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某电厂专用炉的除尘方案及改造案例

文章作者:九州环保   发布时间:2019-12-01
热电厂现有5台130t/h煤粉炉,主要为公司化工生产、职工生活提供电力以及生产所需蒸汽。锅炉平均每天煤耗量为1500t.燃料煤主要来自、山西、河北等省。由于煤的来源比较复杂,部分煤的硫分

热电厂现有5台130t/h煤粉炉,主要为公司化工生产、职工生活提供电力以及生产所需蒸汽。锅炉平均每天煤耗量为1500t.燃料煤主要来自、山西、河北等省。由于煤的来源比较复杂,部分煤的硫分比较高,而且煤的综合灰分在2%~3%之间,因此排放烟气中二氧化硫和粉尘浓度都比较高。锅炉原配备的是文丘里水膜除尘器系统,这套系统本身存在工艺缺陷,而且目前国家对粉尘和二氧化硫排放标准要求越来越严格,因此对系统的改造就成为一个很现实的问题。文丘里水膜除尘器除尘效率较低,一般在90%~95%之间,水量耗用大,容易出现烟气机械带水,风机积灰现象。厂区附近还经常出现“灰雨”,危害当地群众和职工的身体健康,破坏环境卫生,给厂方造成不应有的压力。同时自备热电厂建在海边,燃烧高硫分煤时,由于海岸带特殊污染气象条件,容易形成酸雨,影响该地区旅游经济的发展和工农业生产。对原除尘系统改造,尽可能解决好除尘和脱硫两方面的问题,是我们改造的目标。

