摘要：為滿足環保要求,保證脫硫設施的安全運行,洛河發電廠對2 號鍋爐電除塵器進行改造。即保留原電除塵殼體, 1 電場仍采用電除塵方式,將原2 電場、3 電場、4 電場改為布袋除塵方式。實際應用結果表明,電袋組合方式除塵技術可滿足除塵器出口含塵濃度低于50 mg/ m3 的環保要求,相對于增大原有電除塵空間的改造方案,可節省投資約200 萬元,節省電費約187. 55 萬元,經濟效益顯著。

關鍵詞：300 MW 機組,除塵技術,電袋組合,電除塵,布袋除塵,除塵效率

大唐淮南洛河發電廠(洛河電廠) 2 號機為國產亞臨界300 MW 燃煤發電機組,于1986 年投產發電,其鍋爐配置的靜電除塵器為臥式干型雙室4 電場,設計除塵效率99 %。

為滿足國家環保總局頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》( GB13223 - 2003) 第Ⅱ時段和第Ⅲ時段的排放要求(到2010 年1 月1 日火電廠煙塵最高允許排放濃度要達到50 mg/ m3 ) ,洛河電廠擬對2 號機組除塵系統采用電袋組合除塵技術進行改造。

電袋組合除塵技術是結合電除塵和袋式除塵的新型除塵技術,具有電除塵和袋式除塵的優點,即對粉塵特性不敏感(不會因比電阻、煙氣量及粉塵濃度的變化而影響出口排放濃度) ,而且除塵效率不隨運行時間的增加而下降,另外電袋組合除塵中的布袋除塵部分可實現在線檢修,因此電袋組合除塵系統具有節能、高效、運行穩定的特點。

1 　改造方案

利用原有電除塵器的混凝土基礎(強度已經過校核) ,保留混凝土框架以上的灰斗、電除塵鋼結構支柱, 修復殼體、灰斗、進出口擴口,拆除本體內部及頂部構件。在原1 電場內仍采用電除塵方式(電區) 3 分區結構,分區方式為沿煙氣流方向前后分區,每個分區獨立供電。同時,為增加電區收塵面積和降低煙氣流速,殼體在原基礎上加高1. 5m。在原2 電場、3 電場、4 電場的區間內采用布袋除塵方式(袋區) ,16 個分室結構, 布袋沿氣流方向布置(圖1) 。袋區采用低壓脈沖噴吹方式清灰, 電區陰陽極均采用電磁振打清灰, 通過 PLC 控制。電除塵改為電袋組合除塵后,除塵器本體阻力增加很多(至少500 Pa) ,故原來的引風機出力不能滿足運行要求,必須進行改造。

為了在機組起動或低負荷投油及煙溫異常時保護濾袋,在袋區頂部布置零泄漏的密封閥和旁路煙道 (50 %煙氣量旁路) ,且旁路閥具有快開和快關功能,并與主機DCS 連接;在電除塵進口煙道處加裝預涂灰裝置。為保證電區和袋區氣流的均勻性,原進口煙道處的3 層氣流均布板不變,并在電區與袋區之間再增加 1 層氣流均布板,板高與布袋高度平齊。

2 　設備配置及選型

2. 1 　電　區

陰/ 陽極板均采用頂部電磁錘振打清灰,陽極板為厚度1. 5 mm 的板,每排安裝12 塊極板,每個分區使用4 塊極板,板長14 m ;陰極線選用針刺線,線體采用 Q235 材質圓鋼,線針采用不銹鋼。

電區A、B 兩側各設一個電場,每個電場按煙氣流向分為3 個區。高電壓部分均采用獨立供電,可在運行時升高每個電場的平均工作電壓。分區供電具有增強電場電凝集的作用,使細微粉塵凝集成大顆粒,以利于捕集,使收塵效率得到提高。另外,細化電分區可在故障時仍保持1/ 3 的區域工作,使其可靠性提高3 倍, 保證了電區的除塵效率。

電區的前2 個分區采用型號為CTH201 的高頻開關電源,解決了常規晶閘管電源體積大、效率低、輸出平均電壓低、輸出電流小、火花熄滅時間長、電場能量恢復慢、易發生反電暈現象等不足。電區的第3 分區采用型號GGAj02K2J 1. 0A/ 66KV 的工頻電源。高頻開關電源和工頻電源均布置在除塵器頂部,其中高頻開關電源實現了電源與控制一體化,工頻電源控制器布置在電除塵控制室。

2. 2 　袋　區

布袋除塵器沿氣流方向布置,A、B 兩側每側分左右兩列,每列分4 個大室,每個大室又分為2 至3 個方形小室,每個小室配1 個提升閥,以方便檢修。小室內裝有固定式吹灰器,每個布袋對應1 個噴嘴,每行布袋由1 個脈沖電磁閥控制噴吹。

濾料采用日本進口纖維材料,材質為PPS + P84 , 經過防油水、燒光處理,具有優異的抗氧化及耐高溫 (190 ℃以上) 功能,有效使用壽命在30 000 h 以上。該濾料為表面過濾型濾料,故清灰徹底,降低了粉塵在濾袋表面形成板結的概率,有效地保證了除塵效果。

