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电改袋在燃煤锅炉上的应用
添加时间:2020-07-29
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改造前的技术参数为锅炉型式:超髙压一次再热自然循环煤粉锅炉;大连续蒸发 670t/h;锅炉燃煤童(设计值)88.924t/h丨设计空气过剩系数(炉膛出口)1. 25;燃烧方式: 四角切圆;空气预热器型式:管式空气预热器。

静电除尘器型号:KFH165-3 型> 电场数:单室三电场;单台处 理风量:约666250mVh?面积: 165m2,设备阻力:294Pa,进出口 形式:水平进出口、喇叭式烟箱双 进单出。

引风机型号:Y4-73-IINQ29.5F 型;流量:TZlSOOmVh;压头: 3259Pa;配用电动机:YD800-3-8/ 10型双速电动机》转数:740/590r/ niinj工作电压:6000V?功串: 1250/630fcW。

煤粉锅炉粉尘的粒径分布

1.电除尘器改造为袋式除尘器的内容

(1)工艺部分

①系统设计烟气温度、烟气量。根据电厂提供的设计资料,设计烟气温度100?1651C, 单台处理风量为1011000m3 (标)/h,

②系统工艺流程。根据锅炉运行及其烟气特性,除尘系统工艺流程如下:

除尘系统工艺流程

(2)脉冲袋式除尘器国内外除尘器电改袋的成功实例中(如澳大利亚、美国等国家>, 静电除尘改造为脉冲袋式除尘器常选用低压长袋脉冲袋式除尘器形式,其结构性能与普通反吹风袋式除尘器对比见表11-2,

袋式除尘器对比

结合国内外除尘电改袋的成功经验,本工程针对改造项目的固有特性和要求,在满足处理 烟气量的前提下,保留原电除尘设备本体结构和外壳加以利用,静电除尘改造为袋式除尘采用 低压长袋脉冲袋式除尘器形式。

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①除尘器基本结构。根据电厂锅炉运行和原有设备情况,除尘器确定选用负压运行、在 线清灰、离线检修结构的长袋低压脉冲袋式除尘器,型号为LTFDY-24600。除尘器分为12个 单元,进、出烟道分为四路,每路分别连接3个过滤室、3个淸灰室。

②除尘器工作原理。除尘器本体结构为侧进侧出,含尘烟气由除尘器的楔形通道(为保 证气流分布),经气流分布板进人除尘器的下部箱体和灰斗,尔后经灰斗一次挡板后进人箱体 下部静压区,由导流板分布均匀后进人过滤区。烟气穿过滤袋时,粉尘被阻留在滤袋外表面, 净化后的烟气经滤袋口进人清洁室,由出风通道排出,除尘本体内的导流装置可保证烟气分布 的均匀性,延长滤袋的使用寿命。

除尘器运行一段时间后,由于滤袋阻留粉尘的增多,滤袋过滤阻力将增大,此时除尘器将 对滤袋进行清灰。由自控系统按照设定的(差压或时间)控制程序,逐室逐排执行自动脉冲喷 吹,清落的粉尘集于灰斗,由卸灰阀卸人下级输灰系统。

该低压在线脉冲除尘器在运行过程中自动重复控制程序,保证含尘烟气除尘达标后排放。

③除尘器主要技术性能参数

低压长袋脉冲袋式除尘器

?

2.除尘器安全保护系统

由于电厂锅炉配套的袋式除尘器有其一定的特殊性,因此需要配置一定的安全保护措施, 在开始设计阶段设有自动喷粉装置、旁路烟道和喷水降温系统等保护措施。

(1〉自动喷粉装置在锅炉投油燃烧时需要采用喷粉装置,用于保护除尘器的滤料不受

损失。

自动喷粉系统的喷吹量8?lOg/m3,锅炉机组一次启动时,预涂灰约需粉煤灰5t。系统 内包括贮灰罐、仓顶除尘器、卸灰阀、给料器、气力输送管道、输灰风机、吸灰风机和阀门 等。喷粉系统供灰来源的贮灰罐及预涂灰来源可由除尘器灰斗经气力输送管道或灰罐车输送。 喷粉管道从贮灰罐引出,进入除尘器进口前竖向烟道。喷粉管道采用DN180X6的无缝钢管, 含粉尘气体流速20?25m/S
锅炉投油燃烧一般有三种情况:一是锅炉点火启动,喷油燃烧,加热炉膛;二是当锅炉负 荷低于80%时,若燃烧不稳定,喷油助燃;三是锅炉滑参数停炉后期,喷油稳燃。

