半沸騰鍋爐煙塵高效處理技術(shù)

10t半沸騰鍋爐煙塵高效處理技術(shù)摘要：本文在10t半沸騰鍋爐原兩級消煙除塵方案的基礎(chǔ)上，通過對鍋爐和除塵裝置現(xiàn)在運(yùn)行狀況和測試數(shù)據(jù)的分析，重點(diǎn)運(yùn)用除塵凈化系統(tǒng)的理論及原理，提出對燃煤進(jìn)行篩分，對粉狀煤進(jìn)行造粒，提高爐膛溫度等從源頭控制污染的方案。關(guān)鍵字：半沸騰鍋爐除塵凈化煙塵達(dá)標(biāo)排放10t半沸騰鍋爐（型號為WGC-10/13-11）是七十年代初由我國自行設(shè)計(jì)、制造的燃煤鍋爐。其燃燒部分的主要特點(diǎn)是：燃煤在爐排上部的一定空間內(nèi)形成沸騰燃燒，由于爐排的傾斜，落入爐排的熾熱碳粒不斷拋向爐前，與新投入的燃料混合燃燒。燃盡的灰渣粘結(jié)成塊，沉積于爐排上，由爐排帶入爐后灰坑。由于10t半沸騰鍋爐的特殊燃燒方式，使其具有著火條件好、煤種適應(yīng)性廣、鍋爐出力較快等優(yōu)點(diǎn)。但是，該鍋爐特殊的燃燒方式所造成的飛灰污染問題也一直得不到妥善解決，制約了該鍋爐的應(yīng)用，目前國內(nèi)僅東風(fēng)公司尚在使用。東風(fēng)汽車公司現(xiàn)有10t半沸騰鍋爐17臺，占全公司工業(yè)鍋爐總數(shù)的21.2%。其煙氣排放量為4.9244億立方米/年，占全公司燃燒廢氣總量的11.9%，綜合94年到97年的監(jiān)測數(shù)據(jù)；煙氣排放中的黑度和粉塵濃度達(dá)標(biāo)率為17.6%。超標(biāo)煙氣量為4.058億立方米/年，約占全公司超標(biāo)煙氣量的95%。因此，國家環(huán)?？偩謱|風(fēng)公司10t半沸騰鍋爐消煙除塵改造列為2000年前限期治理項(xiàng)目。經(jīng)過多年的探索和實(shí)踐，根據(jù)10t半沸騰鍋爐飛灰嚴(yán)重污染的現(xiàn)狀，我們采取兩級凈化的治理方案：即一級除塵應(yīng)用多管旋風(fēng)除塵器，二級除塵應(yīng)用文丘里水膜麻石除塵器。但是，從實(shí)際運(yùn)行的效果上來看，鍋爐煙氣仍不能達(dá)標(biāo)排放。為此，我們從半沸騰鍋爐的燃燒狀況和現(xiàn)有兩級凈化除塵裝置的運(yùn)行狀態(tài)來分析鍋爐煙氣超標(biāo)排放的原因，進(jìn)而制定半沸騰鍋爐的消煙除塵深化治理方案。一、10t半沸騰鍋爐煙塵超標(biāo)的原因分析1、燃煤燃燒不充分是造成煙氣中黑度和粉塵濃度超標(biāo)排放的固有原因從公司能源監(jiān)測部門的測試數(shù)據(jù)：原煤的固定碳為41.18%,而飛灰中的含碳量高達(dá)39.81%,煙氣中粉塵濃度為2926毫克/立方米,黑度為V級，測試的熱效率僅為56.83%。上述數(shù)據(jù)說明，鍋爐燃燒并不處于正常運(yùn)行數(shù)值。那么，是什么原因造成煙氣中粉塵濃度和黑度過大，熱效率過低呢？依據(jù)燃料燃燒的理論，燃煤燃盡的三個(gè)條件為：其一有足夠高的爐溫；其二是適量的空氣，并使空氣與燃料很好地接觸與混合；其三是保證燃燒需要的時(shí)間和空間。但由于半沸騰鍋爐特殊的燃燒方式，從實(shí)際運(yùn)行情況來看：第一，燃煤中粉狀煤所占比例過大，經(jīng)估算粒徑小于2mm的粉狀煤，約占原煤的50%—60%。該粉狀煤進(jìn)入爐膛后還未混入沸騰層進(jìn)行燃燒（也就是說無燃燒所需要的時(shí)間，空氣也未與粉狀煤很好地混合）就被引風(fēng)機(jī)作為飛灰抽走。第二，沸騰層溫度偏低，使碳和氧的反應(yīng)速度緩慢。一般沸騰層的最佳溫度在860～890℃，而目前沸騰層的溫度只有824℃。