復(fù)合多管除塵器在電廠煤粉鍋爐除塵中的應(yīng)用

1概述在大氣環(huán)境煙塵污染中，電力行業(yè)的電廠煤粉鍋爐排放煙塵是主要的污染源。80年代以前建設(shè)的電廠鍋爐大多采用多管旋風(fēng)除塵器進(jìn)行煙氣除塵，這些除塵器除塵效率比較低（一般低于85%）煙塵排放濃度不能達(dá)到現(xiàn)行國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。以陜西省電力系統(tǒng)為例（1995年計(jì)），需要改造的鍋爐容量就有3000多t（蒸汽），處理煙氣量達(dá)800萬m3/h（工況）。
　　若采用電除塵器，短時(shí)間內(nèi)投資速度難以保證，而且要考慮到大容量發(fā)電機(jī)組遞增速度比較快、50MW以下的發(fā)電機(jī)組逐步淘汰這一現(xiàn)實(shí)問題。改用濕法除塵（文丘里水膜除塵器），則存在耗水量增加、引風(fēng)機(jī)增加全壓、除塵器拆裝施工期長(zhǎng)等問題。因此，在過渡時(shí)期急需用于多管除塵器改造的除塵設(shè)備，要求投資適中、滿足大修工期、運(yùn)行管理方便、達(dá)到國(guó)家煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　通過冷熱態(tài)試驗(yàn)研究，將具有慣性沉降除塵和多進(jìn)口旋風(fēng)子除塵兩級(jí)除塵一體的復(fù)合多管除塵器用于電廠煤粉鍋爐煙氣除塵。運(yùn)行測(cè)試表明，它可以滿足改造要求。
　　2電廠煤粉鍋爐旋風(fēng)除塵器概況電廠煤粉鍋爐排出的煙塵比較細(xì)（固態(tài)排渣鍋爐排出的煙塵質(zhì)量中位徑約30hm液態(tài)排渣鍋爐排出的煙塵質(zhì)量中位徑約18m），使用的旋風(fēng)除塵器主要有：大旋風(fēng)器、中旋風(fēng)子和小旋風(fēng)子。
　　大旋風(fēng)器：900旋風(fēng)器和410旋風(fēng)器。它采用多筒組合方式，對(duì)固態(tài)排渣爐除塵效率在85%左右，壓力損失一般為700-1 200Pa.大旋風(fēng)筒內(nèi)壁加裝灰綠巖鑄石板。使用中發(fā)現(xiàn)，由于除塵器中鋼板內(nèi)響比較大。
　　中旋風(fēng)子為蠔30旋風(fēng)子，用于液態(tài)排渣鍋爐。
　　由于排放煙塵比較細(xì)，除塵效率在65%左右，壓力損失一般為800-1000Pa.煙塵排放超標(biāo)比較嚴(yán)重。
　　小旋風(fēng)子采用了兩種：：250軸向進(jìn)氣旋風(fēng)子和衫50單進(jìn)口切向進(jìn)氣旋風(fēng)子。前者多為原設(shè)計(jì)配套設(shè)備；后者為改造用旋風(fēng)子。軸向進(jìn)氣旋風(fēng)子筒體為陶瓷管，氣流起旋采用軸向多葉導(dǎo)流片（磨損件），通過調(diào)整排氣管長(zhǎng)度配氣，排氣管與陶瓷管匹配安裝好壞對(duì)性能影響比較大。除塵效率一般在70%- 80%，壓力損失為800-1000Pa采用切向（渦向）進(jìn)氣旋風(fēng)子更換軸向進(jìn)氣旋風(fēng)子，除塵效率在90%左右，壓力損失為1 000-1400Pa考慮抗磨性，材質(zhì)采用耐磨鑄鐵或鑄鋼。
　　盡管電廠也進(jìn)行過旋風(fēng)除塵器的改進(jìn)工作，使除塵效率有所提高，但是煙塵排放濃度仍然比較高，存在的問題歸結(jié)為：旋風(fēng)子本身除塵效率比較低，負(fù)荷適應(yīng)能力差，加之磨損、堵管，除塵性能更加降低；多管組合氣流分配不均勻，旋風(fēng)子間竄風(fēng)造成收塵二次返混；水封不嚴(yán)或機(jī)械取灰造成冷空氣漏入除塵器灰斗，加劇收塵二次返混，造成除塵效率下降。另外，供應(yīng)煤熱值降低造成了燃煤量增加和灰份普遍增大，也導(dǎo)致煙氣原始攜塵量和含塵濃度加大。
　　3技術(shù)改進(jìn)要點(diǎn)針對(duì)電廠煤粉鍋爐煙氣除塵的特點(diǎn)進(jìn)行了研究，主要采用復(fù)合多管旋風(fēng)除塵器單元模塊組合技術(shù)，每個(gè)單元具有慣性沉降、多進(jìn)口旋風(fēng)子兩級(jí)除塵功能。旋風(fēng)子單體采用多進(jìn)口旋風(fēng)子，針對(duì)磨損問題對(duì)旋風(fēng)子進(jìn)行耐磨處理；采用多進(jìn)口，解決旋風(fēng)筒磨損脫落堵塞落灰管造成下灰不暢對(duì)除塵效果影子氣流偏心問題：通過加強(qiáng)旋風(fēng)子進(jìn)口通道的分離飛灰粒徑分布能力，改進(jìn)煙塵進(jìn)口濃度分布；采用下接導(dǎo)灰管實(shí)現(xiàn)氣灰分離，防止收塵二次返混和煙氣串流。
