水煤浆锅炉配套电除尘器的优化运行

刘国强(山东东营胜利石化总厂,山东东营257000摘要通过对影响电除尘器除尘效率因素的分析,总结出水煤浆锅炉配用电除尘器的除尘特点,并根据分析结果对此类电除尘的经济优化运行进行探讨关键词:水煤浆,电除尘器;优化运行加浆我m配套电除尘器的优化运行水煤浆因为节能、环保的特点,成为煤代油的2影响除尘效率的因素新型清净能源材料并得到了国家的大力推广。以此影响ESFP除尘效率的因素有很多,如:极间距、虿为契机,胜利石化总厂对原燃油燃气锅炉进行了结阴极线的形式、阳极板的结构、本体漏风、气流均「与构改造,改为以永煤浆为燃料的悬浮流化燃烧锅匀性、粉尘特性、供电特性、振打状况、排灰状况炉。为保证烟气排放达到国家环保标准要求,在烟等。现对与本文有关的几个因素展开分析。道尾部增设静电除尘器。电除尘投运以来,运行比2.1粉尘比电阳较平稳,除尘效果良好,基本达到设计要求。但其粉尘比电阻的数值取决于很多因素,如飞灰的耗电量大的问题比较突出。通过对电除尘器运行及化学成分(组成飞灰的各种物质及其含量),飞灰的维护的不断试验调整,使其兼顾除尘效率及节能,比表面积、孔隙率,飞灰粒径及其分布、烟气成分,zmzxssmo实现优化运行。特别是H2O及SO2(SO,)的含量、烟气温度等等。粉尘的比电阻如低于104n·cm,则其导电性能好1静电除尘器简介在电除尘器电场内被收集时,到达收尘极(阳极)表目前,电除尘器(ESP)相关技术已经比较成面后会快速释放其电荷,变为与收尘极同性,然后煞,能有效去除烟气中的粉尘,除尘效率可达99%又相互排斥,重新返回气流,这就有可能在往返跳以上,在电力、化工、水泥等行业中得到了广泛的跃中被气流带出而导致除尘效果差。反之,如比电应用阻大于101Q·cm,则到达收尘极后不易释放电荷胜利石化总厂采用的是福建龙净环保股份有限使粉尘层与极板之间可能形成电场,产生反电晕放司的BEL型单室三电场电除尘器。阳极(收尘极)电,影响除尘效果采用ZT24型SPCC板,底部振打;阴极(放电极)粉尘的温度、湿度能改变粉尘比电阻。温度的采用V15针刺线,顶部电磁锤振打。入冂设三层圆升髙会导致气体的粘滞性增大,造成电场驱进速度孔型多孔均流板,出口设两层迷宫型槽型板,在灰斗下降;同时,气体密度降低,电离效应加强,从而口及壳体四周设有阻流板。电气上釆用的GGAJ02K击穿电压下降。湿度的增加则使击穿电压相应上型高压静电除尘用整流设备,是在引进美国GE公司升,使除尘器在提高电压条件下电场强度增高,有电除尘电气控制技术的基础上,吸收了国内外先进利于改善除尘效果。一般燃煤锅炉的粉尘(飞灰),技术和实践经验而设计制造的新型设备。以SiO2、Al2O,等灰分为主体,属高比电阻粉尘,其比电阻的数值一般处在109-5×1012m·cm的范表!粉尘在电除尘内的分布规律围。因此,常采用喷水或加入SO2(SO3)的方法进二电场电场行调质,降低比电阻值,提高除尘效率。颗粒度适中2.2烟气温度比电阻粗低多适适中细高少烟气温度对尘粒的比电阻影响较大,从而影响数量收尘效率。图1介绍了温度在200℃以下飞灰比电阻从表1中可以看出一电场粉尘颗粒粗,比电阻与烟气温度的关系。低,收集的粉尘量多。比电阻低说明粉尘的粘附力在不考虑烟气中硫酸蒸汽影响的情况下,飞灰不强,容易振打下来,因此,振打时间要短,收集的导电有表面导电和体积导电2种机理。表面导电的粉尘量多说明振打周期要短。三电场粉尘颗粒体现了颗粒表面状态和烟气中水分的贡献,体积导细,比电阻高,收集的粉尘量少。比电阻高,粉尘电则取决于飞灰颗粒的成分。温度较低(150180℃附着力强,不易振打下来,因此振打时间要长,收以下)时,飞灰比电阻以表面导电机理为主,当温集的粉尘量少,说明振打周期要长,二电场介于两度较高(150~180℃以上)时,则以体积导电为主。者之间。所以,飞灰比电阻是表面比电阻和体积比电阻的合电晕线的清洁是保证电除尘器高效运行的重要成。比电阻与温度的关系,一般有2个极值点。其条件。电晕线的粉尘沉积到一定厚度,会降低除尘原因是,当温度较低(60℃以下)时,烟气中的水效率,甚至使除尘器失效。