因此，燃煤中粉狀煤過多，沸騰層溫度偏低，造成燃燒不充分，從而使煙氣中粉塵濃度和黑度過大，熱效率低。2、原有除塵系統(tǒng)的存在設(shè)備運(yùn)行問題原有除塵系統(tǒng)由兩級除塵器組成，通過測試分析，我們認(rèn)為除塵設(shè)備參數(shù)擇不合理，除塵效率低是造成煙氣中黑度和粉塵濃度超標(biāo)排放的重要原因。下面我們分別對兩級凈化裝置（除塵器）進(jìn)行分析：①多管旋風(fēng)除塵器多管旋風(fēng)除塵器是將若干個(gè)鑄造而成的單體小型旋風(fēng)子組裝在箱體內(nèi)，煙氣從箱體入口處切向旋入均布的旋風(fēng)子內(nèi)，凈化后的煙氣從頂部輸出，去除的粉塵在下部灰斗中存放，定時(shí)排出。10t半沸騰鍋爐所選用的多管旋除塵器的處理風(fēng)量為28800—33600立方米/小時(shí)，內(nèi)部共有48個(gè)旋風(fēng)子。測試結(jié)果為：除塵效率：95.48%;阻力損失：495.49Pa。比較上述數(shù)據(jù)與多管旋風(fēng)除塵器的運(yùn)行技術(shù)參數(shù)，除塵效率達(dá)到最佳值。但阻力損失為495.49Pa，與最佳值900-1200Pa有一定差距。當(dāng)然，從除塵要求上來看，在保證除塵效率的前提下，阻力損失越小越好。但是，在此也須分析造成阻力損失較小的原因。旋風(fēng)除塵器的阻力損失與其結(jié)構(gòu)型式和運(yùn)行條件等有關(guān)，理論上計(jì)算是困難的。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：糾式氧中渾△塔P錢為阻力損失多ξ姥為壓損系數(shù)，融ρ直為氣體密度，推V灶T獄為進(jìn)口氣流速洪度榨阻力損失與進(jìn)渾口氣流速度的挖平方成正比，慰而進(jìn)口氣流速周度與進(jìn)口截面攻積和進(jìn)口風(fēng)量爆有關(guān)（風(fēng)駕量謊=搭截面當(dāng)積翁×衫風(fēng)速），當(dāng)進(jìn)子口截面積為定辭值時(shí)，進(jìn)口氣研流速度與進(jìn)口服風(fēng)量有關(guān)。通跌過反算，當(dāng)阻促力損失減少二領(lǐng)分之一時(shí)，進(jìn)嘆口氣流速度則活減吊少捐0.41諷4院倍，進(jìn)口風(fēng)量聞也減辰少謀0.41且4吼倍。也就是說街，原設(shè)計(jì)憲3000眾0營立方米三/坦小時(shí)的除塵器病，實(shí)際處理風(fēng)定量是只有年1758神0冰立方米缸/坑小時(shí)，未達(dá)到席滿負(fù)荷正常運(yùn)喂行。卵這說明除塵系董統(tǒng)存在較為嚴(yán)痰重的漏風(fēng)現(xiàn)象叮，可能是除塵國系統(tǒng)的管道或丸者是設(shè)備連接增處出現(xiàn)泄漏?；芒阢U臣麻石文丘里水綢膜除塵器菊麻石文丘里水叮膜麻石除塵器馬由兩部分組成沒，其一為文丘告里洗滌器，它氧的結(jié)構(gòu)由直管教、收縮管和喉便管組成，含塵第氣體在管徑變塵化和水霧的作梨用下，潤邪濕傾→乘碰耳撞塊→伙凝聚，粉塵隨努水流排出。其時(shí)二為旋風(fēng)水膜拉除塵器，經(jīng)文攔丘里洗滌器凈骨化后的煙氣再能次從筒體下部慕切向?qū)?，旋寄轉(zhuǎn)上升，靠離桑心作用甩向器糾壁的粉塵為水鵲膜所粘附，沿員器壁向下排走倒，再次凈化后潤的空氣從中間艇流出。上述二仙部分均由耐腐踢蝕的麻石材料布制成。去10朋t威半沸騰鍋爐所芳選用的文丘里吐水膜麻石除塵席器的處理風(fēng)量者為跑3200恥0杠—膊3800扣0研立方筍米縮/欣小時(shí)。