电袋复合除尘器在燃煤锅炉大型机组上的应用.pdf

2 0 l技Tech{n术ologl y与 Eln工gin efe程ringfA应gplf|c用at|of 修海明，朱召平，邓晓东，肖德贵 福建龙净环保股份有限公司，福建龙岩3 6 4 0 0 0 摘要 近年来，电袋复合 除尘技术在燃煤锅炉烟气除尘行业的应用取得 了快速发展 ，并 实现 了 6 0 0 M W 、1 O 0 0 M W 大型机组的突破。电袋复合除尘器已成为继电除尘器、袋式除尘器之后的新一代高效除尘 设备。应用实践表明，电袋复合除尘器对煤种变化的适应性强，可长期保持低排放，并具有运行阻力低、 占地面积小等优点。介绍了世界上首台1 O 0 0 M W 机组电袋复合除尘器的开发和应用情况。 关键词 电袋复合除尘器； 1 O 0 0 M W 机组； 气流分布 中图分类号 X 7 0 1 ． 2 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 6 - 5 3 7 7 2 0 1 3 0 8 - 0 0 2 0 - 0 5 1 前言 电袋复合除尘器是通过对电除尘、袋除尘技术深入 分析后 ，开发的一种高效除尘设备。国内从九十年代中 期开始研究 ，2 0 0 4 年，电袋复合除尘器首次在燃煤锅炉 行业取得成功应用⋯ 。应用以来 ，电袋复合除尘器以其 高效 、低阻、节能等优异性能，得到了快速发展，短短 5 年 内就突破 了在 I O O MW、2 0 0 M W 、3 0 0 M W 、6 0 0 M W机 组上的应用。电袋复合除尘器的快速推广和可靠使用， 为开发I O 0 0 MW特大型电袋复合除尘器奠定了基础。 2 工艺条件 2 ． 1 锅炉参数 锅炉型式为超超临界参数、变压直流炉；最大连续 蒸发量3 1 0 0 t ／ h ；燃烧器型式为直流式，四角切向燃烧； 空气预热器型式为三分仓回转式空气预热器。 2 ． 2 煤质、灰分、烟气分析 煤质参数见表1 ，灰分参数见表2 ，烟气参数见表3 。 中国环保产业 2 0 1 3 ． 8 2 ． 3 性能要 求 除尘 器 出 口粉尘浓 度 ≤3 0 mg ／ Nm ；设备 阻力 1 l O O P a ；本体漏风率 8 0 0 0 h 。 3 设计选型 根据该工程低排放 、低阻力 、高可靠性的要求 ，选 用电袋复合除尘方案。每台炉配两台电袋复合除尘器 ， 每台除尘器设3 个进 口烟道和出口烟道。电场区沿烟气 方向设2 个电场 ，垂直烟气方向分6 个室；滤袋区共设置 2 4 个净气分室，其中沿烟气方向布置2 个分室，垂直烟 气方向设1 2 个分室。总体布置如图1 所示。 l 一进 口烟道 ； 2 一进 口喇叭 ； 3 、4 一电场区 5 、6 一滤袋区 7 一净气室 ； 8 一提升阀 ； 9 ～出口烟道 图1 总体布置 图 表1煤质参数 设计煤种 校 核煤种1 校核煤种2 项 日 新密贫煤 新密贫煤 新密 贫煤 工 收到基全水分 M t ％ 8 ． 9 0 1 O ． 1 O 7 ． 6 0 业 空气干燥 基水分 M d ％ 0 ． 8 0 0 ． 9 6 O ． 7 7 分 干燥无灰基挥发分 V d a f ％ 1 3 ．9 O 1 0 ． 5 1 l 7 ． 2 7 析 收到基灰分 A a r ％ 2 7 ．1 0 2 5 ． 2 0 2 8 ． 9 5 收到基 低位 发热量 2 1 ，58 6 21 ，8 53 21 ， 21 4 O n e t ， a r k _T ／ k g 哈 氏可磨系数 H G I 1 1 7 1 1 2 l 2 2 冲刷可磨指数 K e 1 ． 9 4 3 ． 5 2 0 ． 4 0 收到基碳 C a r ％ 5 6 ． 9 4 5 8 ． 6 1 5 5 ． 5 9 兀 收到基氢 H a r ％ 2 ． 5 2 2 ． 3 6 2 ． 6 7 素 分 收到基氧 O a r ％ 3 ． 1 9 2 ． 5 O 3 ． 7 8 析 收到基氮 N a r ％ 1 ． 1 0 1 ． O 3 1 ． 1 5 收到基全硫 S t ，a r ％ 0 ． 2 5 0 ． 2 0 O ． 2 6 表2 灰分 参数 设计煤种 校核煤种1 校核煤种2 名称 及符号 新密贫煤 新密贫煤 新密贫煤 二氧化硅 S i 0 ％ 4 7 ． 4 0 4 8 ． 21 4 6 ． 3 6 三氧化 二铝 A 1 2 0 3 ％ 3 2 ． 3 O 3 0 ． 7 9 3 3 ． 7 4 三氧化 一铁 F e 0 ％ 6 ． 2 7 5 ． 