邵陽(yáng)熱電廠鍋爐除塵系統(tǒng)的改造及干灰收集

1、邵陽(yáng)熱電廠鍋爐除塵系統(tǒng)的改造及干灰收集黃建設(shè)（邵陽(yáng)學(xué)院機(jī)械與能源工程系，湖南邵陽(yáng)422004）要：邵陽(yáng)熱電廠建于上世紀(jì)八十年代，采用12MW的背壓式汽輪機(jī)，配110t/h的煤粉鍋爐，除塵采用老式水膜除塵器，設(shè)計(jì)除塵效率在90%左右，經(jīng)多年運(yùn)行除塵效率有所下降。且熱電廠建在市熱負(fù)荷區(qū)域，離市區(qū)近。除塵效率低，影響市區(qū)環(huán)境。由于熱電廠規(guī)模小，效益一般，無(wú)力將水膜除塵器改造為效率高的電除塵器。本文分析了邵陽(yáng)市熱電廠提高除塵效率的辦法。利用干灰收集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)干灰的收集，并為水泥廠所利用。刖言我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)于第一個(gè)五年計(jì)劃興起，上世紀(jì)八十至九十年代發(fā)展迅速，我國(guó)的熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)大多單機(jī)容量在6MW25MW

2、之間，配套鍋爐75t/h 220t/h，1997年以前基本上采用煤粉鍋爐。由于產(chǎn)業(yè)的調(diào)整和國(guó)家政策不夠落實(shí)，近幾年來(lái)能源價(jià)格上漲等問(wèn)題，使許多地方熱電廠虧損，經(jīng)濟(jì)效益較差。而這些熱電廠的除塵系統(tǒng)大多采用水膜除塵，熱電廠建在熱負(fù)荷集中的城市區(qū)域，90%左右的除塵效率已不能滿足新的環(huán)保要求。但又無(wú)力將水膜除塵器改為電除塵器。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需尋找投資省，除塵效果好的方法。本文以邵陽(yáng)市熱電廠為例，分析解決本問(wèn)題的途徑。1邵陽(yáng)市熱電廠除塵排灰概況邵陽(yáng)市熱電廠始建于1982年3月，1985年投產(chǎn)。臺(tái)；N6*8/240型汽輪機(jī)1臺(tái)；引風(fēng)機(jī)型號(hào)Y4*73*11斯18D，P全壓=2910Pa，鍋爐排煙采用雙

3、煙道，水平煙每臺(tái)鍋爐除塵系統(tǒng)采用兩套文丘里+水膜除塵兩級(jí)除塵，因文丘里除塵器在運(yùn)行中易發(fā)生堵灰和噴嘴磨損現(xiàn)象，投產(chǎn)后一直很少運(yùn)行，實(shí)際上只有水膜除塵一級(jí)運(yùn)行，導(dǎo)致除塵效率較低。除塵器的灰水由漿泵排入灰壩。該廠年排除塵廢水量約5.8X105t，年排灰渣5.76X104t.有兩座大型灰壩，目前，2灰壩因建設(shè)質(zhì)量原因不能正常儲(chǔ)灰，1灰壩的庫(kù)容也逐漸降低?，F(xiàn)在如果增加1壩的高程，是投資巨大，增高次約需100萬(wàn)元；二是壩頂已接近四周山高，取土困難；三是壩頂按250m高程設(shè)計(jì)，已三次加高，現(xiàn)已達(dá)到設(shè)計(jì)高程，壩基載荷有限，繼續(xù)加高存在巨大安全隱患。所以無(wú)論從技術(shù)角度還是經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，都不宜增加壩高，需要尋找

