燃煤鍋爐靜電除塵器改造技術(shù)新方案

當(dāng)前袋式除塵器具有除塵的優(yōu)勢(shì),從而使得燃煤鍋爐項(xiàng)目都需要對(duì)靜電除塵器進(jìn)行改造升級(jí),從而實(shí)現(xiàn)低排放目標(biāo)。

1燃煤鍋爐除塵改造項(xiàng)目背景

1.1項(xiàng)目背景

云崗礦單位鍋爐房現(xiàn)在4臺(tái)20th的燃煤鍋爐，其以往采用的是三電場(chǎng)管極式電除塵器,設(shè)計(jì)的靜電除塵設(shè)施煙塵排放濃度為100mg/m3。當(dāng)前隨著靜電除塵設(shè)備的使用,設(shè)備發(fā)生的腐蝕和疲勞破壞慢慢降低了電除塵器的排放效果,導(dǎo)致了粉塵排放濃度的嚴(yán)重超標(biāo)。當(dāng)前環(huán)保部對(duì)于燃煤鍋爐的煙塵排放濃度制定了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),并要求各單位嚴(yán)格執(zhí)行。因此,對(duì)單位的燃煤鍋爐除塵設(shè)備進(jìn)行改造就勢(shì)在必行了。

1.2改造前除塵器的運(yùn)行現(xiàn)狀

 單位鍋爐燃燒的是本礦生產(chǎn)的煤種,因靜電除塵裝置故障及老化,其除塵效果不佳。經(jīng)檢測(cè)鍋爐尾部的煙塵的濃度在180g/m3左右,超過了環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過對(duì)靜電除塵裝置及情況的檢查,還存在著以下問題:(1)極板積灰情況嚴(yán)重(2)靜電除塵裝置整個(gè)陽(yáng)極排、陰極線磨損、銹蝕、松動(dòng)嚴(yán)重,需要進(jìn)行設(shè)備的更新;(3)設(shè)備陰極毛刺線脫落,陰小框架變形;(4)陽(yáng)極板承振砧鐵、陰極撞擊桿斷裂脫落;(5)風(fēng)機(jī)能力偏小,鍋爐存在帶滿負(fù)荷風(fēng)量不夠的現(xiàn)象。針對(duì)以上的種種問題,需要對(duì)當(dāng)前的靜電除塵裝置進(jìn)行改造。

2電袋復(fù)合除塵器的工作原理及性能分析

為解決云崗礦單位鍋爐房燃煤鍋爐的除塵問題,除塵器的穩(wěn)定T作,排放量達(dá)到環(huán)保要求,對(duì)當(dāng)前的靜電除塵器改造升級(jí)為袋式除塵器。下面對(duì)云崗礦燃煤鍋爐靜電除塵器改造為袋式除塵器的工作原理和性能進(jìn)行分析。

袋式除塵器工作原理

含有粉塵的煙氣從喇叭口進(jìn)入除塵器,穿過氣流分布板進(jìn)入除塵室,經(jīng)過懸掛在花板上的濾袋過濾,煙氣穿過花板進(jìn)入凈氣煙道,通過凈氣出口離開除塵器。決定袋式除塵器正常T作的重要條件之一,是濾袋區(qū)的風(fēng)速均勻,其風(fēng)速限制在范圍內(nèi),否則將導(dǎo)致濾袋的磨損,縮短除塵器的使用壽命。目前一臺(tái)大型袋式除塵器體積龐大,內(nèi)部需要懸掛數(shù)千條濾袋,設(shè)計(jì)時(shí)如何掌握濾袋區(qū)的風(fēng)速分布并控制在合理范圍內(nèi)是一件較為困難的事,而計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)為大型袋式除塵器內(nèi)流場(chǎng)的調(diào)節(jié)與優(yōu)化提供了非常的手段和工具。

