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电厂锅炉脱硫除尘采用袋式除尘的可行性

金工机械厂发布于2016-02-29   查看次数:次  本文来自:http://www.josephfloyd2.com/hangye/806.html

  1、烟尘治理环境标准要求越来越高

  由于认识到烟尘的危害性,我国已制定烟尘控制标准,而各省市根据本地的状况也制定出更严格的地方标准,如京、津、唐地区要求燃煤电厂烟尘排放质量浓度小于30mg/m3,河南省已拟出台电力、水泥行业烟尘排放质量浓度小于50mg/m3,2010年前全国都会实行小于50mg/m3的控制标准,使用4电场甚至5电场电除尘器都难达到此标准。老电厂改造由于场地所限,增加电场就更困难,只有采用袋式除尘器才能达到新标准。

  2、粉尘浓度对脱硫塔安全运行的影响

  脱硫塔本身有除尘作用,设计人员往往将脱硫塔一般考虑有50%除尘效率,有些甚至设计为80%除尘效率。以一台300MW机组为例,双室3电场电除尘器烟气出口质量浓度256mg/m3,排放量为506kg/h,按脱硫塔除尘效率50%设计,就有253kg/h粉尘掺入石灰石浆液系统循环,影响脱硫效率,也加剧了循环泵和喷淋系统的磨损,有的电厂运行不到半年,循环泵及喷淋系统部件都因磨损更换。大量粉煤灰也影响石膏结晶和品质不利于销售。更重要的是PM10以下的粉尘不能去除,只有采用5电场或6电场的电除尘器才有可能得到改善,但在占用场地和技术经济比较方面电除尘就失去优势了。

  3、国内袋式除尘器发展现状和存在的问题

  随着大型脉冲喷吹长袋式除尘器的出现,新型耐折、耐高温、耐腐蚀滤料开发应用,清灰和保护系统自动化程度的提高,使得袋式除尘器应用于电厂的技术问题得到了较好解决。所以,目前袋式除尘器发展很快。

  4、袋式除尘器设计参数的选择

  为延长滤袋使用寿命,能够正常稳定运行,设计时对烟气参数、滤材、笼架、结构、喷吹系统要精细综合考虑和选择,这些方面对设备运行寿命有很大影响。

  4.1、设计前测定烟尘的物化特性

  燃用低硫煤,比电阻超过1013Ω·cm,Al2O3和SiO2超过85%而K2O和Na2O含量低,而且灰很径,电除尘器难以收集,应考虑采用袋式除尘。这种情况就是采用了高投资的5电场、6电场都很难长期稳定达到烟尘排放小于50mg/m3的要求。

  4.2、走出湿法脱硫塔作为除尘器使用的设计误区

  现在设计中流行采用4电场或5电场电除尘器,使除尘器出口排放达到100mg/m3,再加上湿法脱硫除尘50%,达到最后的排放50mg/m3以下的方法[8],实际工程应用中受烟尘物化特性的影响,5电场电除尘器也很难保证除尘效率达到100mg/m3以下,并且脱硫塔作除尘器用,脱硫效率下降和部件磨损影响正常运行及石膏品质,甚至失去0.015元/(kW·h)的脱硫电价,这样做得不偿失,值得思考。

  4.3、烟气参数的选定

  (1)烟气量:滤袋过滤面积选择以实测参数为依据,烟气量选择过高投资过大,过小则在某些工况时锅炉不能满负荷运行,要考虑实测时的漏风量和烟温,是否可通过省煤器、空气预热器检修得到降低,即使排除这些因素后,也还要考虑运行中积灰和漏风逐步加大和煤质变化等因素,所以实测烟气量要适当加大5%~10%,适当加大烟气量还可以在“假性”糊袋时带不上负荷起一定缓解作用(即烟气水分偏大,烟尘易糊在滤袋表面,经运行一段时间干燥后,可通过反吹清除),若湿的烟尘进入滤袋纤维内部不能反吹清除的永久性糊袋,只好更换滤袋。

  (2)烟气温度:烟气温度不但影响烟气量的数值,同时也影响选择滤袋的性能。烟温选定过高,再综合考虑烟气含氧量、NO2的数值,很可能选用高一档的滤布P84,这样会使投资增加,所以适当为好。

  4.4、滤袋及袋笼选择

  (1)滤袋的选择:电厂烟气温度一般运行在120~160℃,适合在这种温度段使用的只有Nomex(亚酰胺)、PPS(聚苯硫醚)、P84(聚酸亚铵)。Nomex化学性能较后2种差,都不选用。P84(或聚四氟乙稀)适宜高过200℃使用,而价格贵得多,电厂一般选择PPS,其性能较好,耐酸、碱最优,耐高温也较好,抗拉、抗磨、抗折较好,但其抗氧化性能较差,所以运行中要防止高含氧量运行。

  (2)过滤风速的选择:过滤风速实际就是气布比,既每分钟通过1m2滤料的烟气量,该值选择过高滤袋寿命缩短,选择过低投资过高,合理选择过滤风速是必要的。根据国外和我国运行经验,使用PPS滤袋保证使用寿命30000h,过滤风速一般选择1.0m/min左右,电除尘+袋除尘可以选用1.2~1.3m/min,高粉尘浓度的袋式除尘器选用0.8m/min以下,对气流均匀分布及延长滤袋寿命较为合理。

  (3)核校酸露点温度:运行在酸露点温度以下所产生的强酸同样对滤袋寿命有害。酸露点温度一般在90~145℃,很多电厂烟气温度都高于这个范围,但低负荷运行时烟温降低,当低于酸露点时,烟气中水蒸气凝结;另一面,低负荷时燃烧过剩空气系数大,过剩氧量高,形成SO3含量会增加,酸露点也会增高,对滤袋和袋笼都有强腐蚀作用。如果燃料含硫量高情况就更严重,因为烟气露点随烟气中SO2含量的增加下降,同时SO2含量越高,生成SO3也越多。设计时要根据煤的含硫量和低负荷时烟温核算酸露点温度,考虑对滤袋和袋笼的腐蚀影响,应控制除尘器的入口烟气温度在酸露点以上的对策。

  5、结语

  (1)为减少大气污染,提高人民健康水平,达到国家减排指标和日趋严格的要求,发展袋式除尘器是大势所趋。

  (2)袋式除尘器投资和运行费用大致与4电场电除尘器相当,设计和运行得当时费用要低于4电场除尘器,但排放浓度远远低于5电场甚至6电场除尘器的指标。

  (3)设计、运行严格按上述要求进行,滤袋使用寿命可达到和超过30000h,目前已用袋式除尘器的平均年破袋率低于1%,维护工作量比电除尘更少。

  (4)国外已有600MW和1000MW机组袋式除尘器运行,我国可以考虑逐步推广到300MW和600MW机组上使用。

  (5)为保证脱硫装置安全可靠运行,可适当考虑采用袋式除尘加湿法脱硫系统的方式。

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