水煤漿鍋爐除塵器改造方案篩選分析

第23卷第9期廣東電力VoL. 23 No 92010年9月GUANGDONG ELECTRIC POWER水煤漿鍋爐除塵器改造方案篩選分析王敏玲(汕頭經(jīng)濟特區萬(wàn)豐熱電有限公司,廣東汕頭515064)摘要:針對萬(wàn)豐熱電廠(chǎng)水煤漿鍋爐現役靜電除塵器巳不能滿(mǎn)足煙氣排放新標準,需進(jìn)行改造的問(wèn)題,提出了采用高效靜電除塵器、袋式除塵器、電-袋復合除塵器的3種改造方案,為此,結合萬(wàn)豐熱電廠(chǎng)水煤漿鍋爐煙氣的特點(diǎn)和靜電除塵器歷年運行情況,分析比較了3種改造方案在水煤漿鍋爐上應用的技術(shù)可行性和經(jīng)濟性,最后比較結果認為改造采用靜電除塵器的除塵效率高,是最優(yōu)選擇。關(guān)鍵詞:水煤漿;靜電除塵器;巢式除塵器;電-袋復合除塵器;除塵效率中圖分類(lèi)號:TK223.2文獻標志碼:B文章編號:1007-290X(2010)09-0072-04Analysis and Selection of Retrofit Schemes about dust remover ofCoal Water Slurry boilerWANG Min-lingShantou Special Economic Zone Wanfeng Thermal Power Co, Ltd. Shantou, Guangdong 515064, China)Abstract: The active electrostatic precipitator of coal water slurry (CwS) boiler in Wanfeng Thermal Power Plant needs tobe retrofitted to meet the new standard on flue gas emission. Three retrofit schemes are presented, i. e. adopting efficientelectrostatic precipitator, bag filter and advanced hybrid particulate collector. Considering the features of flue gas fromCws boiler in the plant and the operation of electrostatic precipitator over the years, technological and economicalcomparisons are made for the three schemes. The comparison result shows that adopting efficient electrostatic precipitator ishe best choiceKey words: coal water slurry(CwS); electrostatic precipitator: bag filter; advanced hybrid particulate collector; dustremoval efficiency水煤漿是一種可以通過(guò)管道輸送的代油煤的況,提出改造方案并進(jìn)行技術(shù)性、經(jīng)濟性分析,流體燃料,一般由60%~70%的煤、30%~40%選擇效率高、投資少、運行費用低的改造方案。的水和少量添加劑組成。2006年萬(wàn)豐熱電廠(chǎng)1號鍋爐改燒水煤漿改造時(shí),加裝了靜電除塵器,萬(wàn)豐熱電廠(chǎng)設備概況改造后至2009年底,煙塵排放質(zhì)量濃度小于1501.1靜電除塵器mg/m3,屬于達標排放。2009年,廣東省環(huán)保萬(wàn)豐熱電廠(chǎng)現役靜電除塵器的運行方式為單室局、廣東省質(zhì)量技術(shù)監督局聯(lián)合發(fā)布了新地方標三電場(chǎng)頂部振打清灰式,其設計參數如下:處理風(fēng)準DB44/612-209《火電廠(chǎng)大氣污染物排放標量350256m/h;煙氣溫度低于140℃;有效高準》,規定從2010年1月1日起,煙塵最高允許度11.79m2;有效截面積106.1m2;極板24個(gè);排放限值為50mg/m,這樣,1號鍋爐屬超標排設計除塵效率9%;保證收塵效率9%;允許煙放,需對除塵器進(jìn)行改造。