循環(huán)流化床鍋爐所配電除塵器的技術(shù)保證措施及應(yīng)用
來(lái)源：浙江東方環(huán)保設(shè)備公司 閱讀：2809 更新時(shí)間：2013-02-19 16:52一、概述
流化床鍋爐由于具有燃煤適應(yīng)性強(qiáng)、燃燒效率高，可達(dá)98-99%、負(fù)荷調(diào)節(jié)比大、運(yùn)行操作方便、爐內(nèi)噴鈣脫硫率高達(dá)90%以上等特點(diǎn)，特別適用于中、小型機(jī)組，熱電廠和調(diào)峰機(jī)組，根據(jù)近幾年國(guó)內(nèi)成功的應(yīng)用實(shí)例，將會(huì)獲得大力推廣。
流化床鍋爐在燃燒過(guò)程中進(jìn)行脫硫，通常使用的脫硫劑有石灰石（CaCO3）和白云石（CaCO3.MgCO3），把石灰石破碎至2-3mm的粒徑，投入流化床內(nèi)，石灰石受熱分解產(chǎn)生CaO，CaO與煙氣中的SO2結(jié)合成CaSO4,從而具有煙氣脫硫的作用。脫硫所生成的CaSO4隨灰分排出，這些排除物由電除塵器進(jìn)行收集。
在氧化性氣氛中，這一脫硫反應(yīng)為：
CaCO3=CaO+CO2-0.1794×106KJ/Kg 吸熱反應(yīng)
CaO+SO2+1/2CO2=CaSO4+0.502×106KJ/Kg 放熱反應(yīng)
脫硫反應(yīng)速度決定于CaO的生成速度，由于吸熱反應(yīng)速度緩慢，放熱反應(yīng)速度迅速，所以CaO的生成速度比CaSO4的生成速度要緩慢。因此，一旦生成CaO就會(huì)很快轉(zhuǎn)變成CaSO4，但從單位鈣而言，CaSO4體積大于CaCO3的體積，從而CaO表面的細(xì)化就很容易被CaSO4所覆蓋，CaO失去為反應(yīng)所必需的多孔性表面。因此，如果要達(dá)到較高的脫硫率，應(yīng)投入比化學(xué)劑多得多的石灰石。在常規(guī)的流化床鍋爐中ca/s比為2-3范圍內(nèi)。另一方面要提高脫硫率，最好使石灰石的粒徑減小，使反應(yīng)的表面積增加，但當(dāng)粒徑過(guò)小時(shí)，帶出量增大，影響脫硫率。如果把帶出的脫硫劑回收循環(huán)使用，可使脫硫劑利用率和脫硫率上升。采用循環(huán)流化床，可使脫硫效率提高且鈣硫比可以降低。綜上所述，硫化床鍋爐給煙氣和粉塵帶來(lái)的特點(diǎn)是：
1、 煙氣含塵量增加。一般煤粉爐的煙氣含塵濃度約為20-30g/Nm3但使用流化床鍋爐，其含塵量約在60g/Nm3以上,甚至可高達(dá)80 g/Nm3，容易產(chǎn)生電暈封閉。
2、由于爐內(nèi)摻鈣脫硫，較大幅度降低了煙氣中的SO2的含量，并使粉塵中金屬氧化物含量下降，煙塵中鈣的化合物含量大量增加，如CaSO3、CaSO4、及 Ca(OH)2，這些成分使粉塵的比電阻值增高，約可達(dá)1012-1013Ω·cm，易發(fā)生反電暈現(xiàn)象。
3、 因氧化鈣與硫酸鈣的生成速度不一，從而使CaO表面很容易被CaSO4覆蓋，因此使一部分粉塵的中性粒徑變大。
4、 灰塵的粘性較大，細(xì)粉塵多容易造成陽(yáng)極板和陰極線沾灰嚴(yán)重，不易振打脫落。
二、電除塵器的技術(shù)保證措施對(duì)于以上情況的分析
針對(duì)流化床鍋爐對(duì)電除塵器的除塵機(jī)理和粉塵特性所帶來(lái)的影響，本公司在選型設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取了以下一些技術(shù)措施，以確保電除塵器的效率、壽命及可靠性。
1、做好電除塵器的選型設(shè)計(jì)，合理選定驅(qū)進(jìn)速度值，雖然多依奇推導(dǎo)效率公式過(guò)程中，作出了一些與實(shí)際情況有較大出入的假設(shè)，但至今仍然是電除塵器設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)基本公式。它所表達(dá)的驅(qū)進(jìn)速度值的物理意義，不僅反映塵粒向極板運(yùn)動(dòng)的速度，而是包括諸如二次揚(yáng)塵、氣流分布、電氣條件、本體結(jié)構(gòu)以及其它影響電除塵性能的各種因素的總和。本公司吸收國(guó)內(nèi)外的選型技術(shù)，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)用戶所提供的煙氣性質(zhì)、粉塵特點(diǎn)和環(huán)保要求計(jì)算機(jī)選型來(lái)選定電除塵器的主要工藝參數(shù)Wk（驅(qū)進(jìn)速度）和Vs（電場(chǎng)風(fēng)速）以及f（比集塵面積）等。
