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布袋除塵器技術在糖廠鍋爐中的應用

布袋除塵器技術在糖廠鍋爐中的應用

  • 除塵效率:99.5%
  • 方案優勢:布袋除塵器具有性能穩定、效率高等優點,值得在製糖行業鍋爐進行推行和使用。
  • 所需設備:布袋除塵器
全國銷售熱線:0373-5636559 點擊索取報價 疑難解惑

方案介紹

0 前言

目前我國製糖行業配套使用的鍋爐大多數為全燒蔗糠或蔗糠與原煤混燒的形式,並配套麻石水膜除塵器作為主要的煙氣除塵設施。然而麵對日趨嚴格的環保要求,采用水膜除塵器處理的煙塵排放濃度已較難達到國家環保要求。布袋除塵技術作為目前較為先進的除塵技術,其優點是除塵效率高並且穩定,不受煤種及鍋爐燃料的影響,基本可保證外排煙氣含塵低於50mg/m3。經過多年發展,目前布袋除塵器已經完善成熟,並在大型火力電廠中得到了非常廣泛的應用。本文就我公司(新鄉市AG赌场機械有限公司,以下簡稱“AG赌场機械”)生產的布袋除塵器在製糖行業鍋爐中的發展和應用情況,並以2套75t/h鍋爐的應用實例說明對其選型和應用的幾個要點。

1 布袋除塵器的工作原理和在製糖行業鍋爐中的使用情況

1.1 布袋除塵器的原理

布袋除塵器也稱為過濾式除塵器,是一種幹式高效除塵器,它利用纖維編製物製作的袋式過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物。其作用原理是塵粒在繞過濾布纖維時因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。細微的塵粒(粒徑為1um或更小)則受氣體分子衝擊(布朗運動)不斷改變著運動方向,由於纖維間的空隙小於氣體分子布朗運動的自由路徑,塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來。其工作過程與濾料的編織方法、纖維的密度及粉塵的擴散、慣性、遮擋、重力和靜電作用等因素及其清灰方法有關。濾布材料是布袋除塵器的關鍵,性能良好的濾布,除特定的致密度和透氣性外,還應有良好的耐腐蝕性、耐熱性及較高的機械強度,目前耐熱性能良好的纖維,其耐熱度可達到250~350℃。

布袋除塵器按清灰方式的不同可分為振動式、氣環反吹式、脈衝式、聲波式及複合式等5種類型。其中脈衝反吹式根據反吹空氣壓力的不同又可分為高壓脈衝反吹式和低壓脈衝反吹式兩種,低壓脈衝反吹式布袋除塵器由於其脈衝噴吹強度和頻率可進行調節,清灰效果好,是目前最為廣泛應用的除塵方式。含塵氣體從袋式除塵器入口進入後,由導流管進入各單元室,在導流裝置的作用下,大顆粒粉塵分離後直接落入灰鬥,其餘粉塵隨氣流均勻進入各倉室過濾區,過濾後的潔淨氣體透過濾袋經上箱體、提升閥、排風管排出。隨著過濾工況的進行,當濾袋表麵積塵達到一定厚度時,由清灰控製裝置(差壓或定時、手動控製)按設定程序關閉提升閥,控製當前單元離線,並打開電磁脈衝閥噴吹抖落濾袋上的粉塵。落入灰鬥中的粉塵經由卸灰閥排出後,利用輸灰係統送出。

1.2 製糖行業鍋爐的工況特性

鑒於目前製糖行業配套使用的鍋爐大多數為全燒蔗糠或蔗糠與煤粉混燒的形式,而蔗渣燃料其堆積密度較小,熱值較低,燃料中含有容易導致高溫腐蝕的氯、鈉、鉀元素,以及容易導致尾部熱麵結渣和積灰的氯、鈉、鉀、矽等元素,因此該類型鍋爐基本有如下的特性。

1.2.1 燃燒粉塵量較大。蔗渣燃燒後的灰渣比一般為10:0~8:2,意味著渣份相對很小,絕大部分成為灰份,因此煙氣含塵濃度相對較高。

1.2.2 容易產生二次燃燒。蔗渣一般相對較難在爐內完全燃燒,部分較大粉塵因煙氣熱交換時間短會保持著燃燒溫度,一旦環境含氧達到條件,就會易出現二次燃燒,但二次燃燒與鍋爐的爐型及本體設計有關,因此可加以改進以降低其發生幾率。