因此,电晕线的振打周分子均匀分布于飞灰颗粒内部,当颗粒温度升高期要短,收尘极振打周期可适当延长节能与环保时,内部水分子开始向外蒸发扩散,在颗粒表面形2.4燃料特性成一层液膜,飞灰比电阻明显下降,并在温度60燃煤热值低会使锅炉实际燃煤量增加,灰分髙100℃范围内出现最低值,当温度继续升高,颗粒表会导致烟气含尘浓度增大。低热值煤种据有关数据521面的液态水分开始汽化,飞灰比电阻急剧上升。根统计,燃煤量增加50%,灰量将增加13%,这样会据不同研究结果,飞灰颗粒中的水分在150~200℃使烟气含尘浓度大大超过设计值,除尘器超负荷运需mzmzo≤xzmo范围内才能挥发殆尽,此后随温度再升高时,体积行,除尘效率将受到严重影响。消除因煤种变化导导电机理起主导作用。由于飞灰颗粒属非晶体结致电除尘器除尘效率下降的办法是针对典型煤种,构,随温度升高,其活化程度不断增大,颗粒内部在除尘系统正常运行的情况下,进行电除尘器的特的电子或离子导电过程加剧,比电阻急剧下降。峰性试验,以确定煤种、供电、振打对除尘效率的综值比电阻一般处于温度150~180℃的范围。合影响,找出电除尘器的最佳运行方式。2.3振打状况2.5供电特性电除尘器经过一段时间的运行之后,沉积在电目前,电除尘器配套的电源具有多种供电控制暈极和收尘极上的粉尘必须及时清除,如果电晕极功能:(1)最佳工作点探测运行控制方式(少火花运积尘过多,会影响电晕的工作,使电晕强度减弱。行方式);(2)火花率整定控制运行方式,这种方式可但是,如果选用短周期、大强度的振打,集聚恒定运行在给定的火花率下,特別适合于烟尘浓度在极板上的粉尘以粉末状下落,易产生二次飞扬,高、易产生电晕封闭场合;(3)间歇供电,通过控制反而会导致除尘效率降低,同时增加了不必要的设供电的间歇时间而抑制出现的反电晕现象,或者调备磨损,也浪费了能量;如果选用周期长,强度小节供电时间与间歇时间(占空比)达到提高除尘效率的振打,吸附在极板和极线上的粉尘振打不下来,又降低电耗的双重目的;(4)简易脉冲供电,作用与间易产生反电暈,使除尘效率剧降。因此,要在实践歇供电相近;(5)输出功率自动调节控制运行方式,这中摸索最佳的振打运行制度种运行方式最适合于工况条件变化幅度大的场合此外,串联多个电场的电除尘器的振打周期,(6)普通火花跟踪运行方式。上述每一种供电方式都也要分别确定,粉尘在电除尘器内的分布规律见有一定的适用范围,不同的燃煤条件对应一种更适表1合的供电方式。但实际的对应关系必须经过调整才能确定。因此,需通过供电控制功能的调整,确定默认的火花跟踪方式,即通过检测火花放电频率控最合理的供电方式,以实现电除尘器优化运行。制,保持最佳火花率。现根据水煤浆烟气除尘特性,对三个高压柜运3运行中存在问题及解决措施行方式调整如下:石化总厂电除尘投运以后,运行比较平稳,除表2高压控制柜供电方式尘效果良好,外排烟尘浓度在50mg/Nm3以下,烟电除尘方式一压柜控制方式般方式囱无冒黑烟情况出现。但是,电耗量大的问题比较方式二突出,平均在80kW,增加了机组的整体运行成本1“高压柜火花跟踪火花跟踪花跟踪2=高压柜间歇供电2:2火花跟踪火花跟踪随着企业生产运行成本管理的深入展开,设备3=高压柜间歇供电2:8间歇供电2:2火花跟踪运行必须考虑运行成本,单单实现平稳运行已不能满足现代企业要求。这就要求进一步精细管理,在为使调整结果具有可比性,本次调整期间,维对水煤浆为燃料的烟气特性、电除尘收尘效率及经持燃料品种、锅炉负荷基本稳定。经测三种方式除济运行的影响因素进行分析、试验的基础上,确定尘效果都达到了规定要求(烟尘出口浓度≤50mg出保证电除尘经济高效运行的措施Nm3),烟囱未见黑烟。电除尘高压柜在各种供电方3.1水煤浆烟气除尘的特点式时的运行参数见表3一表5。根据上述理论知识以及运行的实际情况,我们表孑一般方式下高压柜运行参数初步总结出水煤浆烟气除尘具有以下几个特点:电除尘高压柜次电流一次电压二次电流二次电压(1)制取水煤浆的煤一般采用优质水洗精煤,高压柜控制方式AV灰分低,烟气中的粉尘浓度小(2)水煤浆的浓度保持在65%-67%之间,浆2"高压柜火化跟踪89307节能与瑪保3*高压柜火花跟踪84中含水量高,烟气中含汽量较大,与调质后的煤粉烟尘性质相似;而且锅炉运行的排烟温度在140表4方式一下高压柜运行参数148℃之间,避开了粉尘比电阻的峰值烟温区。