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摘 要:對(duì)某2×300MW機(jī)組的煙氣除塵技術(shù)改造中,在場(chǎng)地狹小及主設(shè)備陳舊等條件下,采用電袋復(fù)合除塵器的技術(shù)改造方案,提高了除塵效率,適應(yīng)了電廠來(lái)煤多樣性的要求,當(dāng)煙氣灰份含量增加時(shí),也能滿足排放要求,對(duì)同類型電廠在這方面的技術(shù)改造具有參考意義。
關(guān)鍵詞:電袋復(fù)合除塵器;提效改造;技改工程;排放濃度;
1 概述
隨著對(duì)污染物排放控制的日趨嚴(yán)格,將對(duì)火電企業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。自2012年1月1日起,國(guó)家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)開(kāi)始實(shí)施,規(guī)定火電廠煙塵排放濃度限值30mg/Nm3;重點(diǎn)地區(qū)煙塵排放濃度限值為20mg/Nm3,進(jìn)一步提高了火電行業(yè)的環(huán)保準(zhǔn)入門(mén)檻。而隨煤炭消耗量的快速增長(zhǎng),資源已日益緊缺,許多電廠無(wú)法按設(shè)計(jì)的煤種供應(yīng)燃煤已成為普遍事實(shí)[1],因此,新的排放標(biāo)準(zhǔn)使電廠除塵技術(shù)面臨著煙氣條件越來(lái)越不確定和排放要求越來(lái)越高的矛盾。所以,燃煤電廠必須采取高效、穩(wěn)定的除塵技術(shù)來(lái)有效控制微量的煙塵排放?,F(xiàn)以華能汕頭電廠2×300MW燃煤發(fā)電機(jī)組的除塵增容提效改造為例,就技術(shù)改造方案、設(shè)備選型、舊設(shè)備的利用等進(jìn)行論述。
華能汕頭電廠一期2×300MW亞臨界機(jī)組,鍋爐好連續(xù)蒸發(fā)量為1000 t/h;華能汕頭電廠一期工程配套兩臺(tái)浙江電除塵器總廠(即現(xiàn)在菲達(dá)環(huán)保)生產(chǎn)的2FAA4*37.5M*88-125型雙室四電場(chǎng)臥式除塵器,電除塵控制部份采用福建龍巖空氣凈化設(shè)備廠生產(chǎn)的GGAF02-1.0/72H型產(chǎn)品,設(shè)計(jì)除塵效率≥99.2%,煙氣好處理量1880000m3/h。
2 增容提效改造的必要性
該電廠地處市區(qū),近年來(lái)因?yàn)槿济浩贩N的變化,煤質(zhì)灰份的波動(dòng)較大。原除塵裝置設(shè)計(jì)入口煙氣量為1880000m3/h,煙氣量或者灰份含量超過(guò)設(shè)計(jì)值,為了確保煙塵排放濃度在30mg/Nm3以下,只能降低機(jī)組的負(fù)荷。為此,有必要對(duì)現(xiàn)有的一期除塵系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。
FE型電袋復(fù)合除塵器是我國(guó)自主研發(fā)的新一代高效除塵設(shè)備,它將電除塵與布袋除塵機(jī)理的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合,并產(chǎn)生一種新的荷電粉塵過(guò)濾特性的機(jī)理,通過(guò)電凝并有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)微粉塵的捕集。它具有長(zhǎng)期穩(wěn)定保持低排放、阻力低、濾袋使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),目前已迅速得到廣泛應(yīng)用,成為解決低粉塵排放濃度問(wèn)題的一項(xiàng)優(yōu)良技術(shù)[2]。在電袋復(fù)合除塵器中,由于電場(chǎng)發(fā)揮了高效除塵與荷電作用,濾袋堆積粉塵厚度相對(duì)速度降低;而荷電粉塵形成的“蓬松”堆積結(jié)構(gòu)加大孔隙率提高透氣性和剝落性,這兩大因素降低了濾袋阻力。由于上述原因,引風(fēng)機(jī)的能耗也相應(yīng)降低,同時(shí)濾袋清灰周期得到延長(zhǎng)而達(dá)到節(jié)能的目的,并且延長(zhǎng)了濾袋壽命。電袋復(fù)合除塵器能夠適應(yīng)煤種灰份與成分的變化,對(duì)煤種引起的煙灰成分、比電阻等變化不敏感,出口排放濃度可長(zhǎng)期穩(wěn)定在30mg/Nm3以下[3]。
3 技術(shù)方案的選擇
3.1原電除塵系統(tǒng)的設(shè)備配置