4、一條新的除塵排灰途徑。2除塵系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)技術(shù)方案的選定確定采用干式旋風(fēng)除塵和水膜除塵的干濕兩級(jí)除塵，計(jì)算總的除塵效率可達(dá)97%，比目前的除塵效率要高。通過(guò)技術(shù)論證，在水膜除塵器前加干式旋風(fēng)除塵器有投資省、除塵效果好的優(yōu)點(diǎn)，旋風(fēng)除塵器收集的干灰可以綜合利用。借鑒其它電廠的干式除塵系統(tǒng)和運(yùn)行情況，干灰利用系統(tǒng)采用負(fù)壓輸送系統(tǒng)運(yùn)行效果好，投資省，無(wú)泄漏，無(wú)污染。改進(jìn)后系統(tǒng)將雙級(jí)蝸殼旋風(fēng)除塵器布置于通往灰漿泵道路與水膜除塵器之間，每臺(tái)爐布置4臺(tái)雙級(jí)蝸殼除塵器，每臺(tái)雙級(jí)蝸殼除塵器下布置1個(gè)小灰斗，小灰斗下裝輸送器，用負(fù)壓將干灰送至灰?guī)焐希梅蛛x器將灰進(jìn)行級(jí)分離，再用布袋除塵器進(jìn)行二次除塵，除塵

5、后的排氣送至鍋爐煙囪。整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力由一臺(tái)引風(fēng)機(jī)提供。該廠輸灰系統(tǒng)最長(zhǎng)距離180m，在200m的范圍內(nèi)，符合負(fù)壓氣力輸送的距離要求。2.2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則盡量利用現(xiàn)有場(chǎng)地、設(shè)施。系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)潔、布置方便、維護(hù)工作小。水膜除塵器至爐房的距離為23m，其中爐房距去灰漿泵的道路北側(cè)邊沿10.5m，設(shè)想不破壞道路，則只有12.5m的距離可供布置旋風(fēng)除塵器，旋風(fēng)除塵器初步選型為雙級(jí)蝸殼型，這種除塵器設(shè)計(jì)效率為80%，除塵效率不算高，但占地面積小，高度低，采用下排氣，適合狹窄場(chǎng)地布置，可以降低改造投資。改造后系統(tǒng)風(fēng)煙阻力增加不能超出現(xiàn)有鍋爐引風(fēng)機(jī)的富余風(fēng)壓，盡量作到引風(fēng)機(jī)不增容。經(jīng)初步計(jì)算現(xiàn)在鍋爐的煙道阻力為

6、2400Pa，雙級(jí)蝸殼除塵器的阻力為750Pa，為了降低煙道阻力，拆除現(xiàn)有的文丘里除塵器，文丘里除塵器的阻力為300Pa，改造后的煙道阻力為2850Pa，引風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓為2910Pa，基本能夠滿足需要。若煙道阻力超過(guò)引風(fēng)機(jī)的富余風(fēng)壓，則可采用加大引風(fēng)機(jī)的葉片的方法，對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行擴(kuò)容。2.3系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)計(jì)算與主要的設(shè)備選型2.3.1干式除塵器的選型計(jì)算以3爐為例）3爐本體出口煙氣量計(jì)算排煙處過(guò)量空氣系數(shù)：ay=1.44；總煙量：運(yùn)行狀態(tài)：Q=QnX煙氣總阻力計(jì)算以鍋爐最大負(fù)荷計(jì)算的總阻力！P總=2850Pa選用除塵器：XLP/B- 27.5-X型除塵器，計(jì)算阻結(jié)論：改造后總阻力2850Pa2.3

7、.2負(fù)壓氣力輸灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算與選型（3爐單爐運(yùn)行）干式除塵器收集的干灰：粉煤灰）由負(fù)壓氣力輸灰系統(tǒng)送至灰?guī)?，再由運(yùn)灰專用汽車(chē)送至水泥廠加以利用。經(jīng)計(jì)算有下列結(jié)論：負(fù)壓輸送系統(tǒng)總阻力：HS，管徑：選273X8選用風(fēng)機(jī)參數(shù)：2.3.3灰?guī)煸O(shè)計(jì)計(jì)算錐斗容積：=成2.111=161.1瓜3柱斗體容積：V2=7T*R2*h2柱斗側(cè)面積：民=nRh：除塵量：干式除塵器除塵效率80%計(jì)算），出灰三天需求的庫(kù)容量為512.4m3.選定灰?guī)鞛樯现洛F形，參數(shù)為：*=8m，柱斗高7 2.4氣力輸送系統(tǒng)的組成系統(tǒng)組成見(jiàn)。（1）除塵器灰斗設(shè)檔板，采用旋轉(zhuǎn)式輸料器，輸料器采用電機(jī)帶動(dòng)，檔板采用手動(dòng)。（2）每根支管上設(shè)一