这些电除尘高压柜一次电流一次电压二次电流二次电高压框控制方式A因素使得水煤浆的烟尘比电阻较低,处于104~10111“高压柜火花跟踪90·cm之间,尘粒的有效驱进速度较大,并可有效2高压柜火花跟踪50179避免反电晕现象的发生,利于粉尘的收集3高压柜火花跟踪23l1643(3)粉尘比电阻低使得收尘极对尘粒的吸附力表5方式二下高压柜运行参数小,不需很强的振打强度即可将集灰除去电除尘高压柜一次电流次电压二次电流二次电压(4)水煤浆烟尘中的水汽使得尘粒间的粘附力高压柜控制方式A较大,在收尘极振打过程中,二次扬尘较煤粉烟尘1·高压柜火花跟踪90322的小。2甲高压柜火花跟踪89通过以上分析可知,与煤粉烟尘相比,水煤浆3°高压朽火花跟踪52烟尘具有静电除尘效率较高的特性。由于缺乏水煤试验期间各种供电方式耗电量的对比统计见表6浆锅炉配用的电除尘的应用数据,本电除尘的运行参数是生产厂家参照燃煤烟尘的一般特性设定的,表6试验期间耗电量统计表供电方式每小时耗电年度耗电量对水煤浆烟尘而言,并不能达到优化运行的水平。(7000计)kWh因此,需要在应用中针对水煤浆烟气特性及电除尘般方式56.56万运行实际状况,不断调整试验,找到一套既满足除40.25万尘效率要求,能耗又低的优化方案。方式二72.50,68万32供电方式的优化经过以上试验可知,水煤浆的除尘特性良好,原电除尘三个电场高压柜的运行方式都是系统在所列的几种供电方式下,除尘效率均可满足,但高压柜的运行参数差别较大,导致电耗量差别很一是供电方式优化后节约的电费。由表6可知大,方式一比原来采用的一般方式可节电28.9%,高压柜选用方式一运行比原来采用的一般方式可节详见表6约电量16.34万kWh/a,按照电价0.625元/kWh3.3振打方式的优化计,可节约电费10.21万元/a从分析可以知道,电除尘收尘极与放电极都需二是振打方式优化后,可节约维修费0.2万元/要通过振打除掉吸附的尘粒,由于三个电场的烟尘a浓度差别较大,单位时间内吸附的尘粒厚度必然差是振打方式优化后,节约电费1.1万元,具別较大,致使振打的时间和周期都应有所区别。体计算如下:毎个电场收尘极振打电机功率为7.5在高压柜供电方式试验结束后,又进行了振打kW,按照二、三电场节省的运行时间可计算出每小方式试验。收尘极原来的振打方式是三个电场以相时省电2.53kW,若每年电除尘运行7000h,则可同的频率振打,经过多次试验后,确定表7所示的累计节电1.77万kWh,合1.1万元。振打方案。为保证阴极线的放电效果,阴极系统仍总之,经过优化调整后,电除尘可节约费用11采用连续振打。51万元/a。同时,延长了振打系统的使用寿命,除振打方案优化后,取得了以下结果:尘效率也冇所提高,取得了很好的实际效果表7收尘极振打方案电场振打时间停打时间5结论2分钟在效益和环保并重的令天,对设备进行精细化节能与环保场2分钟12分钟管理,实现设备的优化运行成为一个必然趋势。动电场2分钟20分钟力车间通过对影响电除尘效率因素的深入分析,总是二次扬尘量较以前进一步减少,除尘效率结出水煤浆烟气的除尘特性,并利用该特性指导调54提高,具有良好的环保效益;整试验,找到了电除尘兼顾除尘效率及低耗能的优二是由于收尘极振打的频率降低,磨损减少,化运行方式,经济效益比较显著。■mzmzocxsszmo使得振打系统的维修量减少,维修费用降低。使用参考文献寿命相应延长[唐国山.工业电除尘器应用技术[M.北京:化学工业出三是振打耗电量有所下降版社,2006[2]王美娥,影响电除尘器技术经济指标的因素分析[J.科4优化运行后的经济效益学与管理,2005,5,67-68本优化运行后产生的经济效益主要有以下几方[3]祁君田·燃煤电厂现役电除尘器存在的主要问题及对策面[.热力发电,2003,11,13-17煤炭的合理使用,涉及到节省燃料利于煤炭化验全套设备环保,降低成本,是非常的重要,采用热量仪测量煤炭发热量已成为行业的共识。草塬DY电子仪器有限公司西安办事处专门为用煤企业研制生产快速谁确测量地址:西安长安南路6号邮编:710061煤炭,煤矸石,粉煤灰,炉渣,一切有发热量联系人:原蓓蓓手机:13484553931的物质,《热量测定仪》,使企业在煤炭交易过电话:029-8300187600:812188788程中得到公平,合理。邮箱:yuanbei-bei@163.com厂B研信务实为元与,优质的服务刀理,热情万厂大用户