結合水煤漿鍋爐煙氣氣負壓-5600Pa;阻力小于294Pa的特點(diǎn),分析現役水煤漿鍋爐除塵器的運行情1.2水煤漿爐煙氣特點(diǎn)1號鍋爐自2006年底通過(guò)環(huán)保驗收后已運行3收稿日期:201005-19年多,其間各水煤漿廠(chǎng)家供給的水煤漿品種多樣,第9期王敏玲:水煤漿鍋爐除塵器改造方案篩選分析良莠混雜,甚至有混煤制漿的情況。燃燒過(guò)程中,灰比電阻不穩定,這是水煤漿鍋爐改造采用靜電除由于水煤漿中32%~40%的水分要蒸發(fā),所以水塵技術(shù)的不利因素;水煤漿含水量高又有利于除塵煤漿鍋爐煙氣的含濕量較燃煤鍋爐高,具有含濕量效率的提高,這是有利因素。要達到煙塵排放質(zhì)量高、成分多變、飛灰比電阻不穩定的特殊性,因此濃度40mg/m3的改造目標,是否適合采用靜電除改造時(shí)必須采取針對性強的改造措施。1號鍋爐的塵技術(shù),必須進(jìn)行綜合分析。煙塵最高允許排放質(zhì)量濃度為50mg/m3(給予一般情況下,提高靜電除塵器的效率是通過(guò)增20%的裕度),為此,改造目標確定除塵器出口煙加總集塵面積來(lái)實(shí)現的。塵質(zhì)量濃度為40mg/m3。電除塵器除塵效率的計算式為23種改造方案的技術(shù)可行性分析m=1-exp(- Aw/Q式中:為除塵效率,%;A為電除塵器的總集塵目前,火力發(fā)電廠(chǎng)廣泛采用的是靜電除塵器和面積,m2;Q為處理煙氣量,m3/s;a為粉塵驅袋式除塵器,電一袋復合除塵技術(shù)近年來(lái)也有所發(fā)進(jìn)速度,m/s?？梢?jiàn),除塵效率理論上受A、Q、展,為了選擇有效的除塵方案,對3種除塵方案的a的限制。技術(shù)性進(jìn)行比較。根據式(1)可推導出2.1方案1—采用高效靜電除塵器A/Q=-ln(1-7)2.1.1靜電除塵器的優(yōu)、缺點(diǎn)根據式(2)和原靜電除塵器的總集塵面積、歷靜電除塵器的優(yōu)點(diǎn):技術(shù)成熟,運行可靠,維年的除塵效率、目標除塵效率,可以分析歷年來(lái)各護量小;設備阻力小;處理煙氣量大;可用于煙氣影響因素下的綜合變化程度a/Q和在相同情況下溫度高、壓力大的場(chǎng)合。達到改造目標的總集塵面積需要的范圍。設原靜電靜電除塵器的缺點(diǎn):對煤種變化比較敏感,除除塵器的總集塵面積為A1,目標靜電除塵器的總塵效率受飛灰比電阻影響比較大;制造、安裝、運集塵面積為A2,因某一測定時(shí)點(diǎn)a/Q的值是行管理水平要求高;不具備在線(xiàn)檢修功能,一旦設相對固定值,故同一時(shí)點(diǎn)備出現故障,要帶故障運行,或者停用檢修。(A2a/Q):(A1a/Q)=A2:A12.1.2可行性分析改造后的靜電除塵器和原靜電除塵器的有關(guān)參由于萬(wàn)豐熱電廠(chǎng)燃用水煤漿煤種復雜多變,飛數值比較見(jiàn)表1。表1改造前后的靜電除塵器參數比較原除出煙塵推1原除出口煙塵推算的入改造后20001停爐2000997.9366798.913.8634.5181.17034219883327044491.32010976783250%73.7304.攤1.179200940395.8321498763.1704.3861.384201197.6325098.773.7304.391.17920090495.93268%8783.194.4031.37N2012%5.93537%8.873.1944.4821.40320090596113735139883.244.4751.379201001973103381598.953.6124.5581.2622009-06348098.853694.46111010292850099.534.8285.3591.11030896938634331.120%8199.283.96349281.2442009843724.3741.1592x104979130619099.353.8635.0421.305注:1除塵器出口、入口煙塵排放濃度以過(guò)量空氣系數1.4折算;2.除塵器出口煙塵濃度和除塵效率數據來(lái)源于定期監測報告74廣東電力第23卷由表1可知道,2009年12月,A2/A1的值最耐腐蝕濾料;用于處理高溫煙氣時(shí),需要采取降溫大為1.403,可見(jiàn)要達到改造目標,總集塵面積增措施,將煙溫降到濾袋長(cháng)期運轉所能承受的溫度以加量不大,可通過(guò)加高、加寬或增加電場(chǎng)來(lái)實(shí)現,下,并盡可能采用耐高溫的濾料技術(shù)上是可行的。濾袋的使用壽命受吹掃頻率、煙氣溫度、粉塵改造后仍采用靜電除塵技術(shù)的不足之處是不能粒徑的影響較大徹底解決除塵效率不穩定的問(wèn)題,還有可能出現超2.2.4技術(shù)性分析標排放的情況,所以在設計時(shí)要預留足夠的裕量。