社区：
宝鸡热电公司1～4号炉均为捷克进口的液态排渣煤粉炉,锅炉燃用华亭低硫、低灰分煤。按照国家能源产业结构调整政策, 1、2号炉于2000年12月关停。1～4号炉原配套除尘器均为<900 mm大直径多管旋风除尘器,设计效率80%,烟尘排放浓度高达2 400 mg/m3 ,烟尘年排放量达3万多t。
1995～1998年,宝鸡热电公司先后将1～4号炉除尘器改造为单元复合式多管除尘器,使除尘效率提高到90%,烟尘排放浓度降低到1 560 mg/m3 ,满足火电厂大气污染物排放标准(GB1322321996)要求。
但全厂烟尘排放量仍高达6 000 t/ a,占宝鸡市区烟尘排放总量的40%以上,仍为宝鸡市大气污染源。
液态排渣炉炉膛温度高,锅炉捕渣率高达40%,煤粉爆燃后形成的飞灰很细,且浓度很低,与固态排渣炉相比,飞灰更难捕集。原多管除尘器无法彻底解决烟尘污染问题。
2004年宝鸡市在西北地区率先创建“国家环保模范城市”,省、市政府对宝鸡热电公司烟尘治理项目按“创模”要求对待。另外, Ⅰ时段火电厂2005年1月起正式执行国家新颁布的“火电厂大气污染物排放标准( GB1322322003) ”,显然原有除尘器无法满足新排放标准(烟尘排放浓度≤300 mg/m3 )的要求。为彻底改善厂区及周围区域大气环境质量,满足日益严格的环保要求,响应市政府创建环保模范城市的号召,宝鸡热电公司
决定对3、4号炉除尘器进行改造。通过对各种除尘技术方案论证比较,结合国家环保政策,最终确定采用技术先进的布袋除尘改造方案。2004年3～5月先将3号炉除尘器改造为布袋除尘器, 4号炉布袋除尘改造也于6月竣工。经测试,烟尘排放浓度分别为12. 3 mg/m3 和18. 2 mg/m3 ,改造达到了预期目标。
1 布袋除尘器改造方案
1. 1 工作原理
布袋式除尘器是利用纤维纺织制作的布袋过滤元件来捕集含尘气体中的尘粒。含尘气体从除尘器入口均匀地进入到布袋除尘器处理单元后,气体穿过布袋进入除尘的净烟气侧,而粉尘则被滤布和滤布上的粉尘层阻截并粘附在布袋外侧,净化后的气体由净气侧排出到大气中。当布袋上的粉尘层达到一定厚度时,除尘器就上升到整定
值,此时喷冲电磁阀开启进行喷闪。布袋外侧的粉尘层由于布袋的刀剧膨胀变形而被抖落到灰斗中,粉尘由灰斗经排料阀排出。布袋除尘器原理见图1和图2。
图1 布袋除尘器原理
图2 布袋除尘器清灰过程
1. 2 3、4号炉布袋除尘器设计参数(单台炉)
处理烟气量430 000 m3 /h;
除尘器进口含尘浓度25 000 mg/m3 ;
除尘器进口烟气温度120～160 ℃;
除尘器进口烟气含氧量< 8%;
除尘器效率≥99. 8%;
除尘器出口烟尘浓度≤50 mg/m3 (α = 1. 4,
含水率0% ) ;
除尘器本体阻力≤1 000 Pa;
布袋过滤速度1 m /min;
总过滤面积7 162 m2 ;
滤袋/笼骨规格<120 mm ×5 500 mm /
<115 mm ×5 500 mm;
滤袋/笼骨数量3 456 /3 456;
滤料PPS + P84复合耐高;
滤袋笼骨安装方式上抽式,笼骨分两节,弹
簧涨圈连接;
脉冲喷吹电磁阀216只
1. 3 改造方案
液态排渣炉排烟温度高、锅炉捕渣率高、飞灰很细(质量中位径7. 75μm, 10. 8μm以下飞灰占57. 8% ) ,且飞灰多呈球形,其密度大( 2 475 kg/m3 ) ,采用袋式除尘方式时对技术要求很高。国内尚无布袋除尘器在液态排渣炉上成功应用的先例。解决滤袋材质、保证使用寿命、减小除尘器阻力,是本次改造工程的技术难点。在西北电网公
司的主持下,在国内除尘行业专家和省市环保部门领导下,结合现场状况,对袋式除尘器改造方案进行认真审查,并获得通过。
老机组除尘器布置空间狭小,改造时普遍到空间的限制,除尘器发行只能向高的方向扩展。
3、4号炉尘器改造时,拆除原除尘器9. 02 m标高以上部分,保留原除尘器9. 02 m标高以下的钢结构支架、小灰斗、混凝土大灰斗、除尘器进口垂直段烟道和吸风机进口烟道,以钢结构支架为基础设计安装布袋除尘器。布袋除尘器外形尺雨为:长24. 36 m,宽7. 2 m,高20. 78 m (自除灰0 m) 。
3、4号炉布袋除尘器改造时,除对整个除尘
系统进行优化外,还对关键环节和重要设备进行了反复研究论证。
(1) 采用烟气旁路系统
