1、电除尘器改造为袋式除尘器的必要性
电除尘器和袋式除尘器都是*的高效除尘设备。我国燃煤电厂使用电除尘器已很普遍,一般说来,性能较好的4电场电除尘器具有较高的烟气净化效率。电除尘器的是设备阻力小脱除亚微米级和粗粒子的效率高,维护工作量少。但是,锅炉工况、负荷及燃煤煤种的变化(粉尘特性)对电除尘器的除尘效率影响很大。比如燃用低硫煤时,采用电除尘器净化效果就比较差。随着环保要求的日趋严格,以及国家对SO2控制力度的加大,许多燃煤电厂将燃用低硫煤,从而导致电除尘器的除尘效率下降,烟尘排放达不到环保要求。为此,一些除尘器制造厂投入了相当大的精力,采取了很多措施,如增加电场、改变极配、更换电源等,做了不少试验,力图对电除尘器设备进行的改造,但是,见效不大。这种希望通过改造电除尘器本体来适应高比电阻低硫煤粉尘,从而提高电除尘器除尘效率的努力,早在20世纪70年代国外已尝试过。比如澳大利亚燃用的是典型的高比电阻低硫煤,他们在使用电除尘器时,为保证排放的烟气中粉尘浓度<400mg/m3(本文烟气量均指标准状态值),采用降低锅炉负荷运行方式,但长期降低负荷运行则提高了发电成本;而采用向烟气中加入NH3来改善除尘效果的方式,又会产生很粘的沉积物,导致振打清灰性能恶化;用水洗又造成ESP外壳和极板腐蚀。在“山穷水尽”的情况下,最终陆续将电除尘器改造为袋式除尘器。
2、工程实例
作者曾在澳大利亚考察了6个电厂,单机容量从280MW到660MW,其中5个电厂的袋式除尘器是由电除尘器改造的。改造后的烟尘排放质量浓度一般< 30mg/m3,有的甚至达到10mg/m3左右。
澳大利亚Munmorah电站原3号350MW机组电除尘器参数:烟气量为190万m3/ h (528m3/ s;烟气温度为155℃;入口粉尘质量浓度25一40g/ m3 ;比积尘面积为77m2/m3°s。
该电站在电除尘器改为袋式除尘器的过程中,保持了原有的框架、灰斗、外壳结构、管道及保温设施,只是在其中间装隔板构成8个小室,每个小室设6个单元,每个单元有6. lm长滤袋267只,滤袋为椭圆形,材质为聚丙烯针刺毡,总过滤面积3.03万m2,采用80kPa清洁空气通过回转杆清吹布袋。设计参数为:净过滤风速1. 2m/min停1个小室运行);毛过滤风速1. 05m/ min;阻力2. 5kPa;排尘质量浓度<10mg/m3;进滤袋烟温≤130℃。
3、技术经济分析
将电除尘器改造为袋式除尘器不必“全盘否定”。一般情况下,现有电除尘器边缘壳体、灰斗、框架、烟道、输灰系统都可以保留并继续使用,甚至其基础和立柱都可以利用。至于袋式除尘器的净气室是在原电除尘器壳体内部增设,还是加在现有壳体的顶部,主要依据现有电除尘器的尺寸、设计的气流量、滤袋的长度、烟气温度等具体因素确定。
一般的改造工程可分为以下几个步骤:
(1)拆除电除尘器内部及顶部的各种部件。包括极板、极线、振打装置、上下框架、整流变压器、多孔板和顶部盖板等,通常只留下一个空壳。
(2)安装除尘器进、出口烟道挡板阀(每个室进、出口都要装)。有些改造可能涉及到烟道和除尘器进、出口的改造。对进入各室的烟气量要精确计算,并进行气流分布试验,保证各室的气流相对均匀。
(3)在除尘器壳体内安装烟气导流板和气流均布装置。导流板的设计要考虑防磨。
(4)根据净气室和通道的位置,安装人孔门、视窗、走道及扶梯。设立的人孔门要采取密封和保温措施,视窗的设置应能从除尘器外部方便地看到花板的积灰情况。
(5)滤袋的选择与安装。袋式除尘器的滤袋选择(包括材质和外形尺寸)主要取决于烟气量、烟气温度、烟气成分、粉尘特性、除尘器的尽寸、安装使用要求及成本。国外常用滤料性能见表1。
(6)安装净气室和顶盖。净气室设计高度要便于袋笼的安装,顶盖的设计要考虑清灰管道和其他设备的布置及起吊装置的运行。
(7)安装清灰系统。清灰系统主要包括压缩空气设备及管线、脉冲阀、储气罐、喷吹管(或旋转装置)及相关的电器元件。一般都设3种清灰装置,即压差自动反吹清灰、时间继电器自动清灰和手动清灰。根据滤袋的使用寿命和积灰情况,甚至还可以将压差自动反吹清灰再分为快、中、慢3种方式。
(8)保护系统的安装。包括旁路烟道、除尘器进口烟气超温报警和紧急降温装置。为了避免锅炉点火燃油损坏滤袋(油烟粘袋)而设置旁路烟道时,涉及到锅炉与除尘器的街接和配合,尤其从旁路烟道切换到除尘器本体运行时,炉堂负压将有较大的波动,要求炉膛负压自动装置反应迅速,动作灵活。
另一个问题是烟温,国内大多数锅炉的实际烟温均超过设计值,有些超温幅度还较大,必须通过运行调试及投入吹灰器来控制。此外也可在烟道增设紧急报警和紧急降温装置。
(9)热工仪表及控制装置。可以将原电除尘器控制室内的高压电源“请出去”,经改造电气、热控线路后安装用于袋式除尘器的PLC和PC机。
(10)改造锅炉DCS和操作规程,以适应于袋式除尘器的运行和管理。
(11)改造(或更换)引风机和电机。
4、结语
电除尘器改为袋式除尘器的目的是以较低的投资来提高收尘效率,因此,在实施前必须优化设计,统观全局,进行长期和短期的综合经济技术比较。不同的场合、不同的项目、不同的改造方案所需的投资和工程时间也不尽相同。但是,总的说来,电除尘器改造为袋式除尘器较推倒重建、新建袋式除尘器可节省1/3以上的工程造价。可以说不花费大量资金、不需要长时间的停(施)工即可达到提高收尘效率的目的。