生物質(zhì)發(fā)電鍋爐除塵設(shè)備比選及實(shí)際除塵效果分析

魏賡

湖南瑞昂電力工程有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000

1 管束式除塵除霧一體化設(shè)備、高效屋脊式除霧器及濕式電除塵器技術(shù)原理

1.1 管束式除塵除霧一體化設(shè)備

脫硫吸收塔內(nèi)管束式氣旋風(fēng)除塵除霧器設(shè)置在吸收塔頂部噴涂層最后一層的上部。脫硫后，凈煙氣中含有大量的霧滴，液滴由漿液滴，凝結(jié)液滴和灰塵顆粒組成。當(dāng)凈煙氣的一部分進(jìn)入多級(jí)旋風(fēng)除霧器時(shí)，添加在多級(jí)旋風(fēng)除霧器氣缸中的旋風(fēng)板使氣瓶中的脫硫凈煙氣旋轉(zhuǎn)，在旋風(fēng)器上方形成氣體。液體兩相的劇烈旋轉(zhuǎn)和擾動(dòng)使凈煙氣中的細(xì)顆粒，細(xì)塵顆粒和氣溶膠碰撞并聚集成大液滴，然后在旋風(fēng)板外旋結(jié)構(gòu)的作用下脫硫。凈煙氣離心向外移動(dòng)，聚合形成的大液滴與氣瓶壁碰撞，被氣瓶壁液膜捕獲吸收，實(shí)現(xiàn)有效的除霧除塵。了解已投入運(yùn)行的項(xiàng)目和環(huán)保設(shè)備制造商，經(jīng)過(guò)束式除塵除塵一體化設(shè)備后，顆粒物濃度可降至5mg/Nm3以下。

1.2 高效屋脊式除霧器

高效屋頂除霧器基于脊式除霧器，廣泛使用和成熟。它通過(guò)優(yōu)化波紋板的波形，通道尺寸和鉤子數(shù)量來(lái)優(yōu)化超細(xì)顆粒的去除。當(dāng)吸收塔入口處的顆粒濃度小于20mg/Nm3時(shí)，高效屋頂除霧器可確保脫硫塔出口處的液滴濃度小于5mg/Nm3。原理是當(dāng)含有小液滴的氣體以一定速度流過(guò)除霧器時(shí)，由于氣體的慣性沖擊，小液滴與波紋板碰撞而聚集成大液滴。當(dāng)液滴增加到由它們自身的力產(chǎn)生的力超過(guò)氣體的上升力和液體的表面張力的合力時(shí)，液滴從波紋板的表面分離。除霧器波紋板的多重結(jié)構(gòu)增加了小液滴被捕獲的可能性，并且未被除去的液滴在下一個(gè)轉(zhuǎn)彎處被相同的動(dòng)作捕獲，從而重復(fù)該動(dòng)作，從而具有高的除霧效率。霧聚集并形成水流，并由于重力作用落入漿池中，從而實(shí)現(xiàn)氣液分離，使流過(guò)除霧器的煙氣達(dá)到除霧要求并排出[1]。除霧器的除霧效率隨著氣流速度的增加而增加。這是因?yàn)榱魉俑撸饔迷谝旱紊系膽T性力大，有利于氣體和液體的分離。然而，流速的增加將導(dǎo)致系統(tǒng)阻力的增加和能量消耗的增加。而且，流量的增加存在一定的限制，如果流量過(guò)高，則會(huì)導(dǎo)致二次水降低除霧效率。通過(guò)除霧器最高部分而不引起二次水的煙氣流量通常被定義為臨界流量，這與諸如除霧器結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)水負(fù)荷，方向等因素有關(guān)。空氣流動(dòng)和除霧器的安排。設(shè)計(jì)流速通常選擇為3．5-5．5m/s。