(2)旁路烟道除尘系统设置有旁路烟道。在锅炉点火、爆管、烟温过高或过低等非正常 状态下,使用旁路烟道,对袋式除尘器实施隔离保护。当锅炉正常运行时,关闭旁路烟道,并 采用特殊措施防止旁路烟道短路。

(3)喷水降温系统为防止锅炉出口烟气短期超温,产生烧袋现象,需要采取烟气降温安 全保护措施,本系统采用喷水雾化降温系统。

在锅炉烟气出口处及除尘器进口前各安装有温度传感器,检测并显示两次烟气温度,温度 信号传送至PLC,并由PLC对温度值进行预编程序里的逻辑判断,并发出相应报警或指令。 在锅炉出口烟道上安装三组喷水喷嘴,降温采用电厂消防水,在锅炉正常运行时,需有微量压 缩空气通过旁路管进人喷嘴,喷入烟道内,以防烟气中的飞灰堵塞喷嘴。

喷嘴是喷水降温系统中的关键设备。喷水降温功能的实现在很大程度上取决于雾化喷嘴 的性能,如水雾化粒度大小、均勻性、喷射速度、射程、喷射角度、喷射水量、耐腐蚀性、耐 磨性等,这些都与雾化喷嘴材质、结构形式、布置方式及其系统有关,根据燃煤锅炉烟气特性 和电厂现场条件,选择合适的雾化喷嘴。

(4)烟气含氧量监测系统从烟气实测数据来看,烟气含氧量偏髙,建议从锅炉设备、燃 烧方式等方面进行改进。

同时,在烟道上设置测02含量仪,监测并报警,及时采取措施,保证烟气中的含氧量在 正常范围内,确保滤袋正常的使用寿命。

3.烟气在线监测系统(CEMS)

对于除尘器改造来说,烟气在线监测系统中的除尘器出口烟尘排放的监测是必不可少的, 以便于及时发现除尘器内是否发生破袋,并快速找出破袋位置,进行处理。烟气在线监测系统 是对烟气的烟尘排放浓度、各种排放污染物和烟气成分进行实时连续监测的装置。随着环保制 度的进一步加强,烟气在线监测系统将逐步成为锅炉烟气排放的配套监测装置。一方面,连续 监测系统的设置有利于提高电厂环保管理水平,成为有效控制污染物排放的重要手段。另一方 面也适应了环保制度和环保管理部门的要求。

因此,烟气排放的监测应优先考虑装设烟气在线监测系统。

4.其他辅助系统

(1)除尘器进口烟道、出口烟道除尘器进口烟道母管保留,除尘器进口分支烟道保持与 母管烟道接口的原有标髙,除尘器出口烟道母管保留,保持除尘器出口分支烟道与母管烟道接 口的原有标高,所有新增烟气管道均采用5mtn厚的钢板焊接制作,并按设计标准设置支撑 杆、加固肋。保温采用80mm岩棉板,外保护层采用镀锌铁皮。


(3)淸灰系统除尘器清灰依靠脉冲阀通过脉冲在瞬间释放压缩空气喷吹来完成,脉冲阀 的寿命,直接影响除尘器的运行可行性。因此电磁脉冲阀采用GOYEN公司的产品,型号为 CA76MM.S,该阀使用寿命长(100万次以上),同时其流量系数高,阻力低。

(4〉引风机的改造电除尘器改袋式除尘器,电除尘器的阻力一般为200?300Pa,而采 用袋式除尘器阻力将达1500Pa,两者阻力差约为1200Pa,且烟道上增设了喷灰装置,烟道阻
力亦有所增加。因此,为保证改造系统的长期稳定运行,有必要对现有引风机进行改造,增加 引风机全压。

据此,为保证改造后引风机能够长期安全稳定地运行及其高效率,将原先3台引风机进行 整体更换,其电机和基础均保留不动。

5.自动控制和电气系统

全部除尘系统的设备都将分为自动控制和手动控制两种控制方式,当系统在手动状态时, 设备的启停由操作人员按照当时的生产工况和搡作规程,通过计算机进行手动启停,

控制系统能完成除尘系统内所有的测量、监视、自动控制、保护、联锁和记录等功能。

(1)主控制系统控制系统采用以微处理器技术为基础的监控系统,该系统由分布式处理 单元、操作员站、工程师站、数据通信系统和人机接口等组成。

为保证除尘效率和除尘设备的安全经济运行,以及更易于实现除尘设备的控制系统与锅炉 控制系统DCS进行通信,除尘部分的控制系统采用与锅炉DCS相同的控制系统。XDP&4000 控制系统的功能将达到使运行人员无需现场人员的配合,在控制室内即可实现对除尘设备及其 附属系统的启、停及正常运行工况的监视、控制和调整,以及异常与事故工况时的报警、联锁 和保护,以CRT、键盘和鼠标作为监视和控制中心,实现整个除尘系统的集中控制。