　　4單元熱態(tài)試驗(yàn)將復(fù)合多管旋風(fēng)除塵器單元在秦嶺發(fā)電廠固態(tài)排渣煤粉鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)上進(jìn)行工業(yè)性熱態(tài)試驗(yàn)，除塵器單元煙氣進(jìn)氣分別采用上進(jìn)口和側(cè)進(jìn)口形式來測(cè)定除塵器性能。
　　通過測(cè)試結(jié)果可知，上進(jìn)方式除塵效率為91.44%~95.12%（對(duì)應(yīng)阻力567~1161Pa）比側(cè)進(jìn)方式的除塵效率91.23% ~92.47%（對(duì)應(yīng)阻力500~1060Pa）高，原因是采用側(cè)進(jìn)方式使含塵煙氣直沖向旋風(fēng)子進(jìn)口，不僅影響慣性沉降除塵，還會(huì)因氣流分配不均影響除塵效率。處理煙氣量由11 020m3/h（設(shè)計(jì)單元處理氣體量）下降到7356m3/h，由于具有旋風(fēng)子除塵效率下降而慣性沉降除塵效率提高這一互補(bǔ)特點(diǎn)，除塵器效率仍保持在90%左右。
　　5工業(yè)性應(yīng)用寶雞發(fā)電廠有液態(tài)排渣電廠煤粉鍋爐4臺(tái)，12爐額定蒸汽負(fù)荷為115t/h，3、4爐為200t/h.主要燃用銅川煤，燃煤灰份含量30%左右。球磨機(jī)制煤粉R90在10%左右，爐膛液態(tài)排胗率35%，尾部過熱器和豎向煙道慣性捕集粗煙塵10~15%，因此從爐尾排出的飛灰比較細(xì)（見表1）。陜西省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心對(duì)原有除塵系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試其除塵效率在50%~70%，煙塵排敞濃度嚴(yán)重超過國(guó)家標(biāo)造陜西省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心則定結(jié)果見表2排放濃度均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，除塵效率達(dá)到90%~93%（阻力1000Pa左右）。根據(jù)測(cè)試結(jié)果計(jì)算4臺(tái)鍋爐每小時(shí)減少煙塵排放量4.95t.全年按5 00Ch計(jì)算一年可以減少向大氣排放煙塵24705L陜西電廠煤粉鍋爐除寶雞發(fā)電廠外都為固態(tài)排鍋爐，已改造為復(fù)合多管除塵器的4臺(tái)鍋爐除塵器驗(yàn)收測(cè)定結(jié)果見表3，分別達(dá)到國(guó)家煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)要求除塵效率項(xiàng)目粒徑質(zhì)量分布質(zhì)量中位徑Aam幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差粒徑范圍〈551010 16.516o524.026.511550173301表2寶雞發(fā)電廠鍋爐除塵器改造后測(cè)試結(jié)果參95（乙側(cè)）過�？諝庀禂�(shù)108132143138除塵效率93091表3固態(tài)排渣鍋爐除塵器改造后測(cè)試結(jié)果3沈恒根、刁永發(fā)、丁時(shí)發(fā)、許晉源。燃煤電廠鍋爐除塵用旋風(fēng)分離器測(cè)試戶縣熱電廠灞橋熱電廠磨損因素分析。環(huán)境程，1998. 17（12）46.參數(shù)23474沈恒根、黨義榮、刁永發(fā)、許晉源。雙進(jìn)口旋風(fēng)分離器流場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研蒸汽流量/rh11701707575究。西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1997. 29（3）：275277.煙氣流量/m3°h13439083696691751792216465沈恒根、張瑋。旋風(fēng)分離器進(jìn)口回轉(zhuǎn)通道氣塵分離模型，西安建筑煤灰分（應(yīng)用基）360637.5730.2534.73科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1998.30（1）：4749.過�？諝庀禂�(shù)1.591.531.682.11除塵效率94.0293.1693.2994.506沈恒根、刁永發(fā)、許晉源、黨義榮。多進(jìn)口旋風(fēng)器性能的試驗(yàn)研究。排放濃度/mg.Nm32 186236320391489全國(guó)暖通空調(diào)制冷1998年學(xué)術(shù)文集。北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，排放標(biāo)準(zhǔn)/mgDNm329772800240024001998.10：142