袋式除塵器雖然有種種不足,但在現在環(huán)保要22方案2—采用袋式除塵器求逐步嚴格的情況下,其高效穩定的除塵效率具有2.2.1袋式除塵器的除塵原理明顯優(yōu)勢,并在不少燃煤電廠(chǎng)中得到成功的應用。袋式除塵器是一種通過(guò)織物濾料進(jìn)行粉塵分萬(wàn)豐熱電廠(chǎng)需要的也正是這種對粉塵去除效率高,離捕集的裝置,對含塵氣體具有篩分、慣性碰對燃用不同煤種的鍋爐煙氣具有高度適用性的除塵撞、攔截、擴散、靜電及重力作用。篩分作用是器,但對于存在含濕量較高的水煤漿爐煙氣,袋式布袋除塵器的主要濾塵作用之一,它適用于捕集除塵器的缺點(diǎn)同樣突出:含濕量高的煙氣會(huì )使粉塵細小、干燥、非纖維性粉塵。濾袋采用紡織的濾更易在濾料表面吸濕固化,壓力損失將較一般的燃布或非紡織的氈制成,利用纖維織物的過(guò)濾作用煤鍋爐高,為維持系統壓力損失低于一定的限值,對含塵氣體進(jìn)行過(guò)濾,一般織物濾料纖維間的孔需提高氣布比,縮短清灰周期,這會(huì )提高一次性投隙遠大于粉塵粒徑,開(kāi)始過(guò)濾時(shí)的篩分作用很資和運行費用;濾料表面吸濕固化還可能造成清灰小,主要是靠慣性碰撞、攔截、擴散、靜電及重困難,使濾袋堵塞以至快速損壞,濾袋壽命縮減力作用。濾料使用一段時(shí)間后,濾布表面積聚了須頻繁更換濾袋,增加了維護的工作量和費用。所層粉塵黏附層,這層粉塵稱(chēng)為初層,以后碰以改造后釆用袋式除塵器,能夠達到排放要求,但撞、擴散等作用變得很小,而主要靠篩分作用,投資大,運行維護成本也較高。初層是濾料的主要過(guò)濾層。2.3方案3采用電-袋復合除塵器2.2.2影響袋式除塵器運行的主要因素2.3.1電-袋復合型除塵器的除塵機理袋式除塵器除塵效率主要受濾袋壽命的影電一袋復合除塵器屬于分級過(guò)濾,即一級電除響口。影響濾袋壽命的因素主要有煙氣理化性質(zhì)、塵器進(jìn)行大顆粒粉塵的捕集,二級布袋除塵器進(jìn)行清灰方式、氣布比、濾料性能和運行維護管理。小顆粒粉塵的捕集。電除塵設置在前,能捕集大量22.3袋式除塵器的特點(diǎn)粉塵,沉降高溫煙氣中未熄滅的“紅星”顆粒,緩沖袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)2:除塵效率穩定,對不同均勻氣流;濾袋串聯(lián)在后,收集少量的細粉塵,嚴煤種有很強的適應性強,能夠使出口煙塵濃度長(cháng)時(shí)把排放關(guān),當兩收塵區域中任何一方發(fā)生故障時(shí),間保持在較低水平;除塵效率高,袋式除塵器除塵另一區域仍保持一定的收塵效果,具有較強的相互效率大于999%,除塵器出口煙塵質(zhì)量濃度低于彌補性30mg/m3,甚至能達到10mg/m,滿(mǎn)足新排放標2.3.2新技術(shù)準的要求;捕集粉塵范圍廣,對細小顆粒也有很好電-袋復合除塵器是一種新除塵技術(shù),其主要的除塵效果;技術(shù)結構簡(jiǎn)單,易于維護,且具有在特點(diǎn)是-4線(xiàn)檢修的能力,可不停爐檢修,能滿(mǎn)足發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)a)除塵效率高效穩定。電-袋復合除塵器采連續性的要求用過(guò)濾式除塵方法,具有袋式除塵器高效穩定的特袋式除塵器的缺點(diǎn):設備阻力大,要求系統的點(diǎn)引風(fēng)機功率較高,加大了運行能耗;用于凈化含有b)阻力比純袋式除塵器低,可以減少引風(fēng)機油霧、水霧及黏結性強的粉塵時(shí)對濾料有相應要功率消耗求;用于處理相對濕度高的含塵氣體時(shí),需要采取c)濾袋壽命較長(cháng)。保留前級高壓電場(chǎng),除掉保溫措施(特別是冬天),避免因結露而造成“糊大量大顆粒高溫粉塵,使濾袋的負荷大為下降,清袋”;用于凈化有腐蝕性氣體時(shí),需要選用適宜的灰周期延長(cháng),濾袋壽命增長(cháng),但電場(chǎng)放電所帶來(lái)的第9期王敏玲:水煤漿鍋爐除塵器改造方案篩選分析O3對濾袋的影響程度仍是未知數,技術(shù)處于尚未表23種除塵器的綜合對比成熟階段。對比袋式電場(chǎng)靜電電一袋復合23.3技術(shù)性分析除塵器除塵器除塵器由于萬(wàn)豐熱電廠(chǎng)水煤漿鍋爐燃用煤種具有復雜技術(shù)成熟度多變、煙氣含濕量高的特殊性,從技術(shù)上看,電穩定性袋復合除塵器是較合適的選擇。