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。雖然粉末的排放濃度低于袋形分離器（袋形官邸），但實際上袋形檢測器無法替代它。這一方面是出于對設(shè)備阻損、風(fēng)機全壓余量和工程費用等問題的考慮,同時也存在設(shè)備規(guī)格配置、運行實況和提效距離(即需要改善的幅度,等于現(xiàn)在的實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、減少二次揚塵、捕集微細(xì)粉塵和流場優(yōu)化調(diào)整這幾個主要因素,將移動極板電場和流場優(yōu)化調(diào)整兩項科研成果應(yīng)用于燒結(jié)機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,必須抓住這三個環(huán)節(jié)。新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)出臺后,捕集PM2.5等微、輕、細(xì)粉塵也要靠這三個環(huán)節(jié)。從收塵機理和設(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試驗臺的電暈性能極配試驗在西安理工大學(xué)的極配試驗裝置上進(jìn)行。如圖1所示,該裝置由高壓電源供電系統(tǒng)和極配試驗臺兩部分組成。高壓電源供電系統(tǒng)由變壓器及控制顯示柜構(gòu)成,極配試驗臺由陰極、陽極、絕緣裝置和支架等組成。試驗臺模擬工業(yè)電除塵器電場的一個通道,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。試驗時采用連續(xù)升壓,記錄每種極配在相同二次電壓值時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)行對比分析,從而得出各種極配性能的優(yōu)劣。通過極配試驗還可以對比優(yōu)化出數(shù)種固定電場和移動極板電場極配,為下一步的試驗奠定基礎(chǔ)。3.2試驗臺自動粉碎工況模擬試驗在西安理工大學(xué)的粉塵工況模擬試驗裝置上進(jìn)行。該裝置由除塵試驗臺、加熱系統(tǒng)、布袋除塵器、管路系統(tǒng)、風(fēng)機及消音系統(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。試驗時,首先在試驗臺內(nèi)裝設(shè)待試的極配,然后通過變頻器啟動尾部引風(fēng)機調(diào)整試驗風(fēng)量,隨之啟動高壓控制柜升壓,再通過振動加料機加入試驗粉塵。試驗粉塵在工況試驗臺內(nèi)被捕集,其余粉塵進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行二級捕集,潔凈氣流經(jīng)風(fēng)機排入大氣。在試驗工況穩(wěn)定時,采用自動煙塵/氣測試儀檢測試驗臺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)值模擬計算電除塵器內(nèi)空氣動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)值模擬計算,得到在電除塵(含前后管道)系統(tǒng)流場內(nèi)各個位置上的速度、壓力等分布。在數(shù)值模擬計算中,計算范圍包括了電場、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)值模擬計算,得到要求的流態(tài)分布,最后將計算結(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,通過上述三個方面的試驗研究,開發(fā)出了移動極板電場、摩擦清灰、均流電場、流場優(yōu)化等四項提效技術(shù)。前三項技術(shù)的配置如圖2所示,現(xiàn)分別介紹如下。4.1轉(zhuǎn)板電場的特點移動極板電場(又叫轉(zhuǎn)板電場)位于末電場尾端,移動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、移動極板、傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動系統(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,轉(zhuǎn)板收塵極回轉(zhuǎn)運動,轉(zhuǎn)動到底部(灰斗上方)將積灰清掉。轉(zhuǎn)板電場的特點: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)運轉(zhuǎn)正常,電場風(fēng)速小于1.08m/s,風(fēng)機壓力有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,由傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)刷軸和轉(zhuǎn)刷、支撐架或刮板、轉(zhuǎn)動架、調(diào)節(jié)裝置等組成。轉(zhuǎn)刷清灰的工作過程:傳動系統(tǒng)工作使轉(zhuǎn)刷軸(轉(zhuǎn)刷)轉(zhuǎn)動,與轉(zhuǎn)板收塵極表面產(chǎn)生相對運動,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)板收塵極上下移動時,刮板工作表面與轉(zhuǎn)板產(chǎn)生相對運動,將極板表面的積塵刮掉,呈片狀脫落,掉入灰斗。試驗結(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)特點決定了該清灰方式無二次揚塵,對降低粉塵排放濃度,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)計充分考慮了荷電強度大,粉塵濃度高,荷電均勻充分的工況要求,對其結(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),對電除塵器及前后管道進(jìn)行數(shù)值模擬計算,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,以減少二次揚塵和返流。5燃燒檢測器的自動性能重建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:對原有兩個電場的內(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施半年后,由鋼廠環(huán)境監(jiān)測站進(jìn)行檢測,得到的實測數(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,同機頭電除塵器改造。措施四:對原有三個電場的內(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