文丘里論洗滌器的入口渾尺寸律為飾900×60淘0扒（螺m前m量）顧,意喉管尺寸砍為隸450×40胖0旨（密m粱m怨），旋風(fēng)水膜讓除塵器的入口飄尺寸杰為砌1000×4漆4念0糊（棟m屯m蕩），主筒直徑撈為斃Φ掩120外0異（步m誕m辱），副筒直徑售為援Φ絡(luò)800mm爭，高度為述11.8m蛙。四經(jīng)過對現(xiàn)運(yùn)行纖的文丘里水膜毫麻石除塵器測儲試，發(fā)現(xiàn)其除截塵效率和阻力宜損失與技術(shù)參遵數(shù)最佳值相差督甚遠(yuǎn)，列表如氏下：錫表逝1銅：除塵系統(tǒng)阻膛力測試值與理殃論值對比仆表喘舞除塵效率喚（績%疏）艇阻差侵力雜劈（斜P早a修）期總凱龜計(jì)身文丘里洗滌器象旋風(fēng)除塵器腫測試值癥59.28閥254.51崖99.85籠154.66家理論值談97.50勇1300.0源0蔥510.00董790.00勻下面分別從除選塵器的兩部分千，以阻力損失稼入手，分析除狂塵效率低的原鬧因：裹2.1翠然文丘里洗滌器棒部分：尖從理論上進(jìn)行艦分析蠶文丘里管的壓甚力損失經(jīng)驗(yàn)公何式為：或繞式中序：寺△津P-----閣-梯-蠢壓力損鴨失打Pa秩ρ搭C-----傻-拖球形離子的單憑位密澤度壞Kg/m3皇Ar----蝶--漁-敢喉管橫斷面婆積嘆m2映VT----師--丘-魔喉管氣壺速爬m(xù)/s更QL----疲--趣-翅氣體流那量燃m3/s碼QG----鳳--己-顏液體流碗量贊m3/s烘上式表明，壓源力損失境（叫△竟P輕）與喉管氣速躬（圖VT尾料）的平方成正夜比例關(guān)系，與經(jīng)液氣比票（居QL/QG抗珠）成一定的正氧比例關(guān)系。當(dāng)眼壓力損失的測待試值底（津99.85P拔a冰）小于技術(shù)參滴數(shù)中的最佳值咸（桑510P目a喊）時(shí)，喉管氣鄭速和液氣比均鞭必然小于理論冷最佳值。怖文丘里管的除檢塵效率經(jīng)驗(yàn)公術(shù)式為：脂式中頂：順St檔T包——毅—耐慣性碰撞參數(shù)請f---譯-纖經(jīng)驗(yàn)系數(shù)傾dl---揀-冠液滴直料徑沸途μ端m趙設(shè)一般采用表面涌積平均徑支μ僑G---蜜-秩氣體的粘各度岡P菜a漿?聰S耍上式表明：除舊塵效率窯（匯η崗）與喉管氣速泉（要V幅T藝）和液氣比艱（唱QL/QG病輪）均成一定的軍正比例關(guān)系，鋤同時(shí)還與液滴貨面徑算（疼dl耍旅）也成一定的連正比例關(guān)系。們當(dāng)喉管氣速和虛液氣比小于最殃佳值時(shí)，除塵懇效率必然大幅庫度下降。愁其次，從實(shí)際泡測算的結(jié)果來擊看，也充分說飯明上述情況，曾列表如下：適表講2鷹：文丘里段實(shí)叉際測算值與理亦論值對比釘表命

絨入口風(fēng)速考（株m/悔s勁）必喉管氣速四（息m/橋s尊）醒液氣比居（網(wǎng)L/m鞠3子皇）民耗水量及（果t/瘋h懇）取測算值幼6.13其18.39余0.068陳0.8紛理論值五1端6務(wù)～再22波4趟0釣～蜜120聾0.察7謙～感1.01仰4.3送綜上所述，喉模管氣速低，造軌成塵粒的慣性栗力小，凝聚率漁低。液氣比較招小，也就是供方水量少，再加汪上液體霧化較隨差，雖然液滴筐直徑大，但液凳滴總體表面積倘小，塵粒與液千滴的碰撞、攔撐截的概率小，繳因此除塵效率梅就低，凈化效齒果就差。徐2.2犁頑旋風(fēng)水膜除塵支器部分欲旋風(fēng)水膜除塵霧器的結(jié)構(gòu)比較界簡單，其阻力限損失的測試值鷹（海154.66枕P吳a社）小于技術(shù)參諸數(shù)中的理論最著佳值抖（襖790P蛇a返），也說明兩程點(diǎn)；其一為入賤口風(fēng)速太低。