2 2 6 ． 8 2 氧 化钙 C a O ％ 6 ． 6 8 7 ． 4 1 6 1 5 灰 氧化镁 M g O ％ 1 _ 5 5 1 ．6 4 1 ． 47 分 氧化钛 T i 0 ％ 1 ．4 6 l 4 l 1 ． 5 2 分 析 三氧化硫 S O ％ 1 4 4 2 ． 3 2 1 ． 2 0 氧化钠 N a 0 ％ 0 ． 4 0 0 ． 5 5 O ． 2 l 氧化钾 K O ％ 1 ． 6 4 1 ． 6 9 1 ． 5 4 氧化锰 M n O ％ O 2 O O ． 1 0 5 0 ． 2 5 0 其它 ％ 0 ． 6 6 0 ． 6 5 5 O ． 7 4 灰 变形温度 D T ℃ 1 5 0 0 1 5 0 0 1 5 0 0 熔 软化温度 S T ℃ l 5 0 0 1 5 0 0 1 5 0 0 融 半球 温度 H T ℃ 1 5 0 0 1 5 0 0 l 5 0 0 性 流动温度 F T ℃ l 5 0 0 1 5 0 0 1 5 0 0 测试温度为2 4 ℃时 Q c m 3 1 0 X1 0 。 4 ． 5 0 X1 0 1 ． 7 2 X1 0 。 飞 测试温度为8 0 “C时 Q c m 5 ． O 0 X1 0 。 8 ． 0 2 1 0 4 ． 6 O 1 0 “ 灰 测试温度I O 0 “C时 Q c m 2 ．9 0 X 1 0 3 ． 2 0 1 0 1 ． 9 8 X 1 0 比 电 测试温度1 2 0 ℃时 Q c m 3 ． 8 0 1 0 4 ． 4 O 1 0 3 ． O 0 1 0 。 阻 测试温度1 5 0 ℃时 Q c m 4 ． 8 O 1 0 5 ． 9 0 1 0 。 3 ． 8 O l 0 测试温度1 8 0 “C时 2 c m 1 ． O 0 X1 0 。 2 ． 0 2 x1 0 。 9 ． 0 5 X1 0 T e I c 技 h ． o I l 术 o g Y E n g i 』 n 工 e e r i I n 程 gA p l p 应 l i c a l t 用 i o n I n an1 袅 l 表3 烟气 参数 工况 参数名称 设计煤种 校核煤种 校核煤种 除尘器入 口烟气负压 P a 4 l 7 0 4 1 7 0 4 l 7 O 除尘器进 口标准湿烟气量 N m ／ h 1 ， 5 5 5 ， 2 6 5 1 ， 5 6 9 ， 3 2 7 1 ， 5 6 3 ， 6 8 0 除尘器进 口烟温 ℃ 1 2 5 1 2 4 1 2 7 除尘器进 口过剩空气系数 o 1 ． 3 1 ． 3 1 ． 3 除尘器进 V I 含尘浓度 g ／ m 3 4 ． 8 8 3 3 2 ． 2 1 2 3 7 ． 8 0 3 除尘器进 口二氧化硫含量 2 3 0 9 2 2 5 4 2 3 5 2 6 含氧量，千基 m g ／ N m B M C R 除尘器进 口氮氧化物含量 6 ％含氧量， 千基 ， 不投脱硝时 ≤6 5 0 ≤6 5 0 ≤6 5 0 m g ／ N m 除尘器进 口水蒸气含量 ％ 6 ． 0 4 6 5 ． 9 O 6 ． 1 4 4 除尘器进 口含湿量 g ／ k g 4 1 ． 5 4 4 O ． 5 7 4 2 ． 2 1 除尘器进 口水露点 ℃ 3 7 3 6 ． 5 3 7 ． 5 除尘器进 口酸露点 ℃ 7 2 ． O 4 6 9 ． 5 1 7 2 ． 5 除尘器入 口烟气负压 P a 一 41 7 0 4 1 7 0 4 l 7 O 除尘器进口标准湿烟气量 已考虑1 0 ％ 的裕量 N m 。 ／ h 1 ， 7 1 0 ， 7 9 2 l ， 7 2 6 ， 2 6 0 1 ， 7 2 0 ， 0 4 8 除尘器 进 口烟温 1 3 5 l 3 4 1 3 7 已加1 O ℃裕量 ℃ B M C R 考 除尘器进 口过剩空气系数 a 1 ． 3 1 ． 3 1 ． 3 虑 除尘器进 口含尘浓度 g ／ m 3 4 8 8 3 3 2 ． 2 1 2 3 7 ． 8 0 3 裕 量 除尘器进口二氧化硫 含量 2 3 0 9 2 2 5 4 2 3 5 2 后 6 ％ 含氧量，干基 m g ／ N m 的 除尘器进 口氮氧化物含量 工 6 ％ 含氧量 ， 干基 ， 不投脱硝时 ≤6 5 O ≤6 5 0 ≤6 5 0 况 m g ／ N m 除尘器进 口水蒸气含量 ％ 6 ． 0 4 6 5 ． 9 0 6 ． 1 4 4 除尘器进 口含湿量 g ／ k g 4 1 ． 