2、煙氣流速?zèng)Q定了電除塵器的截面積大小，對(duì)于一定的收塵面積，提高電場(chǎng)風(fēng)速，除塵效率則有所降低。由于流化床鍋爐的煙氣含塵濃度較大，且粉塵的中性粒徑變粗，因此，不宜選擇過(guò)大的電場(chǎng)風(fēng)速，據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般選0.7m/s上下較為合適。
3、電除塵器同極間距，影響電場(chǎng)電壓的強(qiáng)弱。常規(guī)電除塵器的同極間距一般為250-300mm,根據(jù)國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家從不同角度進(jìn)行試驗(yàn)，在電除塵器設(shè)計(jì)中，認(rèn)為400mm間距可以獲得比300mm間距有更高的除塵效率。因?yàn)楫?dāng)400mm間距時(shí)，板電流密度分布更加均勻，陽(yáng)極板的有效利用率得到提高，同時(shí)扼止了極板上電流密度過(guò)于集中的局部地方產(chǎn)生反電暈的可能，使二者都促進(jìn)了除塵效率的提高，另外運(yùn)行電壓的提高，增加了極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，可增大驅(qū)進(jìn)速度值，促進(jìn)了除塵效率的保證。流化床鍋爐的煙氣由于含塵濃度較高，粉塵比電阻值增大，一方面扼止了反電暈的產(chǎn)生，需要有較高的電場(chǎng)強(qiáng)度，另一方面為防止電暈閉塞，又需要獲得較大的電暈電流，為此二者綜合,選定同極間距400mm較為適宜，在實(shí)際的應(yīng)用中也得到了證實(shí)。
4、選用新RS管型芒刺線配480C型陽(yáng)極板。本公司根據(jù)國(guó)外RS芒刺線的基礎(chǔ)上研制成功的新RS管型芒刺線，它主要依靠芒刺根部和尖端放電，有十分強(qiáng)裂的電風(fēng)，不僅保證在運(yùn)行中不斷線，而且可獲得較大的電暈電流，尤其重要的是它在陽(yáng)極板上產(chǎn)生的電暈電流分布又較均勻，其相對(duì)均方根差較小，在相同的試驗(yàn)條件下，RS線為0.516，而新型RS管型芒刺線為0.245，這對(duì)流化床鍋爐的煙塵處理中，扼止在高濃度條件下產(chǎn)生電暈封閉，其效果是十分明顯的。
5、采用獨(dú)特設(shè)計(jì)的進(jìn)口氣流分布板。氣流分布的均勻程度，直接關(guān)系到除塵效率，特別是在高粉塵濃度、高比電阻及高除塵效率的要求下，氣流分布的均勻程度顯得尤為重要。為了使流入電場(chǎng)含塵氣體均勻經(jīng)過(guò)電場(chǎng)，在電場(chǎng)入口處前裝有進(jìn)口氣流分布板，一般廠家采用的大多為純阻流型氣流分布板，這種氣流分布板在調(diào)整時(shí)，需通過(guò)開(kāi)孔或補(bǔ)孔，調(diào)整困難，且流體阻力大，磨損嚴(yán)重，氣流分布均勻往往達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。本公司采用阻流加導(dǎo)流型的氣流分布板，開(kāi)孔直徑將原來(lái)的 φ35增加至φ85，開(kāi)孔率由25%增到45%，大大減少了流體阻力，且不會(huì)堵孔。流體通過(guò)導(dǎo)流板懸掛位置調(diào)整，調(diào)整十分方便。而且多孔板兩邊設(shè)置有導(dǎo)流作用的折邊，大大地增加了氣流分布板剛性，即使在相當(dāng)強(qiáng)的渦流作用下，也決不會(huì)像一般平板那樣產(chǎn)生撕裂。在適當(dāng)部位又加設(shè)三角形導(dǎo)流板，不僅保證氣流分布的均勻性，而且它類(lèi)似于百葉窗式機(jī)械除塵器，可以對(duì)進(jìn)入電除塵的煙氣進(jìn)行粗除塵，其除塵效率是相當(dāng)明顯的。除下的灰塵，通過(guò)進(jìn)口封頭下底板落入第一電場(chǎng)的灰斗內(nèi)，這對(duì)流化床鍋爐產(chǎn)生高濃度粗顆粒粉塵的工況是非常重要的。