8、只截止閥，在輸送管道的始端設(shè)進(jìn)氣止回閥。（3）支管與輸送管采用45*連接。（4）采用一根輸送管道，為單元制。（5）灰?guī)焐显O(shè)沉降室進(jìn)行初分離，采用旋轉(zhuǎn)式輸料器將灰送入灰?guī)?，?jīng)沉降室后的氣體送入脈沖袋式除塵器，分離出來(lái)的灰用旋轉(zhuǎn)式輸料器輸入灰?guī)?。?）灰?guī)焐喜垦b設(shè)壓力真空釋放閥。（7）選用一臺(tái)負(fù)壓風(fēng)機(jī)，不設(shè)備用。（8）灰?guī)斐隽喜捎眯D(zhuǎn)式輸料器。負(fù)任氣力輸送系統(tǒng)bookmark3 2.5煙道的改造2.5.1總體結(jié)構(gòu)見(jiàn)瓴口除塵系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意ffl 2.5.2原煙道的情況道，四臺(tái)旋風(fēng)分離器的煙氣流出除塵器后匯合成左右原煙道從爐房到水膜除塵器的距離是25m，分兩根支管，再和原左右煙道相連，煙氣進(jìn)入水膜除

9、塵器左、右向煙道，在水膜除塵器前設(shè)有文丘里除塵器，因文丘里除塵器的噴嘴易堵灰和摩損，現(xiàn)已不用，原煙道2.5.3除塵的煙道改造在左右煙道的前端開(kāi)口，所加煙道直接旋風(fēng)除塵器。為了保證四臺(tái)旋風(fēng)除塵器的進(jìn)煙量均勻，在左右煙道上所加支管，待煙氣流場(chǎng)均勻后，再分支到各臺(tái)除塵器，以保證每臺(tái)除塵器的煙量大致相等。后端改造：將文丘里除塵器拆除，改成直煙進(jìn)行二級(jí)除塵。煙氣檔板的要求：應(yīng)在原左右煙道的分支出口和分支入口處設(shè)兩位的煙氣檔板，以進(jìn)行運(yùn)行切換。2.5.4運(yùn)行要求：當(dāng)干灰系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，或干灰不能被有效利用時(shí)，可停運(yùn)干灰系統(tǒng)；這時(shí)，可將煙氣檔板關(guān)閉去旋風(fēng)除塵器的煙氣通道，實(shí)行水膜除塵單級(jí)運(yùn)行，當(dāng)干灰系統(tǒng)正

10、常運(yùn)行時(shí)，可關(guān)閉原左右煙道，煙氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵后去水膜除塵實(shí)行兩級(jí)除塵，因而，原煙道仍起到旁路作用。2.5.5系統(tǒng)特點(diǎn)（1）系統(tǒng)運(yùn)行靈活，可實(shí)行單、雙級(jí)除塵器運(yùn)行切換。（2）煙道的改造費(fèi)用低。（3）靈活的運(yùn)行方式能確保全廠的安全運(yùn)行。（4）雙級(jí)除塵的效率大大提高，原除塵效率為90%，改后除塵效率達(dá)97%. 2.6系統(tǒng)的優(yōu)化本系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，性能可靠，符合本廠的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)情況，符合氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行要求。但系統(tǒng)的自動(dòng)化程度低，基本上采用人工操作，從系統(tǒng)的先進(jìn)性考慮，可作如下的些改進(jìn)：2.6.1輸料送器的改進(jìn)旋風(fēng)除塵器下的旋轉(zhuǎn)式給料閥可采用E型平板式物料輸送閥，此閥為臥式，固定在灰斗出

