自從1979年日立公司研制出首套旋轉(zhuǎn)電極除塵器至今,已有接近40年的應(yīng)用歷史。從2010年國內(nèi)首臺機組投運到現(xiàn)在,旋轉(zhuǎn)電極式電除塵技術(shù)在我國也經(jīng)歷了接近十年的工程應(yīng)用,但是由于安裝、維護等方面的不足,目前在我國燃煤電廠實際投運中的旋轉(zhuǎn)電極除塵器機械部分可靠性較差,故障發(fā)生較為頻繁。
例如曾引起過某機組運行中電除塵器所有通道旋轉(zhuǎn)電極電場停運,而且只能等待停爐才能檢修。另外由于移動陽極板和清灰刷軸系大多是一臺減速機通過鏈條系統(tǒng)帶動多個驅(qū)動輪軸,所以在除塵器外部暴露驅(qū)動軸和鏈條較多,增加了試運和運行巡視時人身傷害的可能。
2電袋復(fù)合除塵技術(shù)
電袋復(fù)合除塵器主要由進口喇叭、灰斗、除塵器殼體、固定電場區(qū)域、高壓電源系統(tǒng)、振打裝置、濾袋區(qū)域、濾袋清灰系統(tǒng)、凈氣室、提升閥、出口煙箱等部分組成,如圖3。除塵區(qū)域前部為固定電極電場區(qū)域,后部為濾袋除塵區(qū)域。
固定電場區(qū)域的高壓電源系統(tǒng)由高壓控制柜、整流變和隔離開關(guān)、阻尼電阻等部分組成。濾袋清灰系統(tǒng)由汽包、管道、電磁脈沖噴吹閥等部分組成。另外在袋區(qū)入口設(shè)有煙氣導(dǎo)流裝置。電袋復(fù)合除塵器工作時,煙氣中的粉塵隨煙氣從進口喇叭進入電場區(qū)域荷電并被大量收集,隨振打系統(tǒng)工作落入灰斗。
煙氣中剩余粉及振打系統(tǒng)工作時產(chǎn)生的二次揚塵隨煙氣進入濾袋區(qū),通過濾袋物理過濾后進入凈氣室、出口煙道完成煙氣凈化過程。電袋復(fù)合除塵器的低壓電氣系統(tǒng)一般還包含除塵器進出口煙溫、清灰汽包壓力、進出口壓差的監(jiān)視。
圖3電袋復(fù)合除塵器示意圖
圖4雙分電場區(qū)對電場結(jié)構(gòu)的改造示意圖
技術(shù)優(yōu)勢:電袋復(fù)合式除塵器在改造時可以利用原電除塵器的外殼及儲灰系統(tǒng),保留電除塵器的前級電場,在被拆除的后級電場內(nèi)安裝布袋除塵器。電袋復(fù)合除塵技術(shù)結(jié)合了靜電除塵和布袋除塵的優(yōu)點,在電場區(qū)域有80%以上的粉塵被收集,降低了濾袋的粉塵負(fù)荷,避免煙氣中的粗顆粒磨損濾袋。
荷電后粉塵在濾袋上沉積速度加快,帶異種電荷的粉塵互相吸引,形成較大“團塊”,有效提高細(xì)微粉塵收集效率;帶同種電荷的粉塵互相排斥,使得濾袋上形成的粉塵層空隙率高、透氣性好、剝落性好,減少了除塵器對煙氣的阻力,提高了濾袋噴吹清灰效率;可以延長清灰周期,降低清灰能耗;同時可以適量減少濾袋數(shù)量,延長濾袋的使用壽命;降低除塵器的運行、維護費用。
目前秦皇島發(fā)電有限公司1號、3號、4號機組使用的PPS濾袋均已超過35000h設(shè)計使用壽命,除個別濾袋發(fā)生過安裝殘留物割傷外,無濾袋在正常使用中發(fā)生破損。濾袋可以每隔一段時間進行抽檢,測試濾袋強度、性能劣化程度,預(yù)判是否需要批量更換濾袋。
由于濾袋數(shù)量極大(例如在秦皇島發(fā)電有限責(zé)任公司220MW的1號、2號機組,各使用規(guī)格為椎168mm×8050mm的PPS濾袋5472個,在330MW的3號、4號機組,各使用規(guī)格為椎168mm×8050mm的PPS濾袋7200個),即使個別濾袋損壞,*終對煙氣影響極小。
在安裝有提升閥的電袋除塵器,濾袋還可以離線分室檢修。濾袋物理過濾粉塵不受比電阻影響,對高比電阻粉塵有良好的收集效果。如圖4所示,雙分電場區(qū)對電場結(jié)構(gòu)的改造使得即使有一排電除塵器電場故障,依靠另一電場電區(qū)任一通道仍有收塵效果,提高了電場區(qū)運行的可靠性。
綜上所述,電袋除塵技術(shù)擁有極高的可靠性,在實際應(yīng)用過程中極少發(fā)生故障,對煙氣中的粉塵去除效果好。在秦皇島發(fā)電有限責(zé)任公司,在沒有安裝其他除塵設(shè)備的情況下,1號、2號、3號、4號機組煙囪出口粉塵質(zhì)量濃度可以長期保持在1mg/m3以下。
不足:雖然比單純布袋除塵器運行阻力有所降低,但是電袋復(fù)合除塵器在機組滿負(fù)荷投運時一般
仍會有600Pa以上的進出口壓差,并且隨著運行時間增加,壓差會增加到1000Pa以上。在老機組改造時,有可能需要更換更大功率的引風(fēng)機。一般濾袋噴吹清灰系統(tǒng)不做冗余備份,噴吹系統(tǒng)發(fā)生故障退出運行需要迅速恢復(fù),否則隨著濾袋上粉塵層增厚,袋區(qū)阻力會迅速增加。
目前濾袋材料大量依賴進口,價格較高,并且隨市場行情波動。濾袋材質(zhì)對煙氣溫度敏感,當(dāng)煙氣溫度超溫(例如低溫省煤器泄露),濾袋材質(zhì)性能下降較快。電袋除塵器在每次機組啟動前24h之內(nèi)需要對濾袋預(yù)涂灰,否則機組啟動時使用的柴油等燃料產(chǎn)生黏性顆粒隨煙氣附著在濾袋上對濾袋的性能影響較大,預(yù)涂灰時間過早又會使濾袋上粉塵層吸潮板結(jié)。
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,人類對資源的消耗越來越大,環(huán)境污染對人類的生存和發(fā)展構(gòu)成了巨大的威脅,這就要求人們主動保護自己所生活的地球環(huán)境。目前,燃煤發(fā)電在我國發(fā)電系統(tǒng)中仍占有*大的比重。在燃煤電廠運行過程中,大量污染物排入大氣,加劇大氣污染。對現(xiàn)有除塵設(shè)備進行改造升級,可以有效提高除塵效率,減少粉塵排放,實現(xiàn)污染的有效控制,達到國家和地方要求的排放標(biāo)準(zhǔn),更好地保護生態(tài)環(huán)境,為人們創(chuàng)造健康安全的生活環(huán)境。
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