改造前,本工程配套兩臺(tái)浙江電除塵器總廠(即現(xiàn)在菲達(dá)環(huán)保)生產(chǎn)的2FAA4*37.5M*88-125型雙室四電場(chǎng)臥式除塵器,電除塵控制部份采用福建龍巖空氣凈化設(shè)備廠生產(chǎn)的GGAF02-1.0/72H型產(chǎn)品,設(shè)計(jì)除塵效率≥99.2%,極板型式為大C型板,極線型式為全部為螺旋線配輔助電極,出口設(shè)槽極板,振打方式全部采用側(cè)部饒臂錘振打。其一、二、三、四電場(chǎng)高壓供電和控制裝置是GGAJ02-1.0/72CG型的整流變壓器。本工程改造前電除塵器設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。
4 改造方案的確定
靜電除塵器改造為電袋復(fù)合除塵器整體方案
1.對(duì)原一電場(chǎng)極線、陰極振打系統(tǒng)、框架全換,改為新型芒刺線、前后分區(qū)供電結(jié)構(gòu),陰、陽(yáng)極頂部電磁振打。陽(yáng)極系統(tǒng):陽(yáng)極板盡量修復(fù)利舊。更換新的4臺(tái)變壓器,高低壓控制柜、隔離開(kāi)關(guān)柜,檢修電源箱、振打操作箱等,電纜利舊,不足部分更新。以達(dá)到新裝電場(chǎng)的效果,滿足電袋復(fù)合除塵器粉塵荷電、改變粉塵特性的需要。系統(tǒng)設(shè)計(jì)一電場(chǎng)應(yīng)具備鍋爐MFT時(shí)有同時(shí)跳閘功能。
2.拆除原電除塵器的第二、三、四電場(chǎng)的陽(yáng)極板、陰極線和振打系統(tǒng)和高低壓電源;原電除塵器二、三、四電場(chǎng)每列通道共6根頂大梁,其中3根頂大梁移位作為布袋除塵器的大梁,并拆除其余3根。
3.在原電除塵器二、三、四電場(chǎng)雙室中間加隔墻,避免濾袋清灰過(guò)程中的相互影響,造成粉塵在布袋上二次附著。
4 在原電除塵器的第二、三、四電場(chǎng)原立柱頂面水平鋪設(shè)花板,安裝濾袋、籠骨和噴吹系統(tǒng),作為布袋除塵區(qū)。布袋除塵區(qū)每臺(tái)爐在寬度方向分為4列、每列分為3個(gè)室。每臺(tái)爐分24個(gè)清灰單元、共480個(gè)三寸脈沖閥、共7440條濾袋。布袋除塵采用外濾式,噴吹系統(tǒng)選用固定行噴吹清灰技術(shù)。每室1個(gè)人孔門(mén),每個(gè)室之間相互獨(dú)立。在運(yùn)行中如果某個(gè)室出現(xiàn)故障,關(guān)閉該室的離線閥、打開(kāi)人孔門(mén)實(shí)現(xiàn)不停爐分室檢修(即可以實(shí)現(xiàn)不停爐進(jìn)行更換布袋操作);也可以在運(yùn)行時(shí)關(guān)閉某個(gè)室離線閥,實(shí)現(xiàn)離線清灰,保證清灰效果。
5 在花板上設(shè)置3米高的凈氣室??梢詽M足在凈氣室內(nèi)進(jìn)行袋籠、布袋的更換和檢修不受天氣的影響。每個(gè)凈氣室設(shè)有1個(gè)人孔門(mén),方便檢修人員進(jìn)出和對(duì)流通風(fēng)。
6 凈氣室設(shè)窺視系統(tǒng)(耐高溫照明系統(tǒng)和窺視孔),凈氣室內(nèi)噴吹系統(tǒng)和濾袋的運(yùn)行狀況均可以清楚的觀察到。
7 新增袋區(qū)PLC+上位機(jī)低壓控制,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和就地操作,充分保證袋區(qū)控制系統(tǒng)的安全性,與溫度、壓力、壓差、濃度檢查系統(tǒng)和旁路閥提升閥連鎖可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警和相關(guān)自動(dòng)操作功能,濾袋脈沖閥控制可采用定時(shí)、定時(shí)+定壓或手動(dòng)方式。
8 除塵器檢測(cè)系統(tǒng)
①進(jìn)、出口設(shè)有溫度檢查裝置,溫度傳感器反饋信號(hào)至PLC既可以在上位機(jī)上顯示并報(bào)警。在鍋爐正常運(yùn)行時(shí),當(dāng)煙氣度超過(guò)160℃時(shí)報(bào)警,提醒運(yùn)行人員對(duì)鍋爐進(jìn)行檢查并調(diào)整,保證煙氣溫度在160℃以下正常運(yùn)行。
②進(jìn)出口阻力檢測(cè):除塵器每個(gè)通道的進(jìn)出口均裝有壓力變送器,壓差傳感器反饋信號(hào)至PLC既可以在上位機(jī)上顯示并報(bào)警。當(dāng)進(jìn)出口阻力超過(guò)設(shè)定值(1200Pa)時(shí)報(bào)警,提醒運(yùn)行人員檢查噴吹系統(tǒng)是否出現(xiàn)異常和判斷濾袋是否出現(xiàn)糊袋、堵袋。