  1.原除尘系统情况分析从除尘系统运行情况来分析,造成该系统出现不能正常运行的原因是多方面的。我们主要从原系统的设计、安装和管理三方面来探讨。
  2.1原系统设计不合理
  (1)文丘里渐扩段存在积灰问题。烟气经过喉口高速流动与液滴混合后进入渐扩段,流速减小,动压转化为静压。由于渐扩段壁面存在温差,产生烟气静止现象,粉尘容易发生沉降,原系统底部没有设置冲洗水,从而造成渐扩段底部大量积灰,严重时厚达30~50cm,致使渐扩段管径变小,压降增大,影响风机的
正常工作负荷,容易引起引力不够现象。
  (2)水膜除尘器的干段长度不够。水膜除尘器分湿段和干段两部分。湿段的长度关系着烟气与洗涤液之间接触界面的大小、接触时间的长短以及水膜除尘器的除尘效率。干段主要是去除烟气中夹带的机械水。原水膜除尘器干段只有2m左右,除雾板过于靠近烟气出口,造成机械水去除不彻底,在风机叶片背面出现积灰现象,引起风机产生异常的振动,缩短了风机的寿命。同时由于烟气含湿量大,随着烟温降低,烟气容易结露。烟气中的颗粒物发生凝并,随烟气扩散产生“灰雨”现象,影响厂区的环境卫生和职工的身体健康。
  (3)排烟段积灰严重。烟气经过引风机后,进入排烟段,5
炉与烟囱的距离为50m,排烟段过长是设计的一个重大失误。运行结果表明:排烟段积灰严重,有时厚达70~80cm,经常需要清扫,增加了工人劳动负荷,同时影响正常的生产。烟道过长,保温措施稍有不当,造成烟气温度下降,容易引起烟气结露,加重积灰,而且影响烟气的抬升高度。
  2.2原系统施工安装存在的问题
  (1)保温措施不够。烟气进口烟道和文丘里除尘器是利用花岗岩材料砌成的,花岗岩之间用胶泥填充。烟气进口温度为170~180℃。原系统在进口段并没有作保温处理。内外温差过大,散热过快造成花岗岩之间出现裂缝,漏风严重。人为增加风量,降低了烟气温度,由于负压降低而影响到风机的引风能力。
  (2)测试点不全。原系统除在出口留有测孔外,在其它部位没有预留测试点。这给系统调试带来巨大困难。系统的除尘效率、阻力、烟温、风压等不能测定,操作人员管理起来必然盲目。
  (3)防腐力度不够。热电厂处于盐碱地,空气中盐分的含量高,雨水或晨露附在钢材表面,对钢材的腐蚀特别严重。洗涤液是利用海水,水膜段的钢管和喷头腐蚀严重,经常出现漏液现象。施工时必须作严格防腐处理,防止后患。
  2.3原系统运行管理不善
  (1)监测仪表失灵。原系统的流量表和压力表全部失灵,平时操作全依靠工人的经验,管道堵塞或发生其他意外情况,操作管理人员一时察觉不出,就会给整个系统运行带来破坏。监控手段健全是系统正常运行的重要保证,对仪器要做好保护和更换工作。
  (2)积灰处理不及时。除雾板积灰是湿式除尘器普遍存在的问题,积灰清理不及时,将直接影响到风压和引风机负荷。另外排烟道内的积灰清理必须及时,否则后果也同样严重。厂区内的“灰雨”问题与排烟道积灰扬起而随烟气排出有直接关系。
  3.除尘器改造方案的确定3.1改造的主要目标考虑到目前环境保护的电厂燃煤烟气净化的要求,以及本工程的具体情况,提出此次改造工程的主要目标是:
  (1)将所有锅炉烟气除尘效率提高到97%以上,烟尘浓度符合排放标准;
  (2)在系统通过调试达到正常运行条件,脱硫系统配备齐全时,要求全系统脱硫效率达到60%~80%;
  (3)风机不积灰,不因积灰而发生异常振动;
  (4)尽可能利用原基础、副筒、风机等设备和设施,减少运行费用;
  (5)尽可能利用现有的丰富废碱资源,以废治废,减少运行费用;
  (6)考虑系统防腐,塔使用寿命不低于6年;
  (7)采取防结垢措施,提高运行安全性,不因系统结垢造成不正常停车。
  3.2确定改造方案
  3.2.1除尘器类型选定
  改造目标中的要求规定了只能改造除尘器类型,对其它设施应尽量保存,因此只能选择湿式除尘器。考虑到目前脱硫工艺中湿式脱硫是最成熟的一种,况且,拥有丰富的废碱资源,废碱液作脱硫剂经过我们中试实验已获得成功,这都为选型提供了条件。从原水膜除尘器的空塔气速、全塔压降、塔高、液气比等方面综合考虑,选择了旋流板塔除尘器。因为旋流板塔的空塔气速为2.3~3m/s,属于一种高速塔,根据计算,塔径与原除尘器基础相吻合。旋流板塔选用3块旋流板,使用2块除雾板,总压力降为400Pa左右,不影响原引风机的负荷。
  旋流板塔板间距可以调节,能保证除尘器干段的长度,防止机械带水。旋流板增加了气液接触的界面,液气比小于水膜除尘器,原基础完全不需要改造,可以节省大量的基建费用。旋流板塔已广泛用于湿式除尘脱硫,中试结果也表明:该装置的脱硫能力达75%以上。只要脱硫水系统部分配备完善,装置同时能进行脱硫。所以该装置具有潜在的脱硫能力。符合方案提出的目标。
  3.2.2除尘系统工艺配置
  煤粉炉烟尘量相对较大,同时烟尘的粒度细,将原系统文丘里除尘器全部拆除后必然加重旋流板塔的负荷,烟气进口的烟温在170~180℃之间,进口段不进行降温,旋流板叶片两面的温差过大容易出现叶片开裂,加快叶片钢板的腐蚀,缩短旋流板的使用寿命。SO2在碱液中的溶解是一个放热过程,溶解度随温度的升高而降低。在文丘里除尘器拆除后,设计1个喷淋装置,主要起降低烟温和防止烟道积灰的作用,可以控制塔设备的进口烟温在90~100℃。
  文丘里除尘装置拆除后,烟道进口的阻力减小,给后面塔设备的改造创造了条件。同时,对整个系统进行保温处理,特别是在管路的接口和测试孔处。烟道中的喷淋装置,塔板以及塔板支撑结构用玻璃钢进行严格的防腐处理。烟道进口和每层塔板都预留了测试孔,为系统调试提供参数。塔基、副筒、引风机、排烟道和烟囱使用原系统部分,因为设计参数相差不大,符合改造系统的要求,也可以减少工程费用。
4改造后除尘系统的运行情况改造后的除尘系统于1999年5月正式运行,1999年8月中旬与环保部门一起对系统进行测试。
  5.结论
  (1)改造后的除尘系统运行情况良好,烟尘浓度为252mg/m3,林格曼黑度小于1,均达到国家二级排放标准。除尘效率达98.88%,超过了厂方提出的97%要求。
  (2)用旋流板塔作除尘器基本解决了原系统存在的机械带水,风机积灰而产生异常振动和厂区出现的“灰雨”现象,塔高保持不变。进口段使用喷淋装置,底部设有输送水起清灰作用;脱硫配套系统完成后,该装置能实现除尘脱硫一体化的目标。
  (3)设备建设安装过程中要严把保温、防腐、结垢三方面的质量关,不能给项目建设留下后患。

 

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