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2008年10月电力环境保护第24卷第5期电袋复合式除尘器的工业化应用研究Studyoneleetro一bageomPounddustremovingteehnologyinindustrializationapplieation王丽丽’,王丽萍’,张秀跳,,张玉翠’(1.江苏省资源环境信息工程重点实验室,江苏徐州2210082.徐州坝山环保热电有限公司,江苏徐州221004)摘要:介绍了目前我国除尘技术所面临的主要问题和存在的局限性,分析了电袋复合式除尘器的工作原理及其主要特征,探讨了电袋复合式除尘器的应用参数、改进措施.并对其性能参数及经济性进行了评价,认为电袋复合式除尘器是一种新型、高效、节能、稳定的除尘技术,具有广阔的应用前景。关妞词:电袋复合式除尘器;电除尘器;布袋除尘器Abstaret:ThePrimayrProblemsanddisadvantagesofthedustremovingteChnologyinChinaatPresentwerein·trodueed.Theremovingmeehanismandthemaincharacetristiesofelectro一bageomPOunddustremovingin·strumentwereanalyZed.TheaPPlieationParameterofeleetor一bageomPounddustremovingandimProvementmeasureswerediscussed.ThePefrormaneeParameterandeeonomiebenefitwereestimated.EleetrO一bageomPounddustremovingteehnOIOgywasagood一effeet,saving一energyandgood一stabilizationtechnOIOgy,whichhadextensiveaPPlicatjonforeground.Keywords:eleetro一bagcomPounddustremovinginstrument;electrostatiePreeiPitator;filterbag中圈分类号:X701.2文献标识码:B文章幼号:lX()9一4032《2008)05一0()l一04随着经济的快速发展,国家对大气质量控制越来越严格,同时也对除尘设备的性能及可靠性提出了更高的要求。我国工业使用的除尘器绝大多数达不到50mg/m,新环保标准川(本文烟气量均为标准状态值),电袋复合式除尘器的研制与应用,是针对现实市场需求开发的一种新型、高效、节能、稳定的除尘技术。针对徐州坝山环保热电有限公司设计装机容量为2x90t循环流化床锅炉燃用高灰分煤研石、高水分煤泥和部分劣质煤,锅炉烟气含尘浓度高,在除尘技术方面需要新的突破,实现在新标准下达标排放的现状,进行了电袋复合式除尘新工艺技术的工程化应用研究。1除尘技术的局限性电除尘器和袋式除尘器是工业烟气净化设备中最重要的两种传统除尘设备,在以往的工业粉尘治理中都发挥了主导作用,但在新形势下,它们又都分别存在着自身难以克服的局限性。1.1电除尘器的局限性静电除尘器在燃煤电厂烟气净化中主要存在以下局限:(l)对超细颗粒(如PM2.5)捕集能力有限;(2)除尘效率受诸多因素(如烟温、烟气流速、飞灰特性、含硫量等)影响,波动较大;(3)除尘效率与集尘面积大体呈指数函数关系,要达到较高的排放标准,必须增大集尘面积,从而增加投资;(4)除尘效果受粉尘比电阻影响,对高比电阻粉尘适应性差。1.2布袋除尘器的局限性同样,布袋除尘器在使用中也存在一定的局限性,除了运行阻力大等问题外,还有滤袋使用寿命问题(如糊袋、烧袋、漏袋和腐蚀、磨损等)。