③除塵器出口煙塵濃度檢測(cè):濁度儀傳感器反饋信號(hào)至PLC既可以在上位機(jī)上顯示也可以報(bào)警。當(dāng)煙塵排放濃度超過(guò)設(shè)定值時(shí)報(bào)警,從而檢查判斷濾袋是否出現(xiàn)破損。
④噴吹氣源壓力檢測(cè):壓力傳感器將噴吹氣源壓力反饋信號(hào)至PLC既可以在上位機(jī)上顯示并報(bào)警。
⑤提升閥旁路閥氣源壓力檢測(cè):壓力傳感器將提升閥旁路閥氣源壓力反饋信號(hào)至PLC既可以在上位機(jī)上顯示并報(bào)警。
9 旁路系統(tǒng)
電袋復(fù)合除塵器每列通道設(shè)置一套可靠的煙氣旁路系統(tǒng)(旁路根據(jù)一電場(chǎng)頂部振打布置情況在煙氣流量為2118600m3/h時(shí) 65%的容量),每臺(tái)除塵器二套,旁路系統(tǒng)為內(nèi)外置相接合形式。
10 輸灰系統(tǒng)不改造。
11 清灰系統(tǒng)壓縮空氣系統(tǒng)
①壓縮空氣參數(shù)和品質(zhì)
每臺(tái)爐需要的空氣量:13Nm3/min空氣量品質(zhì):固體和液體粒徑≤1um、殘油含油量≤0.1ppm。
②空壓機(jī)配置
采用“兩爐4臺(tái)”空壓機(jī)布置方案,每臺(tái)空壓機(jī)均帶后處理設(shè)備。保證除塵器改造后的氣量使用要求??諌簷C(jī)出力:28Nm3/min;壓力:0.8mpa,風(fēng)冷;品牌:阿特拉斯。
③空壓機(jī)房:新增空壓機(jī)、空壓機(jī)房(鋼結(jié)構(gòu))、基礎(chǔ)、動(dòng)力電纜、通訊電纜、控制部分的設(shè)計(jì)及供貨、安裝。
5.該技術(shù)改造方案有如下創(chuàng)新設(shè)計(jì)
1. 進(jìn)口喇叭設(shè)置三層多孔氣流分布板,保證進(jìn)口煙氣均勻分布;
2. 含塵煙氣從進(jìn)口喇叭進(jìn)入除塵器,煙氣分流為三個(gè)部分:30%的煙氣通過(guò)進(jìn)口氣流分布板直接進(jìn)入正面濾袋空間(斷面Ⅰ);40%的煙氣從濾袋袋底空間流向?yàn)V袋單元(斷面Ⅱ);其余30%煙氣在側(cè)部導(dǎo)流通道導(dǎo)流板的作用下進(jìn)入后部濾袋單元(斷面Ⅲ);凈化后所有煙氣通過(guò)袋口進(jìn)入上箱體,自出口喇叭排出。數(shù)值模擬計(jì)算出三部分煙氣流量。通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)口氣流分布板的開(kāi)孔率、改變?yōu)V袋前氣流分布板形式,側(cè)部導(dǎo)流通道的具體位置,調(diào)節(jié)袋底導(dǎo)流板等措施,使三部分氣流分都滿足要求。保證前后濾袋單元流量分配均勻。
3. 預(yù)留一電場(chǎng)前部空間,設(shè)置均流沉降裝置,起到預(yù)收塵效果和流場(chǎng)均布作用。
4. 正面濾袋前設(shè)置百葉窗導(dǎo)流板,減小氣流對(duì)濾袋沖刷磨損。
5. 灰斗內(nèi)設(shè)置合理導(dǎo)流裝置,調(diào)整濾袋底部流場(chǎng)分布。
6 結(jié) 語(yǔ)
電袋復(fù)合除塵器是我國(guó)自主研發(fā)的新一代高效除塵器,其除塵效果不受煤種變化影響,保持長(zhǎng)期高效穩(wěn)定,運(yùn)行阻力低,濾袋壽命長(zhǎng),結(jié)構(gòu)緊湊占地小,運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單[4];尤其在除塵器提效改造工程中具有排放濃度低、提效顯著、工程改造量小、施工工期短、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢(shì),可作為解決細(xì)微顆粒粉塵排放、滿足嚴(yán)格的新粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)(《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011))好有效的技術(shù)方案之一[5]。
在改造方案中充分考慮了已有的條件,利用了已施工完成的設(shè)備基礎(chǔ),在原電除塵器基礎(chǔ)上,保留了電除塵器殼體、支架、灰斗和平臺(tái)爬梯等,拆除陰陽(yáng)極系統(tǒng),在除塵器內(nèi)部安裝濾袋系統(tǒng)、脈沖噴吹系統(tǒng)、設(shè)置合理的流場(chǎng)分布裝置。在設(shè)備選型時(shí),盡量選用相同與已有設(shè)備的型號(hào),便于后續(xù)的設(shè)備檢修和維護(hù)工作;好化地利用現(xiàn)有設(shè)備,降低改造成本。