂一期采用河北宣化冶金环保设备制造厂生产的双室四电场静电除尘器, 自设备投产运行一段时间之后, 其各方面的问题逐渐暴露出来, 除尘效率低下, 主要集中在以下几点:
● 锅炉使用煤种与设计煤种偏差很大, 造成当前的电除尘器脱离设计运行工况, 依据设计煤种, 电除尘器设计的除尘截面积为150M2, 而实际使用煤种换算需要200 M2的除尘截面积。
● 设备的制造及安装工艺极差, 电除尘设备选用了标准很低的极板、 级线, 而且现场加工水平很低, 造成使用一段时间之后, 对烟尘的电晕效果衰减下降; 决定电除尘器运行质量的框架结构在安装时, 没有按照工艺要求进行, 精度偏差很大, 部分电场在运行后, 逐渐产生弯曲变形, 更严重的是＃3炉电除尘器框架在安装时严重偏斜, 安装单位竟然采用割断调整的方法暂时恢复了正常, 但运行后导致变形严重, 造成电压不能升高, 行不成有效的电场效果; 由于框架结构精度偏差, 造成除灰的振打装置敲击偏离, 从而行不成有效的振打效果, 造成极板积灰严重, 收尘效果下降。
● 循环流化床锅炉采用的是炉内脱硫方式, 运行中需要加入石灰石粉, 对烟尘的比电阻影响很大, 同时也增加了烟气中的粉尘含量, 电除尘器对比电阻粉尘非常被动, 从而造成除尘效果的下降。

综上所述, 为了达到环保排放标准的要求, 我们采用了电－袋复合式除尘器改造方案, 同时对一电三袋和两电两袋的改造方案进行了分析比较, 得出以下结论:
● 基于改造, 就必须将改造的范围在不影响系统使用效果的情况下, 降到最低。最关键的因素, 就是改造后电袋除尘器的运行阻力不能对锅炉的出力情况造成影响。由于我公司一期的设计理念为纯静电式除尘器, 锅炉的燃烧风量以及风机出力都是按照电除尘器阻力参数进行设计, 众所周知, 电除尘器的运行阻力远比布袋除尘器小的多, 布袋除尘器的阻力取决于其滤布的缝隙情况, 基本是固定的, 从一个简单的公式就能够理解布袋式除尘器阻力的关系:
风速X 风量
阻力＝ —————————
过滤面积
为了不使锅炉出力发生变化, 风速与风量不能发生任何变化, 要想减少阻力, 就必须将分母尽量扩大, 也就是尽量加大过滤面积, 可是, 过滤面积是同投资成本成正比的, 因此选择一个合理的过滤面积尤为重要。
一电三袋与两电两袋的比较如下:
比较项目
一电三袋
两电两袋
滤袋数量( 个)
2244
1564
滤袋过滤面积( m2)
8460
6686
过滤风量( m3/h)
600000
500000
设计阻力( Pa)
＜1200
＜1200
排放浓度( mg/Nm3)
＜35
＜35
自备电厂锅炉风机额定负荷下风量可达到560000 m3/h, 由上表能够看出, 两电两袋式除尘器在满足设计阻力的情况下, 将不能达到锅炉满负荷工况的处理风量。
● 由于自备电厂电除尘器存在先天的问题, 已经难以挽回, 因此在本次采用方案优先考虑一电三袋方式, 目的就是尽量把电除尘的质量影响减少到最小。本次电除尘一电场检修大、 小框架无法更换, 决定将框架变形处的级线割除, 从而使一电场达到一个高电压值, 起到电场除尘的作用, 但效率最高也只能达到80％左右, 余下的烟尘由布袋除尘器完成收集, 如果增加一个电场而减少一个布袋场, 电除尘的能力不会提高很多, 后部所减少的滤袋面积反而会形成承担负荷相应增加的局面, 因此两电两袋方案不适于自备电厂生产。
● 由于＃1电场运行情况的不稳定性, 要考虑到在一电场故障的情况下不能停炉检修, 而且还要在维持锅炉负荷状态下保证布袋除尘器能够满足除尘效果, 因此要求布袋除尘器的面积能够满足这种工况的要求, 经过计算, 8000 m2以上能够达到, 故只有一电三袋方案能够实现在前面电除尘器故障的情况下, 不需停炉, 不需降低锅炉出力, 依然能够满足排放标准。
● 从保证滤袋的使用寿命角度分析, 由于清灰的阻力定值已经确定, 滤袋积灰达到这个阻力值就会被吹扫一次, 此时, 单位平方积灰量的大小就取决于滤袋的过滤面积了, 面积越大, 清灰的频率越小, 滤袋的使用寿命越长。
● 一电三袋形式在国内应用比较成熟, 两电两袋形式当前在国内我们只了解到一家的业绩, 以及不到一年的使用效果, 分析该方案还处在试验阶段。
● 一电三袋方案能够为今后进一步施行半干法脱硫做好前期铺垫。