呆阻力損失是與怒風(fēng)速成正比例虹關(guān)系的，阻力禮小，必然入口娛風(fēng)速低，而入滴口風(fēng)速低，塵庭粒所受的離心羞力小。其二為取部分噴咀堵塞亡，未形成連續(xù)險(xiǎn)的水膜，塵粒顫的粘附作用小仆，塵粒的捕集勞概率低，含塵閘氣體在除塵器物內(nèi)近似直流，注同樣造成除塵拿效率低。智2.注3蹤鍋爐除塵系渠統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量伸過大，選用風(fēng)聰機(jī)過大，是造挨成運(yùn)行能耗過蔥大的原因，對祝煙氣黑度和粉筆超標(biāo)排放有一汪定影響。仆鍋爐排煙總量搶是消煙除塵設(shè)板計(jì)中的重要數(shù)鳴據(jù)，一般根據(jù)批排煙總量來選寄用合適的鍋爐淡引風(fēng)機(jī)。如果素引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量窄選用不合適，團(tuán)就會造成整個(gè)酬凈化系統(tǒng)（除酸塵系統(tǒng)）不能易在最佳狀況下塞運(yùn)行。那申么森10薯t掛半沸騰鍋爐消屯煙除塵系統(tǒng)所暮選引風(fēng)機(jī)是否鋒合適呢？片目前，鍋爐實(shí)旬際使用的引風(fēng)表機(jī)風(fēng)量為箭3800撿0運(yùn)立方米膛/望小超時(shí)軍,俯但是在正常運(yùn)受行下測試時(shí)，兇卻發(fā)現(xiàn)實(shí)際煙孫氣時(shí)卻是湖1175找9簡立方米戰(zhàn)/錄小時(shí)，如果按銹熱態(tài)狀況下獄乘都1.歐2技的系數(shù)，總煙堆氣量也只有濱14100技斧立方米勤/裹小策時(shí)配.膛在運(yùn)行過程中小，風(fēng)機(jī)的開啟槐度僅靜為殘3億0榆—禽40橫%世。帳為此，我們測擴(kuò)出燃煤的低位享發(fā)熱值，空氣鄭過剩系數(shù)和小劣時(shí)耗煤量，依綁據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，皆校核計(jì)算出煙愚氣總量應(yīng)為揚(yáng)24140.繼2紡立方米室/敗小唱時(shí)館(茅計(jì)算過程從飲略題)齒。盲上述數(shù)據(jù)表明旗：計(jì)算煙氣量雪是實(shí)測煙氣量克的蹤1.7瞧1恨倍。說明燃煤增中的大量碳未辱與空氣中的氧撈反應(yīng)，燃煤未銀燃盡；另外，忍實(shí)際引風(fēng)機(jī)的使風(fēng)量是實(shí)測煙忽氣量憑的句2.6刊9惰倍，是計(jì)算煙產(chǎn)氣量鵝的釋1.5次7尿倍，明顯地說坦明，引風(fēng)機(jī)風(fēng)竿量過大，一方野面浪費(fèi)運(yùn)行中鹿的能耗，另一浪方面不利于整皆個(gè)系統(tǒng)在最佳很工況下運(yùn)行。丟查原設(shè)計(jì)資料頁，因所需風(fēng)壓曲為塌300件0洗多旬P數(shù)a得，而我國標(biāo)準(zhǔn)招風(fēng)機(jī)虧在誠3000P刑a伙以上的風(fēng)量為臭3800額0真立方米稿/被小時(shí)，故只能北選此類風(fēng)機(jī)。及二氧、惜10薯t作半沸騰鍋爐煙我塵高效治理技快術(shù)分析伏通過上述北對湖10籌t曲半沸騰鍋爐的諷煙氣中粉塵濃斃度和黑度超標(biāo)賽排放的原因分概析，在公司的際治理實(shí)踐中，冒我們實(shí)施了以路下一些高效治卻理技術(shù)措施：富1罵、提高燃煤的喜平均粒徑模主要從兩個(gè)方根面提高燃煤的居平均粒徑購一是通過公司倡采購供應(yīng)部門徹，嚴(yán)把進(jìn)貨關(guān)慚，盡量保證采悼購的燃煤粒徑對符合技術(shù)要求姿。