300 MW機組電袋組合式除塵技術(shù)的應(yīng)用
摘要：為滿足環(huán)保要求,保證脫硫設(shè)施的安全運行,洛河發(fā)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(yīng)用結(jié)果表明,電袋組合方式除塵技術(shù)可滿足除塵器出口含塵濃度低于50 mg/ m3 的環(huán)保要求,相對于增大原有電除塵空間的改造方案,可節(jié)省投資約200 萬元,節(jié)省電費約187. 55 萬元,經(jīng)濟效益顯著。
關(guān)鍵詞：300 MW 機組,除塵技術(shù),電袋組合,電除塵,布袋除塵,除塵效率
大唐淮南洛河發(fā)電廠(洛河電廠) 2 號機為國產(chǎn)亞臨界300 MW 燃煤發(fā)電機組,于1986 年投產(chǎn)發(fā)電,其鍋爐配置的靜電除塵器為臥式干型雙室4 電場,設(shè)計除塵效率99 %。
為滿足國家環(huán)？偩诸C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(tǒng)采用電袋組合除塵技術(shù)進行改造。
電袋組合除塵技術(shù)是結(jié)合電除塵和袋式除塵的新型除塵技術(shù),具有電除塵和袋式除塵的優(yōu)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(xiàn)在線檢修,因此電袋組合除塵系統(tǒng)具有節(jié)能、高效、運行穩(wěn)定的特點。
1 改造方案
利用原有電除塵器的混凝土基礎(chǔ)(強度已經(jīng)過校核) ,保留混凝土框架以上的灰斗、電除塵鋼結(jié)構(gòu)支柱, 修復(fù)殼體、灰斗、進出口擴口,拆除本體內(nèi)部及頂部構(gòu)件。在原1 電場內(nèi)仍采用電除塵方式(電區(qū)) 3 分區(qū)結(jié)構(gòu),分區(qū)方式為沿?zé)煔饬鞣较蚯昂蠓謪^(qū),每個分區(qū)獨立供電。同時,為增加電區(qū)收塵面積和降低煙氣流速,殼體在原基礎(chǔ)上加高1. 5m。在原2 電場、3 電場、4 電場的區(qū)間內(nèi)采用布袋除塵方式(袋區(qū)) ,16 個分室結(jié)構(gòu), 布袋沿氣流方向布置(圖1) 。袋區(qū)采用低壓脈沖噴吹方式清灰, 電區(qū)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(fēng)機出力不能滿足運行要求,必須進行改造。
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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(qū)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(guān)功能,并與主機DCS 連接;在電除塵進口煙道處加裝預(yù)涂灰裝置。為保證電區(qū)和袋區(qū)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(qū)與袋區(qū)之間再增加 1 層氣流均布板,板高與布袋高度平齊。
2 設(shè)備配置及選型
2. 1 電 區(qū)
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(qū)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(zhì)圓鋼,線針采用不銹鋼。
電區(qū)A、B 兩側(cè)各設(shè)一個電場,每個電場按煙氣流向分為3 個區(qū)。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(qū)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(qū)可在故障時仍保持1/ 3 的區(qū)域工作,使其可靠性提高3 倍, 保證了電區(qū)的除塵效率。
電區(qū)的前2 個分區(qū)采用型號為CTH201 的高頻開關(guān)電源,解決了常規(guī)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(fù)慢、易發(fā)生反電暈現(xiàn)象等不足。電區(qū)的第3 分區(qū)采用型號GGAj02K2J 1. 0A/ 66KV 的工頻電源。高頻開關(guān)電源和工頻電源均布置在除塵器頂部,其中高頻開關(guān)電源實現(xiàn)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(qū)
布袋除塵器沿氣流方向布置,A、B 兩側(cè)每側(cè)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(nèi)裝有固定式吹灰器,每個布袋對應(yīng)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(zhì)為PPS + P84 , 經(jīng)過防油水、燒光處理,具有優(yōu)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(jié)的概率,有效地保證了除塵效果。