1.2.3 燃燒粉塵堆積密度很小。蔗渣燃燒後堆積密度一般在0.15~0.2t/m3,因此采用蔗渣為燃料,其粉塵堆積密度相對較小。

1.2.4 此外,糖廠鍋爐的燃燒粉塵粒徑小、比電阻大,排煙溫度較高,一般在160~190℃,並且煙氣的含濕度比較大,含氧量較高。

1.3 布袋除塵器在製糖行業鍋爐中的應用概況

目前西南地區已有2家製糖企業的3台蔗糠煤粉混燒鍋爐應用了布袋除塵器,其中應用最早的是2007年百色萬林糖廠75t/h循環流化床鍋爐,該廠由靜電除塵改為布袋除塵;2009年南寧糖業股份有限公司伶俐糖廠一台75t/h蔗糠煤粉爐安裝了低壓脈衝布袋除塵器,2010年伶俐糖廠新建的另一台75t/h蔗糠煤粉爐也配套安裝了低壓脈衝布袋除塵器。根據AG赌场機械監測數據得知,目前布袋除塵器在製糖行業鍋爐中的使用效果比較穩定,外排煙氣含塵基本控製在50mg/m3以下,煙氣除塵取得了良好的環保效果。

1.4 布袋除塵器的應用實例分析

以南寧糖業股份有限公司伶俐糖廠的兩套布袋除塵器為例,分析布袋除塵器在製糖行業鍋爐的具體使用效果。

1.4.1 布袋除塵器設備基本情況

1.4.1.1 1#鍋爐(75t/h)在2009年技改中增加了一套低壓脈衝布袋除塵器後,其煙氣處理流程為:鍋爐煙氣→1#布袋除塵器→1#脫硫係統→引風機→煙囪。

1.4.1.2 2#鍋爐(75t/h)在2011年技改中配套另一套脈衝布袋除塵器,其煙氣處理流程為:鍋爐煙氣→2#布袋除塵器→引風機→2#脫硫係統→煙囪。兩台鍋爐均采用蔗糠煤粉混燒方式,所排出的煙氣經布袋除塵器過濾淨化處理後,產生的煤灰由倉泵收集並經壓縮空氣輸送至灰庫,而淨化後的煙氣再進入脫硫係統進行脫硫處理。

1.4.2 布袋除塵器參數,見表1,表2

表1 1#布袋除塵器參數
序號 項目 參數
1 處理風量 250000m³/h
2 設備設計阻力 ≤1200Pa
3 設計除塵效率 99.99%
4 運行全過濾風速 <0.95m/min
5 倉室數 8個
6 過濾麵積 4400㎡
表2 2#布袋除塵器參數
序號 項目 參數
1 處理風量 330000m³/h
2 設備設計阻力 ≤1200Pa
3 設計除塵效率 99.99%
4 運行全過濾風速 <0.949m/min
5 倉室數 12個
6 過濾麵積 5790㎡

1.4.3 布袋除塵器投入運行的情況

1.4.3.1 1#鍋爐布袋除塵器在2009/2010年榨季投入使用時,外排煙氣含塵濃度控製在40mg/m3以內,但發現布袋阻力值偏高,達2200Pa~2500Pa,大大超出設計指標,由此導致鍋爐處於微正壓狀態下運行,以致2009/2010年榨季1#鍋爐製粉時須開啟旁路。2010停榨檢修期間,通過對引風機和清灰方式進行改進後,2010/2011年榨季布袋阻力降低至1000~1200Pa左右,經過兩個榨季的運行,目前該布袋除塵器使用效果良好,外排煙氣含塵在50mg/m3以下,此外,其清灰和輸灰係統比較穩定正常,並且鍋爐在任何運行工況下,均可投入布袋除塵器運行使用。

1.4.3.2 2#鍋爐布袋除塵器於2010/2011年榨季投入使用,投運至今布袋阻力基本為500~800Pa範圍,也可以滿足鍋爐各種工況的運行要求,並且外排煙氣含塵濃度達到了≤50mg/m3的設計要求。

2011年12月1#鍋爐布袋除塵器在線監測含塵數據

圖12011年12月1#鍋爐布袋除塵器在線監測含塵數據

2011年12月2#鍋爐布袋除塵器在線監測含塵數據

圖22011年12月2#鍋爐布袋除塵器在線監測含塵數據

從圖1和圖2可以看出,布袋除塵器對鍋爐外排煙氣除塵的效果較為良好,並且相對穩定,外排煙氣含塵量基本控製在35~50mg/m3的區間範圍內。而且2011年12月當月日均榨量達到7379噸,平均日使用原煤214噸,燃燒蔗糠渣913噸。

1.4.4 布袋除塵器運行主要存在的不足

1.4.4.1 布袋除塵器初期選型時,由於選擇的過濾麵積偏小,在2009/2010年榨季運行中,當製粉出渣時,由於風量增加(過濾風速約為1.3m/s左右),風速偏高導致除塵器阻力上升過快,以致在製粉出渣時布袋除塵器超過設計阻力而導致鍋爐偏正壓,經對風機和清灰方式等進行改進後,自2010/2011年榨季至今,其運行工況良好,效果也比較穩定。

1.4.4.2 布袋除塵器旁路設計存在缺陷,煙氣走旁路時,流道存在緩衝沉降區域,容易產生積灰,在近兩個榨季聯動試機期間,均出現布袋除塵器倉室進氣口被積灰堵塞現象。