責(zé)二是通過深加碌工，控制煤塊顆粒徑，提高燃姻煤利用率，減濁少飛灰中含碳植量。網(wǎng)根據(jù)半沸騰鍋翅爐的燃燒理論壤，燃煤粒徑在碌2mm桑到撇12mm喜時(shí)，能形成沸合騰層，而最佳役粒徑則在鋸3mm么到口8mm霞之間。因此，啊針對目前燃煤噴中粉狀煤過多翅的現(xiàn)狀，首先亮對燃煤進(jìn)行篩也分，采用一般報(bào)網(wǎng)格篩或滾筒疼篩均可。對刊3mm伏以上的煤塊直促接進(jìn)入爐膛。授其次對遠(yuǎn)3mm亞以下的粉狀煤胃進(jìn)行造粒處理煎，形丘成渴3貪～愉8m宗m鵝小煤粒，這樣胸可以延長煤粒惹在沸騰層的燃徒燒時(shí)間，使其盲充分氧化、燃厲盡，從而降低富煙氣的黑度，轟與此同時(shí)，也虜提高了燃煤利遞用率，節(jié)約了眼燃料，提高了泳鍋爐熱效率。溫目前，國內(nèi)有便專門生產(chǎn)造粒后機(jī)的廠家，可嶺直接購買、安鋼裝和使用。艦2乖、提高爐膛溫黃度，選擇合理戰(zhàn)的引風(fēng)機(jī)風(fēng)量盲，促使燃煤充響分燃燒，從而咳減少煙氣中飛由灰的含碳量，邪確保系統(tǒng)正常船運(yùn)行值鍋爐本體的改暮造，主要內(nèi)容坡是采取各種措講施提高爐膛（中主要是沸騰層派）溫度，可在塵目前的情況下儉，提高到事86小0墻℃基---雨89繭0盞℃共，使沸騰層燃顆煤燃盡。十多撈年來，東風(fēng)公侵司各專業(yè)廠，饞在提高爐溫上注采取了多種措猾施，取得一定五的效果。在提激高爐膛溫度上日尚須繼續(xù)努力鍵，如改變爐膛訂尺寸和結(jié)構(gòu)，透增加副燃帶等累。其次，針對沉各專業(yè)廠鍋爐牲的具體情況，巡盡量減少燃燒腳室的漏風(fēng)。罰對于鍋爐引風(fēng)訴機(jī)，如果設(shè)備手狀態(tài)良好，可忘暫不更換，但酷要完善或加裝執(zhí)風(fēng)量調(diào)節(jié)器，雨根據(jù)燃煤耗量蝦及煙氣排放情暮況，隨時(shí)調(diào)整激；如果設(shè)備狀兵態(tài)不好需要更餡換時(shí)，則應(yīng)選濾擇合適風(fēng)量的芒風(fēng)機(jī)，在計(jì)算鈴煙氣總量的基篇礎(chǔ)上增瞧加健15初%允，即風(fēng)量錯2800期0桑立方米汽/采小時(shí)為宜。出3流、改善供水狀謙況，優(yōu)化運(yùn)行絮參數(shù)，提高除帝塵系統(tǒng)的除塵眨效率，減少外違排煙氣中粉塵聰?shù)暮垦b對現(xiàn)有兩級除惱塵器進(jìn)行改造廳，其主要內(nèi)容形如下：瞇一是保證足夠菜的供水量，提弓高供水壓力，題改善水源質(zhì)量幼，主要是提高軌液氣比，提高務(wù)水的霧化效果脾，增大液滴表攝面積，使塵粒遮與液滴的碰撞快、攔截的概率徑提高。主要措吵施：第一，加包大進(jìn)水管直徑襲，使流量增加紫；第二，在進(jìn)霞水管道前加裝甜一臺加壓泵，吉提高供水壓力院；第三，在進(jìn)簽水管道上，增揭加蒸汽和縮小擋噴水孔直徑，錯使液滴霧化效改果更好，表面脖積加大；第四暢，文丘里洗滌道器的水盡可能免新鮮水，減少打水中雜質(zhì)，避仆免堵塞噴水孔晴。餡二是改造文丘某里洗滌器的喉走管部分，根據(jù)記運(yùn)行時(shí)煙氣流待量，調(diào)整喉管擠部分的截面積宋，從而提高喉僚管風(fēng)速，提高胖塵粒的慣性力拖，凝聚率，使談粉塵與水液較協(xié)好的碰撞、凝腳聚，從而減少額粉塵外排數(shù)量逗。實(shí)際實(shí)施中撓文丘里喉管流劍速調(diào)整賊到爆4紡0管（生米摸/言秒），液氣毒比吉0.喬4偶左右。名三是將麻石水租膜除塵器的環(huán)賽形噴水管改為唱環(huán)形溢流槽，系從而在內(nèi)壁上露形成連續(xù)的