電除塵器的環(huán)保排放

電除塵器的環(huán)保排放

1提效改造技術(shù)目前，中國驅(qū)掃機(jī)頭的氣體污染主要采用電除灰塵器，用電除灰塵器廣泛應(yīng)用于發(fā)電鍋爐的氣污染機(jī)。雖然粉末的排放濃度低于袋形分離器（袋形官?。?，但實(shí)際上袋形檢測器無法替代它。這一方面是出于對(duì)設(shè)備阻損、風(fēng)機(jī)全壓余量和工程費(fèi)用等問題的考慮,同時(shí)也存在設(shè)備規(guī)格配置、運(yùn)行實(shí)況和提效距離(即需要改善的幅度,等于現(xiàn)在的實(shí)際排放濃度減去要求達(dá)到的排放限值)不同等多方面的差異,因此較為理想的高效除塵途徑是對(duì)現(xiàn)有電除塵器進(jìn)行提效改造,以改善其性能。西安西郊熱電公司與西安理工大學(xué)及西安宇清科技公司共同合作,開展了這方面的專題研究。其工作過程和技術(shù)路線是:抓住電場高效收塵、減少二次揚(yáng)塵、捕集微細(xì)粉塵和流場優(yōu)化調(diào)整這幾個(gè)主要因素,將移動(dòng)極板電場和流場優(yōu)化調(diào)整兩項(xiàng)科研成果應(yīng)用于燒結(jié)機(jī)頭和燃煤鍋爐電除塵器改造,分別取得了粉塵排放濃度降低45%和65%的顯著效果,為已有電除塵器的性能改善及達(dá)標(biāo)改造做出了成功的嘗試。2新標(biāo)準(zhǔn)下捕集3.5等微、輕、細(xì)粉塵的環(huán)節(jié)荷電、收塵和清灰是電除塵器捕集粉塵的三個(gè)重要環(huán)節(jié),要提高電除塵器的收塵效率,必須抓住這三個(gè)環(huán)節(jié)。新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后,捕集PM2.5等微、輕、細(xì)粉塵也要靠這三個(gè)環(huán)節(jié)。從收塵機(jī)理和設(shè)備性能兩方面分析影響電除塵器凈化效率的主要因素(即實(shí)施提效改造的主要途徑),列于表1。3關(guān)于改進(jìn)技術(shù)的研究3.1試驗(yàn)臺(tái)的電暈性能極配試驗(yàn)在西安理工大學(xué)的極配試驗(yàn)裝置上進(jìn)行。如圖1所示,該裝置由高壓電源供電系統(tǒng)和極配試驗(yàn)臺(tái)兩部分組成。高壓電源供電系統(tǒng)由變壓器及控制顯示柜構(gòu)成,極配試驗(yàn)臺(tái)由陰極、陽極、絕緣裝置和支架等組成。試驗(yàn)臺(tái)模擬工業(yè)電除塵器電場的一個(gè)通道,陰陽極均為框架式結(jié)構(gòu),能方便地更換極板、極線;陽極高度為1000mm,陰極線高度為750mm,同極距的調(diào)整范圍為250~650mm,陰極電暈線間距連續(xù)可調(diào)。該試裝置可以進(jìn)行各種極配在空氣介質(zhì)下的起暈電壓、伏安特定曲線、擊穿電壓等高壓放電性能試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)采用連續(xù)升壓,記錄每種極配在相同二次電壓值時(shí)的二次電流值及起暈電壓和擊穿電壓,得出有效工作電壓和伏安特性曲線。再與其他極配的電暈性能參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析,從而得出各種極配性能的優(yōu)劣。通過極配試驗(yàn)還可以對(duì)比優(yōu)化出數(shù)種固定電場和移動(dòng)極板電場極配,為下一步的試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。3.2試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)粉碎工況模擬試驗(yàn)在西安理工大學(xué)的粉塵工況模擬試驗(yàn)裝置上進(jìn)行。該裝置由除塵試驗(yàn)臺(tái)、加熱系統(tǒng)、布袋除塵器、管路系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)及消音系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、高壓供電系統(tǒng)等組成。模擬粉塵用現(xiàn)場或有代表性的粉塵,模擬氣體為大氣。