袋式除塵器結(jié)構(gòu)：該除塵器原來(lái)為電除塵,現(xiàn)改為袋式除塵,需要通過數(shù)值模擬考察和調(diào)節(jié)其內(nèi)部流場(chǎng),以滿足袋式除塵的需要。已知條件為袋式除塵器的結(jié)構(gòu)尺寸、濾袋特性參數(shù)和入口姻氣的物性條件,包括風(fēng)速、煙氣溫度、含灰量等。建模時(shí)將氣固兩相分開,分別用歐拉方法建立氣相場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型并用拉格朗日方法建立離散顆粒場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型,對(duì)離散顆粒場(chǎng)的模擬主要是為了能夠?qū)?shù)值模擬結(jié)果制成動(dòng)畫,以直觀、動(dòng)態(tài)地了解除塵器內(nèi)的煙氣流動(dòng)情況。描述袋式除塵器內(nèi)三維氣相流場(chǎng)的主要數(shù)學(xué)模型包括連續(xù)性方程、動(dòng)量守恒方程和k-ε雙方程湍流模型,并用 FLUENT軟件系統(tǒng)進(jìn)行求解。采用硬球模型描述離散顆粒場(chǎng)內(nèi)顆粒的相互作用,運(yùn)用蒙特卡洛方法擴(kuò)大所模擬的顆粒量。按照除塵器實(shí)際尺寸進(jìn)行數(shù)值模擬,以提高數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性,采用6核雙CPU工作站進(jìn)行模擬計(jì)算。

3燃煤鍋爐除塵改造方案的關(guān)鍵設(shè)計(jì)

 針對(duì)單位燃煤鍋爐的具體情況,將原來(lái)的靜電除塵器改造成脈沖袋式除塵器。其基本的改造原則應(yīng)該是需要對(duì)原來(lái)的靜電除塵器的充分利用,包括其基礎(chǔ)設(shè)備、殼體以及輸灰裝置,降低改造的資金投入。事先對(duì)靜電除塵系統(tǒng)進(jìn)行分析、計(jì)算,讓改造后的袋式除塵器對(duì)煙氣的排放標(biāo)準(zhǔn)濃度控制在30mg/m3以下。改造方案的關(guān)鍵設(shè)計(jì)問題如下敘

3.1過濾速度與氣流上升速度的確定

 過濾速度決定著袋式除塵器設(shè)備的規(guī)格和濾料,是非常關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)。一般考慮的因素為含塵煙氣的濃度、特點(diǎn)、化學(xué)性質(zhì)和濾料特點(diǎn)。從以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,過濾速度的范圍一般控制在0.5~2m/min,對(duì)于含塵、粉塵粒徑小、溫度高、濕度大的煙氣采用較低的過濾速度。結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及燃煤鍋爐排放的粉塵情況,過濾速度選擇在≤1m/min比較合適。對(duì)于除塵器內(nèi)煙氣氣流的上升速度也需要進(jìn)行合理的控制,否則會(huì)對(duì)濾袋的磨損影響非常大,同時(shí)也會(huì)加大設(shè)備的運(yùn)行阻力。當(dāng)前對(duì)于本次改造方案中的氣流上升速度≤100m

3.2噴吹壓力的確定

本次改造方案采用的是脈沖袋式除塵模式,其清灰T作主要是由脈沖閥來(lái)完成的。噴吹壓力的大小直接影響到除塵器的除塵效果,所以做好噴吹壓力的確定,一般其需要考慮到煙氣的溫度、濕度、粒徑等物理和化學(xué)性能,另外也需要考慮到濾料的材質(zhì)、、抗折性等來(lái)合理選擇。當(dāng)前若選擇用直角脈沖閥則噴吹壓力應(yīng)>0.5MPa;選用淹沒式脈沖閥噴吹壓力可以<0.3MPa。這個(gè)要具體的供給壓力時(shí),選擇合理的電磁脈沖閥就能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。3.3離線清灰裝置的確定