表1 高效屋脊式除霧器實(shí)際除塵效果比較

1.3 濕式電除塵器

濕式靜電除塵器主要由殼體，電場(chǎng)區(qū)域，流場(chǎng)分配裝置，清洗系統(tǒng)，污水系統(tǒng)，熱風(fēng)系統(tǒng)，電氣和控制系統(tǒng)等組成。電場(chǎng)區(qū)主要包括集塵桿和放電電極，流場(chǎng)分配裝置主要包括均流裝置和導(dǎo)流裝置；清洗系統(tǒng)主要包括供水系統(tǒng)，噴水系統(tǒng)和管道，污水系統(tǒng)可以收集收集的粉塵污水。在脫硫坑中，熱風(fēng)系統(tǒng)采用蒸汽熱交換的形式為絕緣箱和固定裝置提供熱風(fēng)吹掃。電氣和控制系統(tǒng)主要包括高壓電源裝置和電除塵器的低壓控制裝置。工作原理是氣體通過(guò)高壓放電原理電離。通過(guò)電場(chǎng)力將灰塵顆粒和煙道氣中的液滴顆粒的帶電電荷收集在集塵桿的表面上，并且通過(guò)水將水噴射到集塵桿的表面上。膜沖洗掉灰塵。通過(guò)除塵除去煙道氣后，顆粒的濃度可達(dá)到5mg/Nm3或更低[2]。

2 三種除塵器對(duì)比分析

上述三種除塵方案用于發(fā)電廠的除塵改造。濕式靜電除塵器通常安裝在凈煙道上。同時(shí)，還需要循環(huán)水箱，循環(huán)水泵，供水箱，補(bǔ)給水泵等輔助設(shè)備。設(shè)備電阻通常在350Pa以上，設(shè)備成本約300萬(wàn)（不包括基礎(chǔ)設(shè)施成本），運(yùn)行維護(hù)成本高，建設(shè)周期長(zhǎng)（約3個(gè)月）。它不適用于場(chǎng)地限制除塵改造項(xiàng)目。管束式除塵裝置不需要對(duì)吸收塔進(jìn)行大規(guī)模改造，可以安裝在塔體的上部。布置簡(jiǎn)單輕便，安裝調(diào)試周期短，運(yùn)行成本為濕式靜電除塵器的20%。濕式靜電除塵器的成本為20%-30%（約600-900，000元）。但是，管式除霧器具有較大的防煙性，沖洗用水量大，成本高；管束式除霧器沖洗水支管數(shù)量多，存在安裝強(qiáng)度不足，安裝精度高的問(wèn)題。如果安裝強(qiáng)度不夠，沖洗水的壓力直接不足，影響操作的穩(wěn)定性[3]。高效屋頂除霧器成熟可靠，具有許多實(shí)際應(yīng)用。它具有較低的耐煙性，易于安裝，并且消耗的水較少。

通過(guò)對(duì)比分析，高效屋脊式除霧器從各方面都具有優(yōu)勢(shì)，本次電廠除塵改造采用高效屋脊式除霧器。

3 高效屋脊式除霧器實(shí)際除塵效果分析

根據(jù)電廠除塵改造前后的環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告，實(shí)際顆粒物排放數(shù)據(jù)見表1。根據(jù)表1的驗(yàn)收結(jié)果，生物質(zhì)鍋爐的顆粒物排放濃度為添加高效屋頂除霧器后達(dá)到4．8mg/m3，符合“關(guān)于加快燃煤機(jī)組（鍋爐）超低排放的指導(dǎo)意見”。標(biāo)準(zhǔn)除塵要求小于5mg/m3是好的。

4 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)的許多大型燃煤電站已經(jīng)成功應(yīng)用了高效的屋頂除霧器，這些除霧器運(yùn)行良好。雖然該設(shè)備之前尚未應(yīng)用于生物質(zhì)發(fā)電鍋爐，但經(jīng)過(guò)這種改造和驗(yàn)收后的測(cè)量數(shù)據(jù)可以看出，高效屋頂式除霧的鈉堿法更適合在濕法工藝中應(yīng)用。工作原理在生物質(zhì)發(fā)電鍋爐的濕法脫硫過(guò)程中是完全可行的，可以保證除塵后的超低排放。