6、出口封頭中設(shè)置槽形板，增加對(duì)二次粉塵及細(xì)粉塵的捕集。末電場(chǎng)粉塵特點(diǎn)是顆粒細(xì)、粘性大，大部分都在5μm以下，煙溫低，比電場(chǎng)煙溫降低了3-5℃，粉塵本身荷有負(fù)電，清灰困難，在出口封頭大端設(shè)置槽形板（迷宮型）是捕集細(xì)顆粒粉塵的有效措施。由于粉塵自身荷電撞擊槽形板時(shí)，使粉塵凝聚成大顆粒被得到收集，這也是在電場(chǎng)有效空間內(nèi)改善除塵效率的一項(xiàng)有用措施。
7、由于流化床鍋爐的粉塵粘度、粒度有別于常規(guī)鍋爐，同一除塵器不同電場(chǎng)粉塵性質(zhì)又不一致的這一特點(diǎn)，在振打傳動(dòng)及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮溫度、粉塵條件下可活動(dòng)零件的磨損，安裝施工中的誤差所引起的影響。同時(shí)確定合適的振打加速度及合理的振打制度，這些通過(guò)實(shí)體試驗(yàn)，予以調(diào)整，既能保持在運(yùn)行中有效清灰，又不使振打力過(guò)大而引起二次飛揚(yáng)，以獲得最佳的清灰效果。
8、設(shè)計(jì)可靠的保溫結(jié)構(gòu)，最大限度的減少在電除塵器內(nèi)煙氣的溫降，確保煙氣溫度高于露點(diǎn)溫度，保證積灰的流動(dòng)性。同時(shí)，控制殼體的漏風(fēng)率，因?yàn)，漏入的冷風(fēng)會(huì)使局部區(qū)域的溫度降低到結(jié)露粘灰，而電除塵器殼體的漏風(fēng)點(diǎn)主要發(fā)生在殼體安裝施工過(guò)程中的漏焊點(diǎn)，這應(yīng)在安裝中進(jìn)行控制消除。另外大量的漏風(fēng)發(fā)生在除塵器結(jié)構(gòu)穿過(guò)殼體的孔和洞，如振打軸穿孔、吊掛孔、人孔門(mén)等。本公司采用了硅橡膠玻纖密封條對(duì)所有穿孔和門(mén)進(jìn)行密封，并且采用雙層人孔門(mén)。實(shí)踐證明，這一措施效果明顯，一般漏風(fēng)率可控制在2.5%。
9、 絕緣子引入熱風(fēng)吹掃，保證絕緣子表面清潔，防止絕緣子結(jié)灰產(chǎn)生爬電擊穿，從而保證電除塵器安全可靠運(yùn)行。
10、保證灰斗暢通，確保輸灰系統(tǒng)正常工作，由于循環(huán)流化床鍋爐燃燒特點(diǎn)，以及煙氣粉塵具有粘性。為保證灰斗卸灰暢通，在灰斗設(shè)計(jì)中，灰斗傾角大于60°，且在轉(zhuǎn)角處設(shè)置圓弧板，消滅死角，并對(duì)灰斗進(jìn)行良好的保溫，保證灰斗中結(jié)灰溫度在煙氣露點(diǎn)以上20℃左右，同時(shí)，在灰斗下部約三分之一左右的小灰斗做成雙層結(jié)構(gòu)，中間加熱，利用空氣介質(zhì)進(jìn)行熱傳導(dǎo)，具有很好的加熱效果，使灰具有良好的流動(dòng)性。
11、在高壓電源的控制功能中設(shè)置了反電暈檢測(cè)功能。當(dāng)粉塵比電阻較高時(shí)，特別是除塵器的極板造成電流強(qiáng)度不均勻，此時(shí)局部反電暈發(fā)生，當(dāng)反電暈現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)，伏安特性曲線將上翹并斜率反轉(zhuǎn)。檢測(cè)反電暈實(shí)際上是檢測(cè)除塵器的動(dòng)態(tài)，由此可探知極板積灰狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到有反電暈發(fā)生時(shí)，可測(cè)知極板積灰狀態(tài)，輸出振打指令，即時(shí)啟動(dòng)振打。由于流化床鍋爐啟動(dòng)時(shí)，其指令同時(shí)輸入高壓主控器，進(jìn)行降壓供電，降低靜電吸附力，以提高振打清灰效果。高壓電源控制具有多種控制功能，除了火花跟蹤控制、火花極線控制、峰值跟蹤控制，還有間歇供電控制、工頻脈沖供電控制功能。其中間歇供電控制和工頻脈沖供電控制對(duì)克服反電暈也有一定效果。