一些大型袋式除尘器,可通过增加旁路烟道、紧急增温和降温辅助设施等提高其运行的安全系数,但由于附着在滤袋上的尘饼必须清除才能使布袋过滤再生,因此,滤袋的清灰必不可少,清灰越彻底,越有利于布袋除`金项目:江苏省徐州市工业科技计llt项目(XZZ()D7l9)2008年10月电力环境保护第24卷第5期尘器连续稳定运行。但清灰可使滤袋发生激振,过滤时风速和粉尘颗粒会导致滤袋磨损,均对滤袋的使用寿命产生影响。2电袋复合式除尘器工作原理及特征2.1电袋复合式除尘器工作原理电袋复合式除尘器是一种将电除尘器和布袋除尘器有机结合的高效、新型、环保除尘设备,它采用常规静电除尘器的第一电场作为一级除尘单元,除去烟气中的粗颗粒烟尘,然后利用布袋作为二级除尘单元,除去剩下的微细颗粒。在电袋复合除尘器内,其前端设置电场,后端设置滤袋。当烟气通过电场时,烟气中80%一90%的粉尘被电场收集,剩下10%一20%的粉尘随烟气进人滤袋。这样,布袋除尘器的阻力将大幅度降低。由于烟气含尘量小,滤袋的清灰频率可降低至每l一1.5h清灰l次。粉尘在电场中充分荷电后除去粗尘,剩下荷电不充分的细尘可在电场中被极化后进人滤袋,而覆膜滤袋对微细粉尘有很高的除尘效率。电袋复合除尘器充分利用了电除尘器一电场捕集粉尘绝对量大和荷电粉尘的过滤除尘机制优势,使得袋式除尘区的滤袋粉尘负荷大大降低、阻力减少、清灰周期延长,滤袋寿命可达4年以上,克服了袋式除尘器的固有缺点,从而使袋式除尘效率高、对粉尘特性要求低等一系列优点得到进一步发挥,最终使系统性能达到优化。电袋复合除尘器实现了除尘机制的创新,即集电除尘一粉尘预荷电一布袋过滤为一体的除尘机制,同时,通过电除尘器和布袋除尘器的性能优化实现了系统性能的集优。电袋复合除尘装置利用多种除尘机理,对不同粒径粉尘的捕集效率达到99.9%以上,使烟尘排放质量浓度降至50m留耐,甚至3om岁m,以下。2.2电袋盆合式除尘器的技术特点(l)机理科学,结构紧凑,除尘费用低。常规静电除尘器除去烟气中80%一90%的粉尘通常只需要一级电场即可实现,其他几个电场仅用来除去其余10%一20%的粉尘,这样不仅占地面积大,而且在初次投资上要付出高昂的设备费和土建费。由于电场多,所以能耗大,运行费用高。而电袋复合除尘器在一级电场的后部装设滤袋,使得这些问题迎刃而解。2(2)不受粉尘特性的影响,除尘效率高。常规电除尘器受粉尘特性的影响很大,使得除尘效率极不稳定。电袋复合除尘器发挥了布袋除尘器对粉尘特性适应范围广的特点,使粉尘特性不再成为制约除尘效率的因素,在整体上提高了除尘效率。(3)阻力低,压降小,滤袋寿命长。袋式除尘器虽然有较高的收尘效率,但存在运行阻力大、滤袋使用寿命短的缺点,随之带来电耗大、运行费用高、更换滤袋维修费用大等问题。电袋复合除尘器发挥电除尘器在第一电场能收集80%一90%粉尘的优点,收集烟尘中的大部分粉尘,而在除尘器的后部装设滤袋,使含尘浓度低的烟气通过滤袋,这样可以大大降低滤袋的阻力,降低清灰频率,从而大大延长滤袋的使用寿命。3电袋复合式除尘器工业化应用研究电袋复合式除尘器于2006年10月在徐州坝山环保热电有限公司安装,进行了为期一年的现场工业性试验。公司装设2x75t/h循环流化床锅炉,2xlsMW汽轮机组、配2x18Mw发电机组,担负着徐州市东部城区的工业、企事业单位和居民的供热和供电任务。该除尘器自投人运行至今,放电极、收尘极、导流装置、滤袋、净气室和清灰系统运行稳定可靠,经环保测试,除尘效率达到了99.9%以上,粉尘排放质量浓度在28m岁耐以下,取得了良好的环境效益和经济效益。3.1电袋复合式除尘器主要设计参数3.1.1锅炉主要技术参数徐州坝山环保热电公司2x75口h循环流化床锅炉额定工况下的主要技术参数见表1。衰l锅炉倾定工况下的主要技术参橄项目参数}{项目参数额定燕发量I/·卜一’主燕汽压力/MaP主燕汽温度/℃给水温度/℃空预器出口热风温度/℃排烟温度/℃设计煤种锅护热效率/%烟气t/m,.h一,煤泥加混煤.90仪洲】3.1.2电袋复合式除尘器设计参数BELH58一1/6x425型电袋复合式除尘器的设计参数见表2。