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復合多管除塵器在電廠煤粉鍋爐煙氣除塵中的應用

　　1.概述在大氣環(huán)境煙塵污染中，電力行業(yè)的電廠煤粉鍋爐排放煙塵是主要的污染源。80年代以前建設的電廠鍋爐大多采用多管旋風除塵器進行煙氣除塵，這些除塵器除塵效率比較低（一般低于85%）煙塵排放濃度不能達到現(xiàn)行國家排放標準要求。以陜西省電力系統(tǒng)為例（1995年計），需要改造的鍋爐容量就有3000多t（蒸汽），處理煙氣量達800萬m3/h（工況）。

　　若采用電除塵器，短時間內(nèi)投資速度難以保證，而且要考慮到大容量發(fā)電機組遞增速度比較快、50MW以下的發(fā)電機組逐步淘汰這一現(xiàn)實問題。改用濕法除塵（文丘里水膜除塵器），則存在耗水量增加、引風機增加全壓、除塵器拆裝施工期長等問題。因此，在過渡時期急需用于多管除塵器改造的除塵設備，要求投資適中、滿足大修工期、運行管理方便、達到國家煙塵排放標準。

　　通過冷熱態(tài)試驗研究，將具有慣性沉降除塵和多進口旋風子除塵兩級除塵一體的復合多管除塵器用于電廠煤粉鍋爐煙氣除塵。運行測試表明，它可以滿足改造要求。

　　2.電廠煤粉鍋爐旋風除塵器概況電廠煤粉鍋爐排出的煙塵比較細（固態(tài)排渣鍋爐排出的煙塵質(zhì)量中位徑約30hm液態(tài)排渣鍋爐排出的煙塵質(zhì)量中位徑約18m），使用的旋風除塵器主要有：大旋風器、中旋風子和小旋風子。

　　大旋風器：900旋風器和410旋風器。它采用多筒組合方式，對固態(tài)排渣爐除塵效率在85%左右，壓力損失一般為700-1 200Pa.大旋風筒內(nèi)壁加裝灰綠巖鑄石板。使用中發(fā)現(xiàn)，由于除塵器中鋼板內(nèi)響比較大。

　　中旋風子為蠔30旋風子，用于液態(tài)排渣鍋爐。

　　由于排放煙塵比較細，除塵效率在65%左右，壓力損失一般為800-1000Pa.煙塵排放超標比較嚴重。

　　小旋風子采用了兩種：：250軸向進氣旋風子和衫50單進口切向進氣旋風子。前者多為原設計配套設備；后者為改造用旋風子。軸向進氣旋風子筒體為陶瓷管，氣流起旋采用軸向多葉導流片（磨損件），通過調(diào)整排氣管長度配氣，排氣管與陶瓷管匹配安裝好壞對性能影響比較大。除塵效率一般在70%- 80%，壓力損失為800-1000Pa采用切向（渦向）進氣旋風子更換軸向進氣旋風子，除塵效率在90%左右，壓力損失為1 000-1400Pa考慮抗磨性，材質(zhì)采用耐磨鑄鐵或鑄鋼。

　　盡管電廠也進行過旋風除塵器的改進工作，使除塵效率有所提高，但是煙塵排放濃度仍然比較高，存在的問題歸結為：旋風子本身除塵效率比較低，負荷適應能力差，加之磨損、堵管，除塵性能更加降低；多管組合氣流分配不均勻，旋風子間竄風造成收塵二次返混；水封不嚴或機械取灰造成冷空氣漏入除塵器灰斗，加劇收塵二次返混，造成除塵效率下降。另外，供應煤熱值降低造成了燃煤量增加和灰份普遍增大，也導致煙氣原始攜塵量和含塵濃度加大。

