據(jù)統(tǒng)計(jì),2017年全國(guó)能源消費(fèi)總量為44.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)比重為60.4%。在全國(guó)338個(gè)地級(jí)以上城市中,99個(gè)城市達(dá)到環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),占城市總數(shù)的29.3%;239個(gè)城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標(biāo),占70.7%。中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)仍然以煤炭為主,這加劇了空氣污染的程度。
其中,灰塵和酸雨的危害更大。因此,做好燃煤鍋爐的脫硫除塵工作,控制燃煤煙塵排放,對(duì)改變環(huán)境,特別是大氣環(huán)境污染具有重要作用。目前,燃煤鍋爐脫硫除塵技術(shù)主要有濕法脫硫、干法脫硫和干濕綜合脫硫。不同的脫硫除塵方法在燃煤鍋爐煙氣脫硫除塵的應(yīng)用中有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用。
一、低壓脈沖布袋式除塵器煙氣導(dǎo)向裝置
為均勻進(jìn)入袋室,采用灰斗上部進(jìn)風(fēng)口,布袋式除塵器煙氣流動(dòng)路徑管道風(fēng)速分段設(shè)計(jì)。除塵器進(jìn)風(fēng)口采用氣流阻塞導(dǎo)向式煙氣導(dǎo)向裝置,充分利用氣體的自然分布原理,保證各機(jī)組與各機(jī)組各點(diǎn)之間進(jìn)風(fēng)口的均勻性,充分提高過濾面積利用率。通過控制進(jìn)入布袋室的風(fēng)向,控制二次粉塵的產(chǎn)生,提高除塵效率。
含塵氣體通過煙氣導(dǎo)流裝置進(jìn)入各機(jī)組的過濾室。由于設(shè)計(jì)的各個(gè)部分都預(yù)留了足夠合理的間隙,因此對(duì)除塵器的濾袋間距也進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)。氣流經(jīng)過導(dǎo)風(fēng)裝置后,根據(jù)阻力分布和導(dǎo)流原理自然分布,使整個(gè)過濾室內(nèi)的氣流和各空間的阻力均勻分布。合理的煙氣流量可大大減少袋室的紊流,防止二次揚(yáng)塵。
為了確定導(dǎo)煙裝置的合理性,利用計(jì)算機(jī)對(duì)導(dǎo)煙裝置進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)。它類似百葉式,能起到機(jī)械除塵的作用。對(duì)煙氣除塵效果好,不會(huì)堵塞。試驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)調(diào)整后,該除塵器的氣流分布達(dá)到美國(guó)RMS標(biāo)準(zhǔn)水平。
進(jìn)氣導(dǎo)流系統(tǒng)在較小的程度上降低了箱體、濾室和系統(tǒng)的阻力,盡可能減少了粉塵在進(jìn)氣系統(tǒng)中的沉積,避免了除塵器濾袋的碰撞和摩擦,延長(zhǎng)了系統(tǒng)和濾袋的使用壽命。
所述濾袋裝置和花板除塵器的濾袋裝置設(shè)置在垂直和水平的矩陣中。這樣的布置合理利用了方盒空間。煙氣導(dǎo)向裝置的應(yīng)用降低了袋室局部風(fēng)速,避免了濾袋晃動(dòng)可能引起的碰撞。
除塵器的花板用作除塵器潔凈風(fēng)室與濾室之間的隔斷,用于懸掛濾袋組件,同時(shí)也作為除塵器濾袋組件的維護(hù)平臺(tái)。
除塵器的花板采用數(shù)控沖孔方法加工,滿足花板和花板孔的形狀和位置公差要求。