 清灰方式的確定需要根據(jù)煙氣的特點(diǎn)和整個(gè)除塵系統(tǒng)的工藝條件來(lái)確定。對(duì)于難以捕集的微細(xì)粉塵一般采用離線清灰方式,在線清灰每次只能噴吹某一排的濾袋,因此對(duì)處理風(fēng)量較小的除塵器不宜采用離線清灰。靜電除塵器改造成袋式除塵器一般都采用低壓長(zhǎng)袋,而且采用管式噴吹方式。

3.4 煙氣進(jìn)氣方式的確定

 煙氣進(jìn)氣方式分上進(jìn)氣、下進(jìn)氣和側(cè)進(jìn)氣三種上進(jìn)氣的優(yōu)點(diǎn)為濾袋壓力損失小,缺點(diǎn)為氣流有滯留現(xiàn)象,容易產(chǎn)生結(jié)露。下進(jìn)風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)為粉塵直接沉降到灰斗內(nèi)減小了濾袋的負(fù)荷,且利于濾袋的張緊,缺點(diǎn)在于容易讓粉塵產(chǎn)生二次飛揚(yáng)。側(cè)進(jìn)風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)在于氣流通過均布板直接進(jìn)入濾袋室,縮短了氣流的行程,氣流分布也很均勻,系統(tǒng)的阻力降低。

綜合比較分析,本次改造方案中采用側(cè)進(jìn)氣方式較為合理。

另外,原來(lái)除塵裝置中的引風(fēng)機(jī)富余量不足,無(wú)法達(dá)到工作需要,需要加以更換或改造。根據(jù)具體的情況,可以對(duì)原來(lái)的的y473引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造升級(jí)提高其工作能力。改造方式為改造葉輪提高壓頭到4860Pa,相對(duì)其實(shí)際的T作壓力只高1192Pa,另外還需要對(duì)其壓頭、功率進(jìn)行相應(yīng)的換型升級(jí)。

4改造項(xiàng)目安裝施工過程與監(jiān)理

整個(gè)項(xiàng)目的改造安裝施工內(nèi)容為:拆除原電場(chǎng)內(nèi)外頂蓋與全部?jī)?nèi)件,將其空間改為布置濾袋。保留利用原電除塵的梁、混凝土和灰斗部分,拆除原殼體側(cè)墻并保留4根寬立柱,在其上架設(shè)凈氣室與雨棚。拆除進(jìn)出口封頭上部封板,下部中間底梁圈筋與封頭處開檢修通道兼通風(fēng)口。拆除全部保溫并更換。更換灰斗全部燕汽加熱,根據(jù)圖紙要求增加灰斗角襯板。更換進(jìn)出口軟性膨脹節(jié)。需重新布置袋區(qū)電控系統(tǒng)。該改造工程共有2臺(tái)除塵器,每2臺(tái)布袋除塵共用1套配電柜,安裝在除塵配電間。改造安裝施工工程質(zhì)量監(jiān)控的關(guān)鍵點(diǎn)包括以下內(nèi)容:(1)除塵器零部件及構(gòu)件及設(shè)備的質(zhì)量問題檢查,設(shè)備安裝的位置與尺寸檢查;(2)引風(fēng)機(jī)、煙道、除塵器本體的檢查;(3)平臺(tái)梯子欄桿、配套電儀、配套管線的質(zhì)量檢查;(4)油漆工程和保溫絕熱工程的質(zhì)量檢查;(5)單體調(diào)試及單機(jī)試車的方案和過程質(zhì)量檢查。

5總結(jié)

袋式除塵器是使含塵氣體通過濾布,將粉塵從氣流中分離出來(lái)的一種除塵器,當(dāng)前袋式除塵器多用于燃煤鍋爐煙氣的除塵當(dāng)中。以往燃煤鍋爐的靜電除塵裝置效果不佳,需進(jìn)行改造升級(jí)。本文主要是對(duì)云崗礦燃煤鍋爐電除塵器的改造工程進(jìn)行具體的案例研究,針對(duì)具體的工程背景,對(duì)改造前除塵器運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行分析。