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    鍋爐超低濃度排放電除塵器設計思路

    更新日期:2018-10-29T20:41:03

    鍋爐超低濃度排放電除塵器設計思路

    超低濃度排放的電除塵器設計思路

    (1)足夠的收塵面積和適宜的電場風速;

    比收塵面積是指單位流量的煙氣所分配到的收塵面積,它是電除塵器的一個重要結構參數,其值的大小對除塵效率影響很大。

    本案電除塵器設計煙氣處理量為90000m3/h,有效截面積36m2,比集塵面積99m2/m3/s,大于常規電除塵器。

    電場風速是電除塵器在單位時間內的處理煙氣量與電場斷面之比,是電除塵器的主要參數。電場風速與收塵極板的結構形式、粉塵對極板的粘附力大小、電暈極放電性能以及粉塵性質相關,一般設計在0.4~1.5 m/s之間。當煙氣速度增加時,單位時間內停留在電場中的煙塵量增大,將會不同程度地產生電暈閉塞現象。由于鍋爐煙氣量大,含塵濃度高,若煙氣流速選得大,則會加劇電暈閉塞。同時,高電場風速易使沉積在收塵極上的煙塵二次飛揚,加劇電極清灰振打時的二次揚塵。因此,配置于鍋爐之后的電除塵器,其電場風速應低于一般電除塵器,以不大于1.1 m/s為宜。本案電除塵器設計電場風速為0.7m/s,煙氣在電場中停留的有效時間為10s。 

    (2)采用540mm同極距;

    要解決高比電阻煙塵對電除塵器性能的影響,防止反電暈的產生,必須降低煙塵層的電暈電流,使沉積在收塵板上的煙塵層不被擊穿。國內外的研究結論為:增大電除塵器同極間距??商岣唠妶鲞\行電壓,增加電場強度,遏制極板上電流密度過于集中的地帶產生反電暈。另一方面,極間距增大,可使極板上的電流密度趨予均勻,提高陽極板的有效利用率,減少反電暈的發生,從而使電除塵器運行參數穩定,除塵效率提高。采用540 mm同極間距,可在一定程度上遏制高比電阻引起的反電暈。

    (3)采用合理的極配形式;

    電除塵器的核心是板線結構及其配置,它決定了電場和流場,并影響粉塵的荷電,沉降和清除。合理的極配可使粉塵最大限度地荷電、沉降,最小限度地產生二次飛揚,最大限度地利用極板面積,且對細顆粒特別是亞微米顆粒的煙塵具有較好的捕集效率。

    為避免高濃度煙塵抑制電場的電暈電流而產生電暈閉塞,在電場中設置通透率為96%的組合型集塵陽極板,消除了風速影響荷電后的煙塵粒子沉降的最大因素,為煙塵粒子沉降創造了最佳工作條件。由于電除塵器入口煙塵濃度增加,特別是1μm左右顆粒的成倍增加,在電場中,模塊振打清灰后如果電場的風速過高,粉塵極易飄浮在電場內而不易沉降下來,所以在電除塵器選型時,尤其要注意對電場風速的控制,減少電場內的二次揚塵的現象。而“通透型集塵板塊”不僅具有均風作用,也是解決風速問題的最好形式。因此采用具有消風功能的“通透型組合式集塵板”替代老式屏蔽型的收塵陽極板,降低電場風速,減少二次揚塵;

    為了克服常規電除塵器不能收集微米級的氣溶膠煙塵微粒的不足,在除塵的箱體中將“通透型集塵板塊”和電暈放電線配合,垂直于氣流運動方向,等間距、平行、交替排列組合成具有多道橫向集塵網柵的吸塵電場,成功消除了氣流速度對荷電微米級煙塵顆粒的集塵干擾的影響。

    電暈線是電除塵器最核心的部分,它對除塵效率、運行穩定性影響很大。管狀芒刺線具有起暈電壓低,放電強度大、機械強度高的特點,適合高含塵工況?!癛SB”在支撐管上增加了小芒刺放電點,并將芒刺彎向陽極板,為四刺芒極線,消除了“RS”線存在的極板上電流密度為零的死區,平均電流密度均方根小于或等于0.4。此種電暈線可提高陽極板的有效利用率,抑制反電暈的形成。

    “RSB”線在芒刺尖端產生強烈的電暈放電,強烈的離子流不僅能破壞負空間電場效應,避免產生電暈封閉,同時還能產生速度為數米的電風,擾亂電暈區周圍高濃度粉塵的氣流場,從而抑制電暈封閉現象。由于“RSB”線放電形成的板電流比較均勻,能保持較高的運行電壓,對高比電阻粉塵有較好的適應性。由于板和線的鋼性較好,能進行有效清灰而減少極板線粘灰,從而進一步避免電暈封閉。 

    (4)采用獨特設計的進口氣流分布板;