濾袋由袋籠支撐, 袋籠由規格為d168 mm ×8 100mm 的碳鋼絲制作。為了減少袋與籠骨的摩擦,延長袋的壽命,并便于卸袋,袋籠采用圓形結構。籠骨表面用有機硅高溫涂料進行了表面粉末靜電噴涂,使其表面比普通涂料光滑且耐腐蝕性能更高。袋口采用彈性漲圈,以確保密封牢固可靠。袋區清灰采用低壓脈沖噴吹方式,每個小室配1 個氣包,氣包采用無縫鋼管制造,滿足GB150 - 1998 鋼制壓力容器要求。每列氣包的進氣處均設有不銹鋼手動隔離閥、止回閥、壓力調節閥(帶壓力表) 、油水分離器,氣包本身設有手動排污閥。每組氣包上裝有壓力遠傳信號裝置,用于連續監控噴吹氣源壓力和脈沖閥的運行狀態。系統配置2 臺0. 33 m3 / s 的螺桿式空壓機(一用一備) 和1 套后處理裝置作為清灰及提升閥的控制氣源。

袋區各分室、除塵器進出口端均設有差壓變送器。每個脈沖電磁閥在就地控制柜內設有手動控制開關, 手動控制開關按行列式布置,行選擇采用多位旋鈕開關,列選擇采用按鈕開關。

2. 3 　旁路系統及預涂灰裝置

旁路系統包括旁路提升閥和旁路煙道。A、B 兩側每側各有左右2 個旁路煙道,每個旁路煙道配3 個旁路提升閥,可在系統煙氣異常時保護濾袋。旁路提升閥垂直布置,閥芯及框架材料為Q235 ,密封采用耐高溫硅橡膠(滿足210 ℃工況下長期使用) ,以防止灰塵進入和因高溫所引起的變形或老化。旁路提升閥具有快速開啟的功能,其全關到全開的動作時間≤10 s。旁路提升閥可手動操作、就地操作和DCS 遠方操作, 并且可通過DCS 顯示擋板位置(4～20 mA 模擬量信號) 及其開/ 關狀態。

預涂灰即在除塵器投運前給濾袋噴涂一層干燥粉煤灰,以防止系統起動時因低溫油、濕煙氣粘污濾袋而導致系統負荷增大或糊袋。涂灰粉料為干燥的Ⅰ級粉煤灰。預涂灰裝置布置在除塵器進口煙道處,A 、B 兩側各1 套,管道進口選用硬密封蝶閥,可與密封罐車連接。

3 　控制系統

電袋除塵器控制系統包括前級電除塵器控制系統、后級布袋除塵器控制系統、旁路煙道保護系統。

3. 1 　前級電除塵器

工頻電源采用以80C196KB 型16 位單片機為核心的MVC196 微機自動電壓控制系統,能自動快速實現電場動態、靜態伏安曲線測試、雙重火花檢測、瞬態與穩態波形自動檢測。

低壓部分采用SiemensS72200 型PLC。振打控制提供連續振打和周期振打2 種方式,加熱控制提供連續加熱和恒溫加熱2 種方式,工作方式、控制溫限和時間參數等均可隨時在線修改。

3. 2 　后級布袋除塵器

后級布袋除塵器控制系統和旁路煙道保護系統共用1 套Siemens S72314 型PLC ,控制柜配有人機界面 TP170B 5. 7"液晶觸摸顯示屏。在控制柜上設有自動與就地轉換開關,當其置于自動時,由PLC 按設定的運行方式和參數自動控制;當置于就地時,可在現場手動控制每個脈沖電磁閥。

后級布袋除塵器控制系統可選擇在線清灰、離線清灰、定時清灰、定壓清灰方式。在自動運行時,人機界面操作終端可獨立控制每個分室的起、停。氣包壓差信號范圍可調,脈沖電磁閥為矩陣控制式,不允許2 個及2 個以上的脈沖電磁閥同時工作。

3. 3 　旁路煙道保護系統

旁路煙道保護系統主要的控制信號包括清灰氣包壓力(壓力表量程0～1 MPa) 、煙道進口壓力(壓力表量程0～8 000 Pa) 、空氣預熱器出口煙溫(測溫探頭量程0～400 ℃) 。

保護系統主要針對煙溫報警,默認為溫度過高或過低均報警。當高溫保護功能投入后,空氣預熱器出口煙氣溫度大于180 ℃時,則打開旁路閥關閉提升閥; 當低溫保護功能投入后,空氣預熱器出口煙氣溫度小于80 ℃時,則打開旁路閥關閉提升閥。在低壓柜上設有旁路操作禁止、允許轉換開關和旁路強制開按鈕,當轉換開關置于允許位置時,按下旁路強制開按鈕時系統進入旁路狀態,如果轉換開關置于禁止位置時,旁路強制開按鈕失效。

4 　應用效果

電袋組合除塵系統于2008 年5 月10 日投入運行,運行狀態穩定。在工況基本相似的前提下,對改造前后除塵器進出口煙氣的主要參數進行測試,結果見表1 (以一側為例) 。

由表1 可見,電袋組合式除塵技術可滿足除塵器出口含塵濃度< 50 mg/ m3 的環保要求。電袋組合除塵改造相對于增大原有電除塵空間的改造方案,可節省投資約200 萬元,且每年還可節省用電375 萬kW ·h (按年運行5 500 h 計算) ,節省電費約187. 55 萬元 (按0. 5 元/ (kW ·h) 計算) 。

參考文獻

[1 ] 　姚強. 大氣污染和固體廢物的防治[M] . 北京:中國環境保護產業協會,2004.

[2 ] 　GB13223 - 2003 ,火電廠大氣污染物排放標準[ S] .

[3 ] 　福建龍凈環保股份有限公司. FE 型電袋復合式除塵器說明書[ Z] . 2005.

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