5 4 4 0 ． 5 7 4 2 2 1 除尘器进 口水 露点 ℃ 3 7 3 6 ． 5 3 7 ． 5 I 除尘器进 口酸露 点 ℃ 7 2 ． 0 4 6 9 ． 5 1 7 2 ． 5 3 ． 1 工艺流程 锅炉烟气从空气预热器出来后 ，分3 路进人单台除尘 器 ，除尘器内部3 个通道用隔墙分隔开，是完全独立的。 烟气首先经过进 口喇叭 内含气流分布板 ，在气流分 布板的作用下，均匀进入电场区；烟气中的大部分粉尘 在电场区被捕集 ，少量荷电粉尘随烟气进入滤袋区，并 被滤袋拦截在外表面上；被电极和滤袋捕集的粉尘通过 清灰落入灰斗中，干净烟气则穿过滤袋进入净气室 ，通 过提升阀，汇人到出口烟道中。 除尘器每个通道进 口设风门，出口设提升阀，可以 实现单个通道的隔离检修。另外，电场区上部设置旁路 烟道，锅炉点炉烧油或烟温超限时，可以打开旁路阀， 关闭提升阀，从而有效保护滤袋。 O H I N A E N V l R ON M E NT A L P R O TE C T l ON I ND U ST R Y 2 01 3 ． 8 2 2 l技Techln术ologI v与 EIn工gineIe程ringl A应Ppllic用atiol 3 ． 2 技术参数 见表4 表4 技术参数 项 目 参数 一 、总体技术参数 最大处理烟气 量 m ／ h 保证排放浓度 m g ／ N m 除尘器本体总阻力 P a 二、电除尘区技术参数 电场断面积 II I2 电场数 个 电场风速 m ／ s 总集尘面积 m 比积尘面积S C A m ／ m 。 ／ s 电区设计除尘效率 ％ 单 电场长度 m 通道数 个 阴阳极振打方式 供 电分区数量 个 高压型号 三、袋除尘区技术参数 总过滤面积 m 过滤速度 m ／ m i n 袋区分室数 个 单室离线风速 m ／ m i n 清灰方式 清灰压力 M P a 喷吹脉冲 阀规格 i n 滤袋材质 滤袋保证寿命 h 清灰耗气量 N m ／ m i n 5 ．2 7 1 O ≤ 3 O 3 2． 0 00 3 5 3 ． 3 关键技术和技术难点 I O 0 0 MW机组的处理烟气量大，进入除尘器的烟气 通道较多 ，除尘器内部电区、袋区混合布置 ，结构复 杂。大型电袋复合除尘器的气流分布包括两部分内容， 即除尘器各通道的流量分配均匀和除尘器内部的气流合 理。该项 目烟气从空气预热器出来后分3 个通道进入除 尘器 见图2，为了保证除尘器各通道的处理负荷基 本均匀 ，必须通过调节措施使各通道的流量分配基本一 致。电袋复合除尘器内部既有电场区又有滤袋区，滤袋 区分为2 4 个分室，因此除尘器内部的气流既要保证电场 区的气流分布均匀，又要保证滤袋区的气流组织合理。 因此，实现大型电袋复合除尘器的气流合理分布是一个 技术难点 中国环保 产业 2 0 1 3 ． 8 图2 工艺流 程图 大型电袋复合除尘器的滤袋数量多，脉冲阀数量 多，脉冲阀和清灰气包的布置 占用了滤袋区大量 的空 间，造成滤袋区空间利用率低，占地面积大。必须通过 改进清灰技术 、提高单个脉冲阀的喷吹能力、减少脉冲 阀数量 ，才能精简滤袋区结构，降低设备成本，提高竞 争力。因此 ，设备大型化后如何提高袋区的清灰系统也 是一个技术难点。 3 ． 4 解决措施 1 开发大口径脉冲阀结合长滤袋喷吹清灰技术 根据调研 ，目前 国内外广泛应用的行喷吹脉冲阀 规格最大为3 英寸。通过在全尺寸喷吹试验台上对喷吹 清灰机理进行研究后揭示了 “ 气泡”清灰机理 ，而且 发现 ，脉冲阀的清灰性能受滤袋长度影响较小 ，却对 滤袋数量变化敏感 。因此得出结论 ，对于行喷吹脉冲 阀，其清灰能力不能按喷吹面积 ，而应该用单个阀喷 吹特定滤袋的数量来表征。对于该项 目使用的针刺毡 滤袋 ，试验表明3 英寸脉冲阀最多能喷吹8 ． 2 5 米长滤袋 1 7 ～ 1 8 条。若采用3 英寸脉冲阀，需要1 0 0 0 多个阀，而 且会造成袋 区非对称布置 ，气流难以合理分布 ，显然 无法适应大型电袋复合除尘器的要求 。因此 ，开发更 大 口径的脉冲阀清灰技术是唯一 的出路。企业通过与 脉冲阀生产公司合作 ，现已成功开发出4 英寸脉冲阀喷 吹系统，实现单个阀喷吹2 5 ～ 3 O 条滤袋 。对于I O 0 0 MW 机组，采用4 英寸脉冲阀与常规3 英寸脉冲阀相 比，脉 冲阀数量减少 3 0 ％以上 ，袋区 占地面积减少7 ． 5 ％以 上 ，而且袋区结构完成对称 ，气流顺畅。 