    氣流分布的均勻程度直接關系到除塵效率,特別是在高粉塵濃度、高比電阻及高除塵效率的要求下,氣流分布的均勻程度顯得尤為重要。為了使流入電場含塵氣體均勻經過電場,在電場入口處前裝有進口氣流分布板。本公司采用阻流導流型的氣流分布板,開孔直徑將原來的φ35增加至φ85,開孔率由25%增到45%,大大減少了流體阻力,且不會堵孔。流體通過導流板懸掛位置調整,調整十分方便。而且多孔板兩邊設置有導流作用的折邊,大大地增加了氣流分布板剛性,即使在相當強的渦流作用下,也決不會像一般平板那樣產生撕裂。在適當部位又加設三角形導流板,不僅保證氣流分布的均勻性,而且它類似于百葉窗式機械除塵器,可以對進入電除塵的煙氣進行粗除塵,其除塵效率是相當明顯的。除下的灰塵,通過進口封頭下底板落入第一電場的灰斗內,這對保證電場除塵效率是非常重要的。

    (5)設置有效減少煙塵溢出的機構;

    由于氣流渦流現象的存在,無論電場有多長,總有一些微小煙塵從電場逸出,流向出口煙箱。此外,電場出口處的極板在振打時會產生二次揚塵,它們來不及沉積到收塵板上便脫離電場飛出。末電場粉塵顆粒細、煙溫低、粉塵本身荷負電,清灰困難,特別是流化床鍋爐粉塵比電阻偏高,處理不當會引起反電暈而出現二次揚塵。此時,除要求后電場高電壓、低電流運行外,在出口封頭大端設置槽形板,可增加對二次揚塵及細粉塵的捕集。其原理是:

    1)粉塵自身荷電撞擊在槽形板上實現除塵功能;

    2)煙氣通過迷宮式結構槽形板時,粉塵凝聚成大顆粒被收集下來,產生機械除塵的效果。槽板收塵面積不計人除塵器的總收塵面積,而是作為收塵裕度,以確保除塵效率。

    (6)采取合理的振打力和振打速度,防止極板和線粘灰;

    合理配置振打機構,并將振打機構和振打強度調整到最佳值,既能清除電極上的煙塵,保證電極潔凈,使之具有良好的電氣特性,又能避免煙塵被破碎,產生過多的振打,造成二次揚塵。由于粉塵具有粘性,特別是后電場粉塵粘度更高,增加了極板,板線的清灰難度。所以采取適當增加振打力,并在結構上采取必要措施,盡可能使振打力分布均勻。良好的振打清灰效果應從振打加速度、振打頻率、振幅三要素綜合考慮。在陽極板、陰極線型式和結構特定的前提下,既要保證有效清灰,又不會振打力過大而引起二次揚塵,即設定有效的振打加速度。最合適的振打加速度可使沉積在極線和極板表面的粉塵剝離,以片狀下滑。本案在電場長6m,高6m的條件下,采取頂部振打,設計的組合式集塵板的最小振打加速度為150g。

    由于鍋爐飛灰具有粘性,因而不同電場的振打清灰速度是不相同的,前電場振打頻率高一些,而后電場會比較低,在實際運行過程中可根據工況變化和極板、極線積灰情況進行調整。在振打制度的設置上同時考慮到高濃度、高比電阻粉塵的特性。利用電場中電流、電壓的變化判斷電場內反暈產生情況,采取相應瞬間斷電振打措施等。

    (7)保證灰斗暢通,確保輸灰系統正常工作;

    由于鍋爐燃燒特點,以及煙氣粉塵具有粘性。為保證灰斗卸灰暢通,在灰斗設計中,灰斗傾角大于60°,且在轉角處設置圓弧板,消滅死角,并對灰斗進行良好的保溫,保證灰斗中結灰溫度在煙氣露點以上20℃左右,同時,在灰斗下部約三分之一左右的小灰斗做成雙層結構,中間加熱,利用空氣介質進行熱傳導,具有很好的加熱效果,使灰具有良好的流動性。

    (8)采用密封技術,嚴格控制殼體漏風;

    “漏入”殼體的冷風會使局部區域溫度降低,導致局部結露并粘灰,對設備壽命帶來影響。大量的漏風發生在電除塵器結構穿過殼體的孔和洞處,如振打軸穿孔、吊掛孔、人孔門等。我公司采用了專門密封條(硅橡膠玻璃纖維),對所有穿孔和門進行密封,將電除塵器的漏風率控制在3%以下。

    (9)采用電壓等級高,控制特性好,抗干擾能力強和運行可靠的控制電源。

    循環流化床鍋爐配套的電除塵器對于電控設備提出了更高的要求。高壓電源應具有多種控制功能,如具有臨界火花、最高電壓、間隙供電、簡易脈沖等,以適應各種工況和各種性質煙塵的需要。高比電阻煙塵會引起反電暈現象,利用電控設備的檢測功能,實時監測反電暈出現時的動態阻抗,改變電氣參數,向電場提供最大的有效電暈功率,并及時啟動振打裝置,破壞反電暈的擴散。

    本超低濃度排放的電除塵器設計思路由鹽城市海韻環境工程技術有限公司編制 

     

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