濾袋由袋籠支撐, 袋籠由規(guī)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(jié)構(gòu)；\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(qū)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(shè)有不銹鋼手動隔離閥、止回閥、壓力調(diào)節(jié)閥(帶壓力表) 、油水分離器,氣包本身設(shè)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(xù)監(jiān)控噴吹氣源壓力和脈沖閥的運行狀態(tài)。系統(tǒng)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(qū)各分室、除塵器進出口端均設(shè)有差壓變送器。每個脈沖電磁閥在就地控制柜內(nèi)設(shè)有手動控制開關(guān), 手動控制開關(guān)按行列式布置,行選擇采用多位旋鈕開關(guān),列選擇采用按鈕開關(guān)。
2. 3 旁路系統(tǒng)及預(yù)涂灰裝置
旁路系統(tǒng)包括旁路提升閥和旁路煙道。A、B 兩側(cè)每側(cè)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(tǒng)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(guān)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(guān)狀態(tài)。
預(yù)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(tǒng)起動時因低溫油、濕煙氣粘污濾袋而導(dǎo)致系統(tǒng)負荷增大或糊袋。涂灰粉料為干燥的Ⅰ級粉煤灰。預(yù)涂灰裝置布置在除塵器進口煙道處,A 、B 兩側(cè)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(tǒng)
電袋除塵器控制系統(tǒng)包括前級電除塵器控制系統(tǒng)、后級布袋除塵器控制系統(tǒng)、旁路煙道保護系統(tǒng)。
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(tǒng),能自動快速實現(xiàn)電場動態(tài)、靜態(tài)伏安曲線測試、雙重火花檢測、瞬態(tài)與穩(wěn)態(tài)波形自動檢測。
低壓部分采用SiemensS72200 型PLC。振打控制提供連續(xù)振打和周期振打2 種方式,加熱控制提供連續(xù)加熱和恒溫加熱2 種方式,工作方式、控制溫限和時間參數(shù)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(tǒng)和旁路煙道保護系統(tǒng)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(shè)有自動與就地轉(zhuǎn)換開關(guān),當(dāng)其置于自動時,由PLC 按設(shè)定的運行方式和參數(shù)自動控制;當(dāng)置于就地時,可在現(xiàn)場手動控制每個脈沖電磁閥。
后級布袋除塵器控制系統(tǒng)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(diào),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(tǒng)
旁路煙道保護系統(tǒng)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(yù)熱器出口煙溫(測溫探頭量程0～400 ℃) 。
保護系統(tǒng)主要針對煙溫報警,默認為溫度過高或過低均報警。當(dāng)高溫保護功能投入后,空氣預(yù)熱器出口煙氣溫度大于180 ℃時,則打開旁路閥關(guān)閉提升閥; 當(dāng)?shù)蜏乇Ｗo功能投入后,空氣預(yù)熱器出口煙氣溫度小于80 ℃時,則打開旁路閥關(guān)閉提升閥。在低壓柜上設(shè)有旁路操作禁止、允許轉(zhuǎn)換開關(guān)和旁路強制開按鈕,當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于允許位置時,按下旁路強制開按鈕時系統(tǒng)進入旁路狀態(tài),如果轉(zhuǎn)換開關(guān)置于禁止位置時,旁路強制開按鈕失效。
4 應(yīng)用效果
電袋組合除塵系統(tǒng)于2008 年5 月10 日投入運行,運行狀態(tài)穩(wěn)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(shù)進行測試,結(jié)果見表1 (以一側(cè)為例) 。
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由表1 可見,電袋組合式除塵技術(shù)可滿足除塵器出口含塵濃度< 50 mg/ m3 的環(huán)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(jié)省投資約200 萬元,且每年還可節(jié)省用電375 萬kW ·h (按年運行5 500 h 計算) ,節(jié)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(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會,2004.
[2 ] GB13223 - 2003 ,火電廠大氣污染物排放標準[ S] .
[3 ] 福建龍凈環(huán)保股份有限公司. FE 型電袋復(fù)合式除塵器說明書[ Z] . 2005.
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