除塵器上箱體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為工人利用花板作為操作平臺(tái)對(duì)除塵器進(jìn)行檢修和維護(hù)創(chuàng)造了條件。
利用加工過的花板和定位過的噴嘴管,使短噴嘴的軸線與濾袋總成的軸線重合,從而完成整個(gè)注射系統(tǒng)。
其次,布袋式除塵器有全面的
脈沖式單機(jī)除塵器的除塵效率可穩(wěn)定在高以上,并能滿足排放要求,且不受煤種、爐況和煙氣參數(shù)的影響。根據(jù)布袋委員會(huì)2013年對(duì)28臺(tái)燃煤電廠布袋式除塵器的調(diào)研結(jié)果,排放濃度均低于30mg/nm3,其中低于20mg/nm3的有19臺(tái),低于10mg/nm3的有6臺(tái)。布袋除塵器已廣泛應(yīng)用于垃圾焚燒發(fā)電行業(yè),其排放濃度低于10mg/nm3。布袋除塵器用于鋼鐵行業(yè)的高爐煤氣凈化,出口濃度可穩(wěn)定在5mg/nm3以下。
除塵布袋的操作阻力高于靜電除塵器的操作阻力是不爭(zhēng)的事實(shí)。近年來,通過對(duì)布袋除塵器結(jié)構(gòu)型式、氣流組織、濾料、清灰技術(shù)等方面的關(guān)鍵問題的解決,可將燃煤電廠使用的布袋除塵器的運(yùn)行阻力穩(wěn)定控制在800-1200pa。布袋委調(diào)查的28臺(tái)袋式除塵器中,工作電阻低于1200pa的有20臺(tái),工作電阻低于1000Pa的有20臺(tái)。此外,行業(yè)專家也關(guān)注運(yùn)行能耗。與靜電除塵器相比,布袋式除塵器增加了引風(fēng)機(jī)的功耗,但節(jié)省了電場(chǎng)的供電能耗。調(diào)查表明,該除塵器的總運(yùn)行能耗與3個(gè)電場(chǎng)下的靜電除塵器基本相同。以新建600MW機(jī)組輔助除塵器為例,計(jì)算表明,在達(dá)到相同排放濃度時(shí),布袋式除塵器運(yùn)行能耗為334萬元/A,5電場(chǎng)靜電除塵器運(yùn)行能耗為357萬元/A,6電場(chǎng)靜電除塵器運(yùn)行能耗為407萬元/A,能耗比為1∶1.07∶1.22。
布袋式除塵器的使用壽命主要體現(xiàn)在布袋式除塵器的使用壽命上,這也是廣大用戶所關(guān)注的問題。20世紀(jì)末,許多家用電器都嘗試了袋式除塵器,但出現(xiàn)了一個(gè)嚴(yán)重的問題,袋式除塵器在使用幾個(gè)月后就不得不更換。然而,這種情況已經(jīng)發(fā)生了變化。經(jīng)過攻克,電廠布袋除塵器濾料擺脫了PPS、玻纖濾料“稱霸世界”的局面,生產(chǎn)了PPS、P84、PTFE、玻纖等多種纖維濾料,各種結(jié)構(gòu)型式,各種編織方式,并根據(jù)煙塵情況制定了濾料選擇規(guī)則。除除塵器結(jié)構(gòu)、氣流組織和除灰系統(tǒng)的改進(jìn)外,除塵布袋的使用壽命為3-4年,使用壽命長(zhǎng),可以滿足在役爐的使用要求。袋委調(diào)查的28臺(tái)除塵器中,11臺(tái)使用壽命超過52個(gè)月,較長(zhǎng)的為92個(gè)月,15臺(tái)仍在正常使用,使用壽命不足4年。只有2臺(tái)除塵器由于燃燒高硫煤,頻繁的啟停,導(dǎo)致除塵布袋出現(xiàn)異常損壞,已及時(shí)改進(jìn)。
在建設(shè)成本方面,以新建600MW機(jī)組為例,在采用現(xiàn)代技術(shù)、達(dá)到相同排放濃度的條件下,從除塵器投資方面綜合考慮比較,布袋除塵器的總成本約為1:1.02:1.10,小于5電場(chǎng)除塵器和6電場(chǎng)除塵器,運(yùn)行能耗和維護(hù)費(fèi)用;布袋式除塵器占地面積小,布袋式除塵器與5電場(chǎng)除塵器、6電場(chǎng)除塵器的占地面積比約為1:2.0:2.35,適用于除塵改造工程。