0028年王丽丽等:电袋复合式除尘器的工业化应用研究第5期衰2LBEH58一/l564X2型电袋盆合式除尘11设计参傲项目参数】}项目参数烟气处理最/m3·h一’91000电场数/个l电场集尘面积/m24引.2阴极型式阴极芒刺线过滤总面积/mZ2550过滤压力/Pa200总战袋数/个708烟气流通面积/mZ同极间距/mm电场有效长度/m阳极板厚/mm过滤风速/m·min-毖袋规格/mm58.04oo160x6530滤袋材质三维丝PPS+P84+叮FE)烟气温度/弋出口烟尘/mg`m’设计除尘效率/%入口烟尘/g·m一3本体压力降/Pa本体泥风率/%3.2集灰与输灰系统的改进3.2.1灰斗结构改进丫丫丫丫的积灰向下输出时,会对钢板产生摩擦力,从而导致灰斗钢板磨损,为了延长灰斗的使用寿命,对灰斗内钢板做了陶瓷内衬,陶瓷内衬规格为500mmx500mm,位置在灰斗出灰口以上1.sm四周钢板上。改造投运后没有发现灰斗有任何磨损。3.3性能测试3.3.1整机性能为了验证电袋复合式除尘器的除尘效果,徐州坝山热电公司除尘实验室对1号锅炉电袋复合式除尘器在正常运行下进行了整机性能测试。(l)测试工况:工况I烟气流量160424m,/h、过滤风速为1.04m/。;工况n烟气总流量为221342m,/h、过滤风速为l.45m/s。(2)测试对象:1号锅炉配置的电袋复合式除尘器,型号为BELH58一l/6X425。(3)监测仪器:HS30ll型皮托管平行自动烟尘采样仪。江苏省环境监测中心于2007年9月对整机性能进行了测试,测试数据及其计算结果详见表3。裹3侧试傲据及计葬结.09璐璐098的采样位t项目进口烟道出口烟道l0283l0883图l除尘器灰斗结构改进与加装内衬原设计的电袋复合式除尘器底部灰斗出灰口尺寸为200mmx200mm,在试运行后发现,灰斗经常出现堵灰现象,使得电场和滤袋收集下来的灰尘堆积在灰斗里不能正常输出,造成基础载荷加重,以及灰积到阴、阳极之间造成短路使开关跳闸,除尘器被迫退出运行。当灰尘堆积在灰斗里长时间不能输出,积聚到基础载荷不能承载时,甚至会造成基础垮塌和设备损坏的重大事故。为了改变这种状况,使设备能够正常、可靠、安全地运行,对原设计的电袋除尘器底部灰斗出灰口尺寸进行了改造,更改为300mmx300mm(图1),并且在运行操作中加强对灰斗及输灰设备的监控,定时对灰斗进行反吹操作,防止搭桥、结垢,在改造后的投运中没有发现灰斗堵灰现象。3.2.2灰斗陶瓷内衬技改原设计的电袋除尘器底部灰斗为钢制结构,电场和滤袋收集下来的灰尘堆积在灰斗里,当灰斗中烟气很度/℃烟气动压/Pa烟气.压/aP烟气湿度/二卜二一’烟气平均流速/m·。一’工况烟气总流t/m3·h一’标况烟气总流t/耐.h一,烟尘质t浓度/g’m一3除尘效率/%本体阻力/aP本体.风率/%一2790一333011.2511.57l6()42416494711258811707531.199.910.026399.91450203.3.2运行阻力浏试从电除尘区进人布袋收尘区域的粉尘绝大部分带负电,由于电荷效应的作用,粉尘颖粒在滤袋表层排列有序,缝隙率较高,因此,滤袋形成的粉尘层对气流的阻力较小,易于清灰。图2是电袋复合式除尘器压差测试结果。从图中曲线可以看出,在运行过程中,电级复合式除尘器320()8年10月电力环境保护第24卷第5期可以保持较低的运行阻力(410一450P。)。己、喇田采样次数图2电袋复合式除尘器压差测定结果3.4经济性分析电袋复合式除尘器的节能、降耗效果明显,以125MW机组为例,在满足相同排放要求的前提下,分别对徐州坝山热电厂、徐州西区热电厂、如东协鑫热电厂同样蒸发量锅炉配置的不同类型除尘器作了测试,进行电袋复合式除尘器、布袋除尘器和电除尘器的综合能耗及其经济指标对比,结果见表4。衰4三种除尘.性能对比项目电袋复合式除尘器电除尘器布袋除尘器,矛,`0.内j处理烟气t/m3.h一:过诊风速/二·min一’清灰周期/。in高压整流设备/个除尘器平均阻力/Pa电场数