2 布袋除塵器在製糖行業鍋爐中的選型和應用要點

如選擇布袋除塵,應先確定鍋爐實際運行的風量,並核實好所配置的引風機能力,因為這兩點關係到布袋除塵的過濾速度,而過濾速度是影響除塵器性能的主要因素之一,一般布袋除塵器要求的過濾風速要≤1m/s,過濾速度的計算方法如下:

v=Q/60×A

式中v-過濾速度(表觀過濾氣速),m/分鍾

Q-過濾除塵器處理氣量,m3/小時

A-過濾除塵器濾料的過濾麵積,m2

從計算公式看到,過濾麵積也影響到過濾速度,因此還需選擇合適的過濾麵積,如布袋過濾麵積過小,勢必導致過濾風速超過1m/s,進而除塵器運行阻力超過設計阻力,若引風機能力不足時會導致鍋爐出現正壓。為此在設計選型時,要仔細計算好運行風量,然後再選擇相應過濾麵積。另外,計算風量時,除正常運行風量外,還應充分考慮到製粉、出渣時所增加的風量,這樣方能較好確定合理、有效的過濾麵積。

除上述幾點外,對於糖廠鍋爐新增布袋除塵器時,還要注意如下幾點。

2.1 選擇合理的清灰方式

布袋除塵器的清灰方式類別較多,目前使用布袋除塵的糖廠采用的清灰方式為氣箱脈衝式和行噴脈衝式,氣箱脈衝式具有結構簡單維護方便的特點,但在使用的過程中,發現清灰效果不理想,布袋經清灰後,阻力下降不明顯,為此伶俐糖廠1#除塵器在2010年榨季檢修期間,曾把原氣箱式脈衝清灰改為行噴式脈衝清灰,改造後清灰效果比較明顯,除塵器阻力直接由2000Pa左右下降至1000~1200Pa。

2.2 在保證足夠過濾麵積的前提下,布袋長度不應過長

一般除塵器設計時,生產廠家基於場地和成本的考慮,會建議選擇長度較長的布袋。但在運行中,AG赌场發現選擇布袋長度為7500mm的除塵器,其布袋下部的清灰效果較差,從而導致清灰後阻力下降不理想。而選用長度為6050mm的除塵器,檢查發現其上部和下部的清灰效果差異很小,清灰後阻力下降明顯。

2.3 除塵器箱體數量應取多個

布袋除塵器的清灰一般采用離線清灰方式,所謂離線清灰,指的是進行清灰的布袋,與正常運行的布袋隔離關閉進行清灰,完成後再自動投入運行。因此箱體數量較少的除塵器在離線清灰時,由於過濾麵積變動較大,造成鍋爐運行壓力相應變動較大。而箱體數量較多的除塵器就相對解決了該問題,對鍋爐正常運行的影響也比較小,可以保證鍋爐的穩定負壓,且當箱體離線維修時,對鍋爐運行的影響也可降至最低。

2.4 離線閥和旁路閥應配備獨立壓縮空氣源

在1#布袋除塵器調試初期,曾出現脈衝閥漏氣導致除塵器所有離線閥和旁路閥由於失壓而全部關閉的現象,造成鍋爐嚴重正壓被迫停爐。而在把控製離線閥和旁路閥的氣源改為獨立雙氣源後,發現不論是離線閥故障泄露還是空壓機停機都基本可以保證在30分鍾內有效控製離線閥和旁路閥,從而保證了鍋爐的運行安全。

2.5 旁路煙道應采用直通式

使用發現布袋除塵器如采用垂直上升的旁路煙道,由於在轉角區域形成一個緩衝沉降區,使得在開啟旁路時間較長時,塵灰容易沉降,以致堵塞布袋倉室入口。而采用直通式煙道時,煙氣流通順暢,很好消除了該問題。

2.6 選擇合理、穩定的自動控製係統

布袋除塵器目前基本采用全自動控製,由於其運行工況直接關係到鍋爐的安全運行,因此必須確保安全、有效操控其運行,故在選擇自動控製係統時須慎重,建議選用較為穩定可靠的控製係統(如西門子等)。

2.7 必須確保鍋爐的燃燒工況

現舉例論述的是蔗糠煤粉混燒鍋爐,然而目前有不少糖廠鍋爐為全燒蔗糠方式,對於這類以生物燃料為主的鍋爐,如選用布袋除塵器,就必須考慮鍋爐的燃燒效果,否則燃料後續燃燒,勢必對布袋造成損害。對於這類型鍋爐,建議在布袋除塵器前增設一套旋風分離器,但增加旋風分離器,相應要考慮引風機的能力。

3 結語

經過多年發展,AG赌场機械生產的布袋除塵器技術目前已比較成熟,其在火力發電等行業中得到了廣泛應用,通過在糖廠的使用效果和經驗,進一步分析探討了布袋除塵器應用到製糖行業鍋爐的可行性及有效性,並且根據實例和數據,反映了布袋除塵器具有性能穩定、效率高等優點,值得在製糖行業鍋爐進行推行和使用。

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