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糖厂锅炉中布袋除尘器的应用与选型

来源:泊头市康越环保 发布时间:2017/2/11 15:44:34
摘 要:阐述了布袋除尘器的基本原理及其在糖厂锅炉中的发展状况和运行情况,并结合75t/h蔗渣煤粉锅炉的应用实例,说明对其选型和应用的几个要点。

摘 要 阐述了布袋除尘器的基本原理及其在糖厂锅炉中的发展状况和运行情况,并结合 75t/h 蔗渣煤粉锅炉的应用实例,说明对其选型和应用的几个要点 。

0、前言:
   目前我国制糖行业配套使用的锅炉大多数为全烧蔗糠或蔗糠与原煤混烧的形式,并配套麻石水膜除尘器作为主要的烟气除尘设施。然而面对日趋严格的环保要求,采用水膜除尘器处理的烟尘排放浓度已较难达到_环保要求。布袋除尘技术作为目前较为_的除尘技术,其优点是除尘效率高并且稳定,不受煤种及锅炉燃料的影响,基本可_外排烟气含尘低于50mg/m3。经过多年发展,目前布袋除尘器已经完善成熟,并在大型火力电厂中得到了非常广泛的应用。本文探索了布袋除尘器在制糖行业锅炉中的发展和应用情况,并以2套75t/h锅炉的应用实例说明对其选型和应用的几个要点。
1布袋除尘器的工作原理和在制糖行业锅炉中的使用情况:
1.1、布袋除尘器的原理:
   布袋除尘器也称为过滤式除尘器,是一种干式_除尘器,它利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。细微的尘粒(粒径为1um或更小)则受气体分子冲击(布朗运动)不断改变着运动方向,由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径,尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。其工作过程与滤料的编织方法、纤维的密度及粉尘的扩散、惯性、遮挡、重力和静电作用等因素及其清灰方法有关。滤布材料是布袋除尘器的关键,性能良好的滤布,除特定的致密度和透气性外,还应有良好的耐腐蚀性、耐热性及较高的机械强度,目前耐热性能良好的纤维,其耐热度可达到250~350℃。
   布袋除尘器按清灰方式的不同可分为振动式、气环反吹式、脉冲式、声波式及复合式等5种类型。其中脉冲反吹式根据反吹空气压力的不同又可分为高压脉冲反吹式和低压脉冲反吹式两种,低压脉冲反吹式布袋除尘器由于其脉冲喷吹强度和频率可进行调节,清灰效果好,是目前_为广泛应用的除尘方式。含尘气体从袋式除尘器入口进入后,由导流管进入各单元室,在导流装置的作用下,大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗,其余粉尘随气流均匀进入各仓室过滤区,过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体、提升阀、排风管排出。随着过滤工况的进行,当滤袋表面积尘达到_厚度时,由清灰控制装置(差压或定时、手动控制)按设定程序关闭提升阀,控制当前单元离线,并打开电磁脉冲阀喷吹抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中的粉尘经由卸灰阀排出后,利用输灰系统送出。
1.2、制糖行业锅炉的工况特性:
   鉴于目前制糖行业配套使用的锅炉大多数为全烧蔗糠或蔗糠与煤粉混烧的形式,而蔗渣燃料其堆积密度较小,热值较低,燃料中含有容易导致高温腐蚀的氯钾元素,以及容易导致尾部热面结渣和积灰的氯硅等元素,因此该类型锅炉基本有如下的特性

 

1.2.1、 燃烧粉尘量较大 蔗渣燃烧后的灰渣比一般为 10:0 8:2 ,意味着渣份相对很小,绝大部分成为灰份,因此烟气含尘浓度相对较高 。

 

1.2.2、 容易产生二次燃烧 蔗渣一般相对较难在炉内完全燃烧,部分较大粉尘因烟气热交换时间短会保持着燃烧温度,一旦环境含氧达到条件,_会易出现二次燃烧,但二次燃烧与锅炉的炉型及本体设计有关,因此可加以改进以降低其发生几率

