锅炉超低浓度排放电除尘器设计思路

更新日期:2018-10-29T20:41:03

锅炉超低浓度排放电除尘器设计思路

超低浓度排放的电除尘器设计思路

(1)足够的收尘面积和适宜的电场风速;

比收尘面积是指单位流量的烟气所分配到的收尘面积,它是电除尘器的一个重要结构参数,其值的大小对除尘效率影响很大。

本案电除尘器设计烟气处理量为90000m3/h,有效截面积36m2,比集尘面积99m2/m3/s,大于常规电除尘器。

电场风速是电除尘器在单位时间内的处理烟气量与电场断面之比,是电除尘器的主要参数。电场风速与收尘极板的结构形式、粉尘对极板的粘附力大小、电晕极放电性能以及粉尘性质相关,一般设计在0.4~1.5 m/s之间。当烟气速度增加时,单位时间内停留在电场中的烟尘量增大,将会不同程度地产生电晕闭塞现象。由于锅炉烟气量大,含尘浓度高,若烟气流速选得大,则会加剧电晕闭塞。同时,高电场风速易使沉积在收尘极上的烟尘二次飞扬,加剧电极清灰振打时的二次扬尘。因此,配置于锅炉之后的电除尘器,其电场风速应低于一般电除尘器,以不大于1.1 m/s为宜。本案电除尘器设计电场风速为0.7m/s,烟气在电场中停留的有效时间为10s。 

(2)采用540mm同极距;

要解决高比电阻烟尘对电除尘器性能的影响,防止反电晕的产生,必须降低烟尘层的电晕电流,使沉积在收尘板上的烟尘层不被击穿。国内外的研究结论为:增大电除尘器同极间距。可提高电场运行电压,增加电场强度,遏制极板上电流密度过于集中的地带产生反电晕。另一方面,极间距增大,可使极板上的电流密度趋予均匀,提高阳极板的有效利用率,减少反电晕的发生,从而使电除尘器运行参数稳定,除尘效率提高。采用540 mm同极间距,可在一定程度上遏制高比电阻引起的反电晕。

(3)采用合理的极配形式;

电除尘器的核心是板线结构及其配置,它决定了电场和流场,并影响粉尘的荷电,沉降和清除。合理的极配可使粉尘最大限度地荷电、沉降,最小限度地产生二次飞扬,最大限度地利用极板面积,且对细颗粒特别是亚微米颗粒的烟尘具有较好的捕集效率。

为避免高浓度烟尘抑制电场的电晕电流而产生电晕闭塞,在电场中设置通透率为96%的组合型集尘阳极板,消除了风速影响荷电后的烟尘粒子沉降的最大因素,为烟尘粒子沉降创造了最佳工作条件。由于电除尘器入口烟尘浓度增加,特别是1μm左右颗粒的成倍增加,在电场中,模块振打清灰后如果电场的风速过高,粉尘极易飘浮在电场内而不易沉降下来,所以在电除尘器选型时,尤其要注意对电场风速的控制,减少电场内的二次扬尘的现象。而“通透型集尘板块”不仅具有均风作用,也是解决风速问题的最好形式。因此采用具有消风功能的“通透型组合式集尘板”替代老式屏蔽型的收尘阳极板,降低电场风速,减少二次扬尘;

为了克服常规电除尘器不能收集微米级的气溶胶烟尘微粒的不足,在除尘的箱体中将“通透型集尘板块”和电晕放电线配合,垂直于气流运动方向,等间距、平行、交替排列组合成具有多道横向集尘网栅的吸尘电场,成功消除了气流速度对荷电微米级烟尘颗粒的集尘干扰的影响。

电晕线是电除尘器最核心的部分,它对除尘效率、运行稳定性影响很大。管状芒刺线具有起晕电压低,放电强度大、机械强度高的特点,适合高含尘工况。“RSB”在支撑管上增加了小芒刺放电点,并将芒刺弯向阳极板,为四刺芒极线,消除了“RS”线存在的极板上电流密度为零的死区,平均电流密度均方根小于或等于0.4。此种电晕线可提高阳极板的有效利用率,抑制反电晕的形成。

“RSB”线在芒刺尖端产生强烈的电晕放电,强烈的离子流不仅能破坏负空间电场效应,避免产生电晕封闭,同时还能产生速度为数米的电风,扰乱电晕区周围高浓度粉尘的气流场,从而抑制电晕封闭现象。由于“RSB”线放电形成的板电流比较均匀,能保持较高的运行电压,对高比电阻粉尘有较好的适应性。由于板和线的钢性较好,能进行有效清灰而减少极板线粘灰,从而进一步避免电晕封闭。 

(4)采用独特设计的进口气流分布板;