(2)输灰系统控制当除尘器灰斗内积灰到设定高度时,系统会发出灰斗料位髙报警,然 后开始卸灰。

(3)报警和联锁保护包括:烟气温度高报警及保护、除尘器差压高报警、贮灰罐料位 高.低报警、压缩空气供气压力低报替、出口烟气含尘量高报簧、灰斗料位高报瞀、空预器出 n温度高报警、空压机状态异常报替。

(4)电气部分袋式除尘器的电气系统电源利用给原厂2台电除尘变压器供电的两路独立 电源进行直接供电,利用原电除尘器的变压器,无须大_度改变原电源回路,经济可靠,一直 安全可靠运行。

袋式除尘器的用电设备总安装容量为261kW,计算负荷为124.3kV ? A。同时为确保袋式 除尘器供电的可靠性并兼顾经济性,设置备用电源自动投人装置(APD〉,保证两路电源互为 备用。用电设备配电采用放射形直接供电,动力用电设备采用控制室和现场两处控制方式,现 场安装就地操作柜,方便设备调试。

①主要设备。低压开关柜采用GCS型低压抽屉式开关柜,开关柜全部采用模数化镀锌型 材组装而成,各回路采用功能单元化,供电可靠,操作灵活方便,便于维修,各回路主开关选 用高分断能力的塑壳断路器。

低压电力电缆选用聚氣乙烯绝缘铜芯电力电缆,控制电缆选用聚氣乙烯绝缘护套铜芯控制 电缆,均选用C型阻燃电缆,所有电力电缆均按允许载流童选择,电缆敷设采用电缆桥架和 镀锌钢管敷设。

②低压配电所布置。袋式除尘器所需的电气配电柜集中布置在原电除尘装置的配电室。

③操作电源。0.38kV开关柜控制及信号电源AC220V,用电设备可以实现控制室和就地 两处控制。

④照明系统。各工作场所的照度标准值符和相关规范要求,袋式除尘器的配电箱至灯具 的照明线路采用导线穿钢管明设,照明选用卤素投射灯,在就地配电箱上集中控制。

⑤防雷、接地。低压配电装置的接地电阻不大于防直击雷接地和防感应雷、防静 电、保护和工作接地共用一个接地系统,系统和原接地网进行可靠的连接。

6.经验和教训

(1)关于滤料的选择电厂在初采用的滤料为以PTFE基布的PPS覆膜滤料,该滤料在使用一段时间后,出现了一些问题,主要是滤料的透气性下降,膜出现破损的情况,后来对 滤料进行了全部的更换。其阻力下降明显。

电厂脉冲袋式除尘工程
(2)关于除尘器的保护措施设置适当的除尘器保护措施是必要的,但是过于保护也是没 有必要的,电厂由于是比较好套大型的发电机组配套的锅炉由电除尘器改造为袋式除尘器,缺乏 实际的运行经验,因此在设计时设计了自动喷粉、旁路和喷水降温装置,并且能够在线进行检 修,实际上是实际运行中,电厂已经取消了自动喷粉、旁路和喷水降温装置,目前仅仅保留了 简易喷粉系统,除尘器的在线检修装置也巳经取消。

(3)自动控制系统除尘器的自动控制系统在初期采用了 DCS系统,实际应用证明,采 用DSC系统控制脉冲阀并不经济且不能理想的控制脉冲阀的动作,因此脉冲阀的控制宜采用 PLC控制系统,由于电厂的自动化程度高,除尘器的其他控制可以采用DSC控制系统进行 控制。

(4)除尘器的进气方式除尘器的进气方式,影响到除尘器的运行阻力,焦作电厂开始采 用从灰斗进人的方式,由于设计存在一定的问题,使得除尘器的淸灰效果下降,二次飞扬严

重,吸收了 4*炉的经验,进气方式进行了改 变,对气流组织进行了基础研究,并取得了一 定的理论数据,可以指导今后袋式除尘器的进 风设计,以保证除尘器的运行效果。

(5)其他袋式除尘器广泛地应用于冶金 和水泥行业,由于电厂锅炉烟气的特殊性,它 不同于冶金和水泥行业,因此需要在一些细节 的设计中加以注意,如压缩空气系统、淸灰系 统、自动控制系统和保护系统等,不能够按照

以前的袋式除尘器进行设计。
国内比较好台由电除尘器改造为脉冲袋式除尘器(见图11-3),虽然在过程中出现了一些问 题,经过改进能够安全可靠地运行,应该说取得了成功,并为国内同类型的工程积累了宝贵的 经验。

布袋除尘器


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