徑流式除塵器+液柱塔超低排放改造應用【圖】
2019-08-0915:57:08
闡述了徑流式除塵器+液柱塔超低排放改造方案、工作原理及技術優點，以某電廠200MW機組為實例，通過對改造后徑流式除塵器阻力和出口粉塵濃度的測試和分析，提出了徑流式除塵器+液柱塔工藝作為電廠超低排放改造的方案。
20世紀70年代干式電除塵器開始在電廠應用，20世紀90年代逐步普及，平均效率由1985年的906%提升到目前的大于。除塵器在進行高頻電源、電袋復合除塵器、徑流式除塵改造后，許多干式電除塵器出口煙塵含量已達到GB13223—2011《火電廠大氣污染物排放標準》要求(20mg/Nm3)。2005年以來，我國燃煤電廠煙氣脫硫裝置發展，其中應用為廣泛的是濕法石灰石—石膏法，該方法在脫硫的同時可以進一步脫除煙塵，一些電廠脫硫出口煙塵能達到10mg/Nm3。
目前，電廠廣泛使用的靜電除塵器(簡稱ESP)存在3個方面的技術難題。，對細微顆粒物的捕集效率低，由于表面積很小的細微顆粒物主要通過擴散來獲得電荷量，在電場中受到的電場力很小，容易被引風吹走而不被陽板捕集；，依靠振打擊落粉塵，容易產生嚴重的二次揚塵，使粉塵排放濃度增加；第三，高比電阻的粉塵容易引起反電暈現象，造成除塵效率降低。而徑流式除塵器可以很好解決以上技術難題，受到越來越多電廠的青睞。
1工作原理
在當前嚴峻的環保形勢下，徑流式電除塵+液柱塔工藝應運而生。其中徑流式除塵器是在傳統靜電除塵技術上的一次革新，是當前的粉塵超低排放控制技術。
徑流式電除塵技術的基本原理是將收塵陽板垂直于氣流方向布置，使電場力的方向與電風作用力的方向在同一水平線上，使粉塵顆粒在電風與電場力的作用下，在陽板上完成捕集。其結構特點是：陰陽均采用橫向布置，如圖1所示。
徑流式除塵器陽板細微粉塵收集能力，對粉塵具有物理攔截作用，能適應較高的比電阻工況，減少收塵數量，運行電壓高于常規陽板。收塵區與清塵區分開，其結構如圖2所示。
圖2徑流式除塵器收塵結構
在徑流式除塵器后面布置液柱塔，可以對SO2進行去除，實現SO2排放濃度<35mg/Nm3，另外由于液柱塔的漿液覆蓋率高，可以實現對粉塵二次洗滌，與除霧器配合使用，可實現對粉塵的二次去除，除塵效率在70%左右，液柱塔結構如圖3所示。
圖3液柱塔結構
2工業應用
某電廠7號爐(200MW)燃煤供熱機組配有1臺干式、臥式、板式四室四電場高壓靜電除塵器，吸風機后煙道采用干法脫硫系統，改造前脫硫煙塵指標為180mg/m3，無法達到DB13/2209—2015《燃煤電廠大氣污染物排放標準》的要求(10mg/m3)。結合該廠實際，該電廠7號機組決定采用在原有四級電場除塵器基礎上后增加徑流式除塵器，同時對前電場電源進行改造。吸風機后干法煙氣脫硫系統拆除，采用上海中芬環保有限公司設計的“U”型液柱噴淋塔。采用徑流式除塵器+液柱塔工藝，實現7號機組粉塵和SO2超低排放。
3設計參數與系統
3.1設計參數
針對該機組的設計煤種，根據合理分配負荷的設計原則，對前四級除塵器和徑流式除塵器進行設計，除塵器和徑流式除塵器的設計參數見表1。
表1前四級除塵器與徑流式除塵器主要設計參數
3.2系統構成
本體部分：殼體、放電、泡沫金屬旋轉陽板、框架鋼梁、灰斗、進出口煙箱等。
吹掃部分：蒸汽吹掃組件、壓縮空氣吹掃組件。
控制系統：低壓控制系統、高壓控制系統。
3.3系統特點
3.3.1采用新型陽板