气流分布的均匀程度直接关系到除尘效率,特别是在高粉尘浓度、高比电阻及高除尘效率的要求下,气流分布的均匀程度显得尤为重要。为了使流入电场含尘气体均匀经过电场,在电场入口处前装有进口气流分布板。本公司采用阻流导流型的气流分布板,开孔直径将原来的φ35增加至φ85,开孔率由25%增到45%,大大减少了流体阻力,且不会堵孔。流体通过导流板悬挂位置调整,调整十分方便。而且多孔板两边设置有导流作用的折边,大大地增加了气流分布板刚性,即使在相当强的涡流作用下,也决不会像一般平板那样产生撕裂。在适当部位又加设三角形导流板,不仅保证气流分布的均匀性,而且它类似于百叶窗式机械除尘器,可以对进入电除尘的烟气进行粗除尘,其除尘效率是相当明显的。除下的灰尘,通过进口封头下底板落入第一电场的灰斗内,这对保证电场除尘效率是非常重要的。

(5)设置有效减少烟尘溢出的机构;

由于气流涡流现象的存在,无论电场有多长,总有一些微小烟尘从电场逸出,流向出口烟箱。此外,电场出口处的极板在振打时会产生二次扬尘,它们来不及沉积到收尘板上便脱离电场飞出。末电场粉尘颗粒细、烟温低、粉尘本身荷负电,清灰困难,特别是流化床锅炉粉尘比电阻偏高,处理不当会引起反电晕而出现二次扬尘。此时,除要求后电场高电压、低电流运行外,在出口封头大端设置槽形板,可增加对二次扬尘及细粉尘的捕集。其原理是:

1)粉尘自身荷电撞击在槽形板上实现除尘功能;

2)烟气通过迷宫式结构槽形板时,粉尘凝聚成大颗粒被收集下来,产生机械除尘的效果。槽板收尘面积不计人除尘器的总收尘面积,而是作为收尘裕度,以确保除尘效率。

(6)采取合理的振打力和振打速度,防止极板和线粘灰;

合理配置振打机构,并将振打机构和振打强度调整到最佳值,既能清除电极上的烟尘,保证电极洁净,使之具有良好的电气特性,又能避免烟尘被破碎,产生过多的振打,造成二次扬尘。由于粉尘具有粘性,特别是后电场粉尘粘度更高,增加了极板,板线的清灰难度。所以采取适当增加振打力,并在结构上采取必要措施,尽可能使振打力分布均匀。良好的振打清灰效果应从振打加速度、振打频率、振幅三要素综合考虑。在阳极板、阴极线型式和结构特定的前提下,既要保证有效清灰,又不会振打力过大而引起二次扬尘,即设定有效的振打加速度。最合适的振打加速度可使沉积在极线和极板表面的粉尘剥离,以片状下滑。本案在电场长6m,高6m的条件下,采取顶部振打,设计的组合式集尘板的最小振打加速度为150g。

由于锅炉飞灰具有粘性,因而不同电场的振打清灰速度是不相同的,前电场振打频率高一些,而后电场会比较低,在实际运行过程中可根据工况变化和极板、极线积灰情况进行调整。在振打制度的设置上同时考虑到高浓度、高比电阻粉尘的特性。利用电场中电流、电压的变化判断电场内反晕产生情况,采取相应瞬间断电振打措施等。

(7)保证灰斗畅通,确保输灰系统正常工作;

由于锅炉燃烧特点,以及烟气粉尘具有粘性。为保证灰斗卸灰畅通,在灰斗设计中,灰斗倾角大于60°,且在转角处设置圆弧板,消灭死角,并对灰斗进行良好的保温,保证灰斗中结灰温度在烟气露点以上20℃左右,同时,在灰斗下部约三分之一左右的小灰斗做成双层结构,中间加热,利用空气介质进行热传导,具有很好的加热效果,使灰具有良好的流动性。

(8)采用密封技术,严格控制壳体漏风;

“漏入”壳体的冷风会使局部区域温度降低,导致局部结露并粘灰,对设备寿命带来影响。大量的漏风发生在电除尘器结构穿过壳体的孔和洞处,如振打轴穿孔、吊挂孔、人孔门等。我公司采用了专门密封条(硅橡胶玻璃纤维),对所有穿孔和门进行密封,将电除尘器的漏风率控制在3%以下。

(9)采用电压等级高,控制特性好,抗干扰能力强和运行可靠的控制电源。

循环流化床锅炉配套的电除尘器对于电控设备提出了更高的要求。高压电源应具有多种控制功能,如具有临界火花、最高电压、间隙供电、简易脉冲等,以适应各种工况和各种性质烟尘的需要。高比电阻烟尘会引起反电晕现象,利用电控设备的检测功能,实时监测反电晕出现时的动态阻抗,改变电气参数,向电场提供最大的有效电晕功率,并及时启动振打装置,破坏反电晕的扩散。

本超低浓度排放的电除尘器设计思路由盐城市海韵环境工程技术有限公司编制 

 

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