試驗(yàn)時(shí),首先在試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)裝設(shè)待試的極配,然后通過變頻器啟動(dòng)尾部引風(fēng)機(jī)調(diào)整試驗(yàn)風(fēng)量,隨之啟動(dòng)高壓控制柜升壓,再通過振動(dòng)加料機(jī)加入試驗(yàn)粉塵。試驗(yàn)粉塵在工況試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)被捕集,其余粉塵進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行二級(jí)捕集,潔凈氣流經(jīng)風(fēng)機(jī)排入大氣。在試驗(yàn)工況穩(wěn)定時(shí),采用自動(dòng)煙塵/氣測試儀檢測試驗(yàn)臺(tái)前后的粉塵濃度和煙氣量,從而得到不同極配下的收塵性能。3.3流場數(shù)值模擬計(jì)算電除塵器內(nèi)空氣動(dòng)力場分布狀況是影響其性能最主要的因素之一。氣流分布不均對(duì)電除塵器收塵效率的影響不亞于電場內(nèi)作用于粉塵粒子的靜電力的影響。通過流場數(shù)值模擬計(jì)算,得到在電除塵(含前后管道)系統(tǒng)流場內(nèi)各個(gè)位置上的速度、壓力等分布。在數(shù)值模擬計(jì)算中,計(jì)算范圍包括了電場、進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口、管道、灰斗、氣流分布板、導(dǎo)流板、槽形板等除塵器的全部構(gòu)件。計(jì)算參數(shù)包括流通面積、處理風(fēng)量、煙氣溫度、同極間距、設(shè)備阻力、設(shè)備工作壓力、氣流分布開孔率等。通過數(shù)十次的數(shù)值模擬計(jì)算,得到要求的流態(tài)分布,最后將計(jì)算結(jié)果用于設(shè)備改造。4提效技術(shù)研發(fā)以往,電除塵器改造存在諸多限制條件,通過上述三個(gè)方面的試驗(yàn)研究,開發(fā)出了移動(dòng)極板電場、摩擦清灰、均流電場、流場優(yōu)化等四項(xiàng)提效技術(shù)。前三項(xiàng)技術(shù)的配置如圖2所示,現(xiàn)分別介紹如下。4.1轉(zhuǎn)板電場的特點(diǎn)移動(dòng)極板電場(又叫轉(zhuǎn)板電場)位于末電場尾端,移動(dòng)極板的切向與煙氣流向垂直,因此又叫橫向轉(zhuǎn)板電場。橫向轉(zhuǎn)板電場由荷電極、移動(dòng)極板、傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)等組成。其工作原理是:未被前部電場(固定電場)捕集的粉塵進(jìn)入轉(zhuǎn)板電場入口后,被轉(zhuǎn)板荷電極荷電,然后在電場力和風(fēng)機(jī)抽力的共同作用下被轉(zhuǎn)板收塵極捕集。當(dāng)粉塵層達(dá)到清灰厚度時(shí),轉(zhuǎn)板收塵極回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)到底部(灰斗上方)將積灰清掉。轉(zhuǎn)板電場的特點(diǎn):全部設(shè)備均布置在原有電除塵器殼體內(nèi)部、設(shè)備總體尺寸不增大,不減少原有電除塵器的截面積、電場數(shù)及總集塵面積,可根據(jù)原設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行多種匹配組合獲得不同的提效性能,各種結(jié)構(gòu)的電除塵器均可采用,可取得出口排放濃度降低40%~70%的改造效果。轉(zhuǎn)板電場的使用條件:原有電除塵器各電場工作電壓正常且穩(wěn)定,振打清灰系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常,電場風(fēng)速小于1.08m/s,風(fēng)機(jī)壓力有100~200Pa的余量。4.2轉(zhuǎn)刷清灰和刮板清灰的工作過程摩擦清灰與轉(zhuǎn)板電場技術(shù)相配套,分為轉(zhuǎn)刷清灰和刮板清灰兩種。摩擦清灰裝置安裝在轉(zhuǎn)板收塵極的底部,由傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)刷軸和轉(zhuǎn)刷、支撐架或刮板、轉(zhuǎn)動(dòng)架、調(diào)節(jié)裝置等組成。