新型陽板采用多孔金屬材料，制成1000mm×1000mm×20mm的收塵板。多孔金屬材料和新型陽板實物如圖4所示。
新型陽板通孔率可達以上，幾乎全通透結構，壓降小，流量大；比表面積大，在相同通孔率下，與其他多孔材料相比有著較大比表面積，達1m2/g以上；孔徑<4mm，加上粉塵顆粒徑流運動，其電場強度遠大于傳統除塵形式，易收集細小粉塵顆粒。
3.3.2采用清塵區與收塵區分開設計
傳統的電除塵器其收塵區和清塵區未分開，在清灰過程中，部分已收集的粉塵重新返回到氣流中，逸出電除塵器，致使粉塵排放增加，在電除塵器出口的粉塵中，約有20%是由清灰過程中的二次揚塵造成的。徑流式除塵器采用旋轉電，旋轉電電場中的旋轉陽板始終保持干凈，不會產生反電暈現象，對煤種變化的敏感性減小。旋轉電帶動陽板在集塵區與清塵區之間運動，大限度減小二次揚塵。
圖4多孔金屬材料和新型陽板
4運行效果
4.1阻力測試
徑流式除塵器吹灰采用壓差控制，當徑流式除塵的壓差達到150Pa時，吹灰裝置啟動運行，開始吹掃清灰。各通道吹灰1h后，停止運行，壓差數據見表2。
表2徑流式除塵器吹掃后壓差
從表2中可看出，徑流式除塵器可以保持較低運行阻力，平均運行阻力為110~120Pa。
4.2除塵效果
2014年12月，對7號機組徑流式除塵器出口和液柱塔出口粉塵濃度進行測試，粉塵濃度見表3。
表3徑流式除塵器出口與液柱塔出口粉塵濃度對比
通過表3可以看出，徑流除塵器出口濃度<1824mg/Nm3，液柱塔出口<65mg/Nm3，符合超低排放標準要求。自2014年投入使用以來，徑流式除塵器運行穩定并維持除塵。徑流式除塵器+液柱塔工藝出口粉塵濃度運行2年內<10mg/Nm3，取得了很好的效果。徑流式除塵器+液柱塔工藝在該電廠改造中取得較好的應用效果。
5存在問題及對策
5.1存在問題
a.除塵器排灰方式。徑流式除塵器是將除塵器收集下來的細粉塵通過收塵風機抽入電除塵器入口，重新進行收集，該工藝增加前級電場負荷。
b.部分陽板密封條脫落。陽板密封條采用螺栓固定，部分螺栓由于未安裝牢固，運行過程中松動，造成部分陽板密封條脫落。
c.部分瓷瓶內壁結垢，電場絕緣等級降低，二次電壓達不到設計值，降低了徑流式除塵器收塵能力。
5.2解決措施
a.改變原設計排灰方式。將徑流式除塵器收塵風機出口接入小型布袋除塵器進行收塵，然后通過水排灰將粉塵排走。
b.嚴格控制安裝工藝，將密封條固定螺栓安裝牢固。
c.在瓷瓶內增加壓縮空氣吹掃裝置，對瓷瓶內壁進行間斷性吹掃，防止瓷瓶內壁結垢。
6結論
a.徑流式除塵器+液柱塔工藝可穩定除塵。該工藝采用電除塵+水利覆蓋除塵為一體的除塵機制，提高了除塵效率。7號機組采用此工藝以來，達到了徑流除塵器出口粉塵濃度<1824mg/Nm3，液柱塔出口粉塵濃度達到<10mg/Nm3的超低排放標準要求。
b.徑流式除塵器運行平均阻力為110~120Pa，比同除塵能力的布袋除塵器阻力500Pa低400Pa左右，采用該除塵脫硫工藝降低了風煙系統阻力，降低了吸風機電耗和廠用電率。
c.徑流式除塵器+液柱塔工藝具有廣闊的市場前景，該工藝不僅可以應用于新建電廠，而且可地應用于現有電廠的電除塵器系統改造，利用現有電廠的電除塵器一個電場改造為徑流式除塵器，無需額外占地和空間；另外，徑流式除塵器陽材料可以循環利用，不產生二次污染。因此，徑流式除塵器+液柱塔工藝可作為電廠超低排放改造的方案。