烟气旁路系统能够旁路锅炉额定出力时100%的烟气,提升阀开启/关闭时间30 s。旁路系统用于锅炉启、停投油助燃工况及锅炉排烟温度超温时,起到保护布袋作用。使用旁路系统可实现除尘器的离线检修。
(2) 采用观察窗和检漏监测系统每台除尘器4个各1套,这对除尘器正常运行和检修十分重要。
(3) 滤料的选择针对液态排渣炉的特点,国内滤料除尘方面具有一定水平的试验研究机构,研制出了适合宝
鸡热电公司的除尘工况的复合滤料。这种滤料采用进口聚苯硫醚和聚酰亚胺纤维材料,按国际标准加工复合成耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀的滤料,使用寿命可达3 a,用于120 ～160 ℃运行环境,适用于低硫煤、烟气含氧量小于8%、NO2 浓度小于15 mg/m3 的环境。
(4) 脉冲反冲清灰
采用脉冲逆喷在线清灰方式,喷吹电磁阀采用进口产品,使用寿命100万次以上。除尘器正常运行时喷吹清灰采用整定压差(除尘进出口烟道安装总阻力检测点) ,分单室循环清灰,也可采用定时清灰,以保证锅炉额定出力时正常运行。喷吹管内安装文氏喷嘴,使20%的压缩空气( 0.65MPa)和80%的净化气体(诱导气流)组成脉冲
喷吹气流。
(5) 笼骨规格及材质
本次改造工程新采用的笼骨总长度5 500mm,分为2节连接,有效降低了除尘器的高度;采用直径较小的笼骨( <115 mm) ,提高单位体积的过滤面积,减小除尘器横向体积。笼骨材质采用20号钢,表面进行有机硅涂层处理,防止腐蚀。
(6) PLC控制
除尘系统采用PLC电脑控制,实现对除尘系统运行工况的监视、控制、异常报警和保护。
(7) 预涂层装置
除尘器进口烟道设置预涂层装置。在炉启停或低负荷投油稳燃时,为避免油烟堵塞布袋,在布袋除尘器投入运行前(或大量更换布袋后)进行预喷涂,保证滤布上有一定的粉尘层。
(8) 除尘器阻力
必须保证除尘器阻力小于1 000 Pa。除尘器壳体设计时,保证进、出口烟道提升阀有足够大的通流断面,弯头布置合理,把除尘器空壳的阻力降到最低限度,使除尘器热态运行时,能够保证锅炉满负荷出力下和机组接近大修期时吸风机具有足够的调节裕量。
2 布袋除尘器投运效果
3、4号炉布袋除尘器分别于2004年5月和6月相继投入运行。经测试, 3号炉布袋除尘器烟尘排放量为3. 24 kg/h,标准状态烟尘排放浓度在4. 9～28. 3 mg/m3 之间,平均排放浓度为14. 9mg/m3。折合过剩空气系数为1. 7时干烟气标准状态下烟尘排放浓度为12. 3 mg/m3。4号炉布袋除尘器烟尘排放量为5. 83 kg/h,标准状态烟尘排放浓度在9. 8～40. 4 mg/m3 之间,平均排放浓度为23. 4 mg/m3。干烟气标准状态下,过剩空气系数为1. 7时烟尘排放浓度为18. 2 mg/m3。与排放标准值210 mg/m3 (Ay = 16. 6% )相比, 3、4号炉布袋除尘器烟尘排放达标裕量很大。3、4号炉
布袋除尘器投入运行后,烟尘排放量和烟尘排放浓度显著降低, 不仅可以满足现行排放标准(GB13223 - 1996)要求,而且可满足2005年1月1日起执行的新排放标准( GB13223 - 2003)的相关要求。
3 效益分析
3、4号炉除尘器改造前,烟尘平均排放浓度为1 560 mg/m3 ,机组年运行时间按6 500 h计,全厂烟尘排放量为4 653 t。2003年7月1日国家新的排污收费标准规定烟尘排污费为0. 28 元/kg,则年烟尘排污费为4 653 ×1 000 ×0. 28 =
127. 764万元。布袋除尘器投入运行后,全厂每年烟尘排放量为146. 25 t, 年烟尘排污费仅为146. 25 ×1 000 ×0. 28 = 4. 095万元。由此可知,每年减少烟尘排污费123. 669万元,经济效益十分显著。宝鸡热电公司除尘器改造后,区域大气环境质量明显改善,有力地推动了宝鸡市创建“全国环保模范城市”活动,产生了巨大的社会效益。
4 结束语
宝鸡热电公司布袋除尘器的成功改造,在全国电力系统液态排渣炉尚属首例,也是西北地区火电厂首次采用布袋除尘技术,对于老机组除尘改造起到推广示范作用。布袋除尘器能够有效捕集烟气中细微飞灰,可达到很高的除尘效果。随着环境标准的日益严格,布袋除尘器将作为一种有效的除尘技术,大量应用于燃煤电厂。
收稿日期: 2005202217
作者简介:申宝峰(19542) ,男,教授级高级工程师,硕士,总经理
助理,从事大型火电厂生产、技术管理及节能技术工作。