rL●日H■l ltf、rL■■ll__日 l r● 』 ll■ll l q 、 ■●■■置l量 ● ● ● Ij } 2 4 I技TechIn术ologI y与 EIn工gineIe程ringlA应pplIic用atioIn 参考 文献 ⋯ 黄炜 ，等 电袋复合式除尘器的突破【 G 1 ． 第十一届全国电除尘学术会议论文 { 2 1 西安热工研究院有限公司新密电厂4 号机缎性能考核试验报告 除尘器部分 集，2 0 0 5 【 R 】 ．报告编号T P R I／ T D R B 一 2 6 1 2 0 1 2 ． 2 0 1 2 ，1 2 Ap p l i c a t i o n o f El e c t r i c a l Ba g a n d Co mp o u n d P r e c i p i t a t o r i n Bi g s i z e d Ge n e r a t i n g S e t o f Co a l fi r e d Bo i l e r Xl U Ha i- mi n g 。 ZHU Zh a o p i n g， DENG Xla o - d o n g ， XI AO De - g u i F u j i a n L o n g k i n g E n v i r o n me n t a l P r o t e c t i o n Co ． ， L t d ， L o n g y a n F u j ia n 3 6 4 0 0 0 ， Ch i n a Abst r ac t I n r e c e n t y e a r s ， t h e a p p l ic a t i o n o f e l e c t r i c a l b a g a n d c o mp o u n d p r e c i p i t a t i o n t e c h n o l o g y i n fl u e g a s p r e c i p it a t ion i n d u s t r y o f c o a l - fi r e d b oil e r h a s d e v e l o p e d f a s t a n d r e a l i z e d a b r e a k t h r o u g h o f 6 0 0MW 、 1 0 0 0 MW b i g s i z e d g en e r a t i n g s e t ． Th e e l e c t r i c a l b a g an d c o mp o u n d p r e c i p it a t or h a s b e c ome a n e w g en er a t i o n an d h i g h e ffic i e n c y p r e c i p i t a t ion e q u i p me n t f o l l o wi n g t h e e l e c t r i c p r e c i p i t a t o r a n d b a g - h o s e p r e c i p i t a t o r , Th e u s e p r a c t i c e s s h o w t h a t t h e ele c t r i c a l b a g a n d c o mp o u n d p r e c i p it a t or s e e a s t r o n g a d a p t a b i l it y o v e r t h e c o a l v ar ie t y c h a n g e ， c a n k e e p l o w e mi s s i o n f o r a l o n g t e r m， h a v e a l o w r e s is t a n c e i n o p e r a t ion ， a n d o c c u p y a s ma ll l a n d a r e a ． T h e p a p e r i n t r o d u c e s t h e d e v elo pme n t a n d a p p l i c a t i o n o n t h e fi r s t s e t o f 1 0 0 0 MW g e n e r a t i n g s e t o f t h e e l e c t r i c al b a g a n d c o mp ou n d p r e c i p i t a t o r i n t h e wo r l d ． Key w or ds e l e c t r i c a l b a g a n d c omp o u n d p r e c i p i t a t o r ；1 0 0 0 MW g e n e r a t i n g s e t ； air f l o w d i s t r i b u t i o n 上接第1 9 页 除尘 处理风量8 0 0 2 8 ， O 0 0 m ／ h ，以及内蒙古鄂尔多 斯P V C 粉料干燥回收 处理风量7 5 ， O 0 0 m ／ h等生产环 节中也已经安装完毕，即将投入使用。 