轉(zhuǎn)刷清灰的工作過程:傳動(dòng)系統(tǒng)工作使轉(zhuǎn)刷軸(轉(zhuǎn)刷)轉(zhuǎn)動(dòng),與轉(zhuǎn)板收塵極表面產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),將極板表面的積塵掃掉,呈片狀脫落,掉入灰斗。刮板清灰的工作過程:刮板安裝在轉(zhuǎn)板的清灰側(cè),當(dāng)轉(zhuǎn)板收塵極上下移動(dòng)時(shí),刮板工作表面與轉(zhuǎn)板產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),將極板表面的積塵刮掉,呈片狀脫落,掉入灰斗。試驗(yàn)結(jié)果表明,摩擦清灰操作位置低、積塵呈片狀脫落、粉塵下降距離短等技術(shù)特點(diǎn)決定了該清灰方式無二次揚(yáng)塵,對(duì)降低粉塵排放濃度,尤其是捕集微細(xì)粉塵非常有利。4.3電場收塵及均勻氣流均流電場安裝在進(jìn)風(fēng)口內(nèi),由荷電極、吊掛系統(tǒng)、加熱及測溫系統(tǒng)、陽極、振打清灰裝置(視工況需要設(shè)置)等組成,具有粉塵荷電、粉塵凝聚、電場收塵和均勻氣流四種功能。均流電場的工作過程:煙塵介質(zhì)經(jīng)過均流電場時(shí)一方面使流速降低且均勻化,另一方面粉塵經(jīng)過荷電極時(shí)荷電變成帶電粉塵,其中一部分在電場力和慣性力的作用下移向均流收塵極并被捕集,另一部分荷電粉塵相互凝聚進(jìn)入后部電場。通過使粉塵荷電、微細(xì)粉塵凝聚、均流和收塵,提高電除塵器的收塵效率。而且,荷電極的設(shè)計(jì)充分考慮了荷電強(qiáng)度大,粉塵濃度高,荷電均勻充分的工況要求,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。4.4氣流分布的優(yōu)化流場優(yōu)化是針對(duì)電除塵系統(tǒng)(包括電除塵器和前后管道)的,主要包括:(1)以減少局部阻力、理順氣流為目標(biāo),對(duì)電除塵器及前后管道進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,在管道彎頭和突變斷面處增加導(dǎo)流裝置以優(yōu)化氣流分布。(2)在進(jìn)風(fēng)口內(nèi)加裝導(dǎo)(折)流板,使煙氣流在進(jìn)入電場前達(dá)到設(shè)計(jì)要求的均勻流態(tài)。(3)要求在電場的立斷面上氣流呈斜氣流分布,即前部斷面呈上小下大,后部斷面呈上大下小,要求在電場各斷面的水平方向上氣流呈均勻狀態(tài)分布。(4)在末電場的尾部采取灰-氣分流,即在溜灰部位盡量減少氣流,以減少二次揚(yáng)塵和返流。5燃燒檢測器的自動(dòng)性能重建5.1設(shè)備原裝配期和規(guī)格參數(shù)石家莊鋼廠原一燒65m5.2氣流場優(yōu)化措施措施一:在進(jìn)風(fēng)口內(nèi)增加一層均流電場。主要參數(shù):截面積100m措施二:在出風(fēng)口內(nèi)增加一層轉(zhuǎn)板電場。主要參數(shù):截面積100m措施三:流場優(yōu)化。在進(jìn)風(fēng)口小口側(cè)加豎向?qū)Я靼?在第二層氣流分布板上加豎向?qū)Я靼搴蜋M向?qū)Я靼?在第三層氣流分布板上加豎向?qū)Я靼?改造出口槽形板,從而改善氣流分布狀態(tài)。措施四:對(duì)原有兩個(gè)電場的內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行修復(fù),施工周期(包括拆裝)20天。5.3改造效果提效改造實(shí)施半年后,由鋼廠環(huán)境監(jiān)測站進(jìn)行檢測,得到的實(shí)測數(shù)據(jù)為:處理煙氣量476000m6鍋爐電砂器的改進(jìn)和改進(jìn)6.1設(shè)備原裝配期和規(guī)格參數(shù)西安西郊電廠煤粉鍋爐配套的60m6.2主要運(yùn)行措施措施一:在進(jìn)風(fēng)口內(nèi)增加一層均流電場。主要參數(shù):截面積50m措施二:在出風(fēng)口內(nèi)增加一層轉(zhuǎn)板電場。主要參數(shù):截面積50m措施三:流場優(yōu)化,同機(jī)頭電除塵器改造。措施四:對(duì)原有三個(gè)電場的內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行修復(fù),施工周期(包括拆裝)20天。6.3改造效果提效改造