　　3.技術改進要點針對電廠煤粉鍋爐煙氣除塵的特點進行了研究，主要采用復合多管旋風除塵器單元模塊組合技術，每個單元具有慣性沉降、多進口旋風子兩級除塵功能。旋風子單體采用多進口旋風子，針對磨損問題對旋風子進行耐磨處理；采用多進口，解決旋風筒磨損脫落堵塞落灰管造成下灰不暢對除塵效果影子氣流偏心問題：通過加強旋風子進口通道的分離飛灰粒徑分布能力，改進煙塵進口濃度分布；采用下接導灰管實現(xiàn)氣灰分離，防止收塵二次返混和煙氣串流。

　　4.單元熱態(tài)試驗將復合多管旋風除塵器單元在秦嶺發(fā)電廠固態(tài)排渣煤粉鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)上進行工業(yè)性熱態(tài)試驗，除塵器單元煙氣進氣分別采用上進口和側進口形式來測定除塵器性能。

　　通過測試結果可知，上進方式除塵效率為91.44%~95.12%（對應阻力567~1161Pa）比側進方式的除塵效率91.23% ~92.47%（對應阻力500~1060Pa）高，原因是采用側進方式使含塵煙氣直沖向旋風子進口，不僅影響慣性沉降除塵，還會因氣流分配不均影響除塵效率。處理煙氣量由11 020m3/h（設計單元處理氣體量）下降到7356m3/h，由于具有旋風子除塵效率下降而慣性沉降除塵效率提高這一互補特點，除塵器效率仍保持在90%左右。

　　5.工業(yè)性應用寶雞發(fā)電廠有液態(tài)排渣電廠煤粉鍋爐4臺，12爐額定蒸汽負荷為115t/h，3、4爐為200t/h.主要燃用銅川煤，燃煤灰份含量30%左右。球磨機制煤粉R90在10%左右，爐膛液態(tài)排胗率35%，尾部過熱器和豎向煙道慣性捕集粗煙塵10~15%，因此從爐尾排出的飛灰比較細（見表1）。陜西省環(huán)境監(jiān)測中心對原有除塵系統(tǒng)進行測試其除塵效率在50%~70%，煙塵排敞濃度嚴重超過國家標造陜西省環(huán)境監(jiān)測中心則定結果見表2排放濃度均達到國家標準要求，除塵效率達到90%~93%（阻力1000Pa左右）。根據(jù)測試結果計算4臺鍋爐每小時減少煙塵排放量4.95t.全年按5 00Ch計算一年可以減少向大氣排放煙塵24705L陜西電廠煤粉鍋爐除寶雞發(fā)電廠外都為固態(tài)排鍋爐，已改造為復合多管除塵器的4臺鍋爐除塵器驗收測定結果見表3，分別達到國家煙塵排放標準要求除塵效率項目粒徑質(zhì)量分布質(zhì)量中位徑Aam幾何標準偏差粒徑范圍〈551010 16.516o524.026.511550173301表2寶雞發(fā)電廠鍋爐除塵器改造后測試結果參95（乙側）過剩空氣系數(shù)108132143138除塵效率93091表3固態(tài)排渣鍋爐除塵器改造后測試結果3沈恒根、刁永發(fā)、丁時發(fā)、許晉源。燃煤電廠鍋爐除塵用旋風分離器測試戶縣熱電廠灞橋熱電廠磨損因素分析。環(huán)境程，1998. 17（12）46.參數(shù)23474沈恒根、黨義榮、刁永發(fā)、許晉源。雙進口旋風分離器流場的實驗研蒸汽流量/rh11701707575究。西安建筑科技大學學報，1997. 29（3）：275277.煙氣流量/m3°h13439083696691751792216465沈恒根、張瑋。旋風分離器進口回轉(zhuǎn)通道氣塵分離模型，西安建筑煤灰分（應用基）360637.5730.2534.73科技大學學報，1998.30（1）：4749.過?？諝庀禂?shù)1.591.531.682.11除塵效率94.0293.1693.2994.506沈恒根、刁永發(fā)、許晉源、黨義榮。多進口旋風器性能的試驗研究。排放濃度/mg.Nm32 186236320391489全國暖通空調(diào)制冷1998年學術文集。北京：中國建筑工業(yè)出版社，排放標準/mgDNm329772800240024001998.10：142