3 结语 综上 ，烧结板除尘器有效解决了传统的工业除尘 设备除尘效率低 、排放浓度高、长期使用效果不佳等 问题，并在电石法P V C 生产中取得了良好的应用效果。 参考文献 ⋯ 黄平男，张建文，陈贤树． 新一代高效超细粉体收集器 中国非金属矿工业 导刊，2 0 0 3 3 【 2 】2王晓 塑烧板除尘器在热轧带钢生产工况的应用【J 】 l 工业安全与环保，2 0 0 9 4 ． 【 3 j 瞿仁静 ，刘晓红，王贤，包稚群 塑烧板除尘器在粉末冶金上的应用 环境 科学导刊，2 0 1 2 1 ． f 4 】 侯文潭 U H MWP E 塑烧板基板成型过程的数值模拟及其制备工艺研究【 D 】 中南 大学，2 0 1 2 Ap p l i c a t i o n o f S i n t e r e d P l a t e P r e c i p i t a t o r i n P VC P r o d u c t i o n WANG J i a n ． h o n g ’ ，YU Xia o ， ZHU J i n ． s o n g 1 ． D e v e l o p me n t C e n t e r o f Ma c h i n e ryE n v i r o n me n t a l I n d u s t ry， B e ij i n g 1 0 0 8 2 3 ； 2 ． Z h e j i a n g D o n g f a n g E n v i r o n me n t a l E q u i p me n t Co ． ， L t d ， H a n g z h o u 3 1 1 1 2 1 ， Ch i n a Abs t r act Th e p a p e r p r e s e n t s t h e a p p l ic a t ion o f s i n t e r e d p l a t e p r e c i p it a t or i n c alc i u m c a r b ide p r o c e s s o f PVC p r o d u c 。 t i o n ； e x p l i c a t e s t h e wo r k i n g p r i n c i p l e an d c h a r a c t e r i s t i c o f s i n t e r e d p l a t e p r e c i p i t a t o r ； T h r o u g h t h e a p p l i c a t i o n o f s i n t e r e d p l a t e p r e c i p it a t o r i n o r e p r o d u c t ion l i n e， t h e p a p er v a l i d a t e s t h e e x c el len t a n d d i ff e r e n t d u s t r e mo v a l e ffic i e n c y o f t h e s i n t er e d p l a t e p r e c i p it a t or i n c a l c i u m c ar b id e p r o c e s s o f P VC i n d u s t ry d u s t r emo v a l a p p l ic a t ion ． Key w or ds s i n t e r e d p l a t e p r e c i p i t at o r ； PVC； c a l c i u m c a r b id e p r o c e s s ； d u s t r e mo v a l e ffic i e n c y 中国环保产业 2 0 1 3 ． 8