11、口的下部，控制進(jìn)入系統(tǒng)的灰量。閥中有一滑動(dòng)閘門(mén)，由氣缸控制其開(kāi)關(guān)氣缸接有電磁閥），可實(shí)行遠(yuǎn)距離控制，利用此閥門(mén)，灰斗與輸送管道系統(tǒng)便可隔開(kāi)。2.6.2除塵器和布袋除塵器鎖氣器的改進(jìn)以上兩種除塵器均采用電動(dòng)翻板式鎖氣器，利用氣動(dòng)三通平衡閥來(lái)平衡除塵器、氣鎖閥和灰?guī)扉g的壓力平衡，三通平衡閥的動(dòng)作與氣鎖閥裝置中的排料門(mén)協(xié)調(diào)動(dòng)保證除塵器的干灰順利進(jìn)入灰?guī)?，下料時(shí)能保證系統(tǒng)的負(fù)壓不被破壞。2.6.3設(shè)置灰?guī)旎叶返臍饣b置為了保證灰?guī)斐龌业捻樌M(jìn)行，在灰?guī)斓腻F體部分設(shè)置供灰流化用的氣化槽，流化空氣由專用風(fēng)機(jī)送入暖風(fēng)器，暖風(fēng)器采用蒸汽加熱，加熱空氣溫度到150*C，能保證灰的干燥和良好的流動(dòng)性，保證出灰順利

12、，在灰?guī)鞄?kù)頂設(shè)排氣布袋過(guò)濾器。2.6.4截止閥支管截止閥選電動(dòng)高真空蝶閥，以便自動(dòng)操作，選GIQ*300型，公稱通徑300mm，流量3.75m3/s，漏氣率（m3/s）不超過(guò)3.7系統(tǒng)優(yōu)化后的特點(diǎn)（1）應(yīng)增加氣動(dòng)控制用的空壓機(jī)；增加氣化專用風(fēng)機(jī)，暖風(fēng)器，氣化槽，布袋過(guò)濾器；（2）給料器復(fù)雜；（3）給料器由于采用氣動(dòng)控制，整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；（4）系統(tǒng)可采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)集中控制。3經(jīng)濟(jì)效益分析3.1廠內(nèi)直接經(jīng)濟(jì)效益本項(xiàng)目一期工程建成后，單爐一天干灰產(chǎn)量約*年按開(kāi)爐200天計(jì)算：元；（3）投資回收期Pt）3年；（4）二期1、2號(hào)兩爐只需投資除塵器和煙道改造，每臺(tái)爐20萬(wàn)元，采

13、用三爐運(yùn)行二爐的生產(chǎn)方式，年產(chǎn)干灰56000t，年干灰銷(xiāo)售收入為112萬(wàn)元，除去運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用26萬(wàn)元，年直接利潤(rùn)86萬(wàn)元無(wú)須交稅）；（5）減少排污費(fèi)。3.2廠內(nèi)間接經(jīng)濟(jì)效益（1）因進(jìn)入水膜除塵的煙氣含灰量減少，可減少除塵的用水量，水力輸送灰漿的重量濃度不宜大于40%，I期可減少除塵用水168000t.（2）減少水泵、灰漿泵的出力，節(jié)約廠用電。（3）減少引風(fēng)機(jī)的磨損。（4）每利用10000t灰渣，節(jié)約占地200平方米，減少灰場(chǎng)投資和運(yùn)行費(fèi)用28萬(wàn)元，節(jié)約運(yùn)灰費(fèi)用25萬(wàn)元，降低生產(chǎn)成本，增加利潤(rùn)。（5）減少對(duì)灰壩的庫(kù)容的壓力，根據(jù)邵陽(yáng)市熱電廠的灰壩情況，灰壩不需再加高，節(jié)約了大量的灰壩資金，降低了安全隱患。3.3環(huán)保效益（1）減少土壤污染。（2）節(jié)約水資源，一期建成后，減少?zèng)_灰用水，減少了灰水對(duì)水體的污染。（3）除塵效率由原來(lái)的水膜除塵90%提高到