但是,布袋除塵部分清灰頻率較大,功耗和布袋磨損較高,引起運行占地面積費用增加;由于煙氣的高含濕量,比電阻下降,靜排放濃度達標達標達標電除塵可達到相同的除塵效率,電耗較低設備阻力由于電-袋復合除塵技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的再投資費用新技術(shù),在燃煤電廠(chǎng)的應用上還存在不少問(wèn)題運行費用在水煤漿鍋爐還沒(méi)有成功應用的先例,如采用電在線(xiàn)檢修在線(xiàn)檢修以不可以袋復合除塵技術(shù),需承擔一定的技術(shù)風(fēng)險。能力有限制設備操作須對工人人技能須對工人33種改造方案的經(jīng)濟性分析難易程度進(jìn)行培訓已較熟練進(jìn)行培訓3.1設備費用比較由于靜電除塵器的阻力小,采用方案1,原引參考文獻風(fēng)機不必改造,可利用原靜電除塵器的配套設備和[]原水濤林國鑫,宜偉橋,火力發(fā)電廠(chǎng)電除塵技術(shù)[M.北京構件,設備費用低;釆用方案3,也可利用原靜電化學(xué)工業(yè)出版社,2008除塵器的部分配套設備和構件,增加布袋除塵部YUAN Yong-tao, LIN Guo-xin, XUAN Wei-qiao. Electros-tatic Precipitation Technology of Thermal Power Plants [M]分,改造引風(fēng)機部分,投資較高;如采用方案2最多只可利用原靜電除塵器的殼體,增加引風(fēng)機和[2]李東渠,武文斌,袋式除塵器的設計及過(guò)濾材料的選擇[]布袋除塵部分的投資,設備費用最高。糧食與食品工業(yè),2009,16(2):32-3932年運行費用比較LI Dong-qu, wU Wen-bin. Design of Bag Filter and Choice of燃煤電廠(chǎng)不同除塵技術(shù)的年運行費用投入比較Filtration Medium[J]. Cereal and Food Industry,2009,16(2):32-39是°:方案1最小,其次是方案2,最大是方案3[3]趙欣華,梁冬,布袋除塵技術(shù)在發(fā)電廠(chǎng)鍋爐煙氣除塵中的應用萬(wàn)豐熱電廠(chǎng)水煤漿鍋爐改造采用方案1就可以滿(mǎn)足[J.黑龍江電力,205,27(2):154-157.排放要求。3種改造方案的技術(shù)、經(jīng)濟比較見(jiàn)表2。ZHAO Xin-hua, LIANG Dong. Application of Arrester Tech-從表2的綜合比較結果看,采用方案1的技術(shù)nology to the De-dusting of Boiler Flue Gas in Power Plant[J]性、經(jīng)濟性最高Heilongjiang Electric Power, 2005, 27(2): 154-157.[4]蔡銘,劉練波,陳俊峰.燃煤電廠(chǎng)靜電除塵器改造方案[J.中4結論國電力,208,41(7):74-77CAl Ming, LIU Lian-bo, CHEN Jun-feng Retrofit Schemes除塵技術(shù)的選擇原則是:滿(mǎn)足排放標準,技術(shù) of the Electrostatic Precipitators in Coal-fired Power Plants性能好;可靠安全,穩定性好;經(jīng)濟性高;占地面[]. Electric Power,208,41(7):7477.積小;操作簡(jiǎn)單,維護容易。3種改造方案各有優(yōu)5]江得厚,孫寧,董雪峰,等燃煤電廠(chǎng)電一袋復合式除塵器不是最佳組合[].中國電力,2009,42(S1):179-183缺點(diǎn),綜合考慮,萬(wàn)豐熱電廠(chǎng)水煤漿鍋爐除塵改造JIANG De-hou, SUN Ning, dONG Xue- feng, et al. Not the采用方案1最為經(jīng)濟可行Best Combination to Electrical Bag Hose Composite種方案的技術(shù)、經(jīng)濟比較是在假設通過(guò)增加Precipitation in Coal-fired Power Plants[J]. Electric Power電場(chǎng)來(lái)提高除塵效率的情況下進(jìn)行。實(shí)際上電除塵2009,42(S1);179183.器的提效改造,還可通過(guò)加高、加寬原除塵器,改變極配型式,改變布局等方式實(shí)現,不同的選擇主作者簡(jiǎn)介:王教玲(972-),女,廣東澄海人,工程師,理學(xué)要是考慮空間的限制和經(jīng)濟性。士,從事電力環(huán)保技術(shù)管理工作。