 燃烧粉尘堆积密度很小蔗渣燃烧后堆积密烟气度一般在0。150.2t/m3,因此采用蔗渣为燃料,其粉尘堆积密度相对较小。

1.2.4 此外,糖厂锅炉的燃烧粉尘粒径小 比电阻 大,排烟温度较高,一般在 160 190 ,并且烟气的含

   湿度比较大,含氧量较高

 

1.3 布袋除尘器在制糖行业锅炉中的应用概况 目前我区已有 2 家制糖企业的 3 台蔗糠煤粉混 烧锅炉应用了布袋除尘器,其中应用_早的是 2007 年百色万林糖厂 75t/h 循环流化床锅炉,该厂由静电 除尘改为布袋除尘; 2009 年南宁糖业股份有限公司 伶俐糖厂一台 75t/h 蔗糠煤粉炉安装了低压脉冲布

  

1 1# 布袋除尘器参数

 

序号

项目

参数

 

 

 

1

处理风量

250000m 3 /h

2

设备设计阻力

≤1200Pa

3

设计除尘效率

99.99

4

运行全过滤风速

<0.95m/min

5

仓室数

8

6

过滤面积

4400m 2

 1。4。3。11#锅炉布袋除尘器在2009/2010年榨季投
   入使用时,外排烟气含尘浓度控制在 40mg/m 3 以内, 但发现布袋阻力值偏高,达 2200Pa~2500 Pa ,大大_ 目前该布 出设计指标,由此导致锅炉处于微正压状态下运

袋除尘器, 2010 年伶俐糖厂新建的另一台 75t/h 蔗糠煤粉炉也配套安装了低压脉冲布袋除尘器 。 根据笔者了解,目前布袋除尘器在制糖行业锅炉中的使用 效果比较稳定,外排烟气含尘基本控制在 50mg/m 3 下,烟气除尘取得了良好的环保效果

 

1.4  布袋除尘器的应用实例分析

 

以南宁糖业股份有限公司伶俐糖厂的两套布袋除尘器为例,分析布袋除尘器在制糖行业锅炉的具体使用效果

 

1.4.1  布袋除尘器设备基本情况

 

1。4。1。1 1# 锅炉( 75t/h )在 2009 年技改中增加了一套 低压脉冲布袋除尘器后,其烟气处理流程为:锅炉 1# 布袋除尘器 →1# 脱硫系统 引风机

 

 

 

1。4。1。2 2 锅炉( 75t/h )在 2011 年技改中配套另一 脉冲布袋除尘器,其烟气处理流程为:锅炉烟气 # 布袋除尘器 引风机 →2# 脱硫系统 两台锅炉均采用蔗糠煤粉混烧方式,所排出的 烟气经布袋除尘器过滤净化处理后,产生的煤灰由 仓泵收集并经压缩空气输送至灰库,而净化后的烟 气再进入脱硫系统进行脱硫处理

 
1。4。2 布袋除尘器参数,见表 1 ,表 2

1。4。3 布袋除尘器投入运行的情况

 

 

2 2# 布袋除尘器参数

 

 

序号

项目

参数

 

 

 

1

处理风量

330000m 3 /h

2

设备设计阻力

≤1200Pa

3

设计除尘效率

99。99

4

运行全过滤风速

0。949m/min

5

仓室数

12

6

过滤面积

5790m 2

 

 

 

 
 2010停榨检修期间,通过对引风机和清灰方进行改进后,2010/2011 年榨季布袋阻力降低至1000~1200Pa左右,经过两个榨季的运行,袋除尘器使用效果良好,外排烟气含尘在50mg/m3行,以致2009/2010年榨季1#锅炉制粉时须开启旁下,此外,其清灰和输灰系统比较稳定正常,并且锅炉在_运行工况下,均可投入布袋除尘器运行使

 1.4.3.22#锅炉布袋除尘器于2010/2011年榨季投入使用,投运至今布袋阻力基本为500~800Pa范围,

 图1	2011年12月1#锅炉布袋除尘器在线监测含尘数据

 
 12011121#锅炉布袋除尘器在线监测含尘数据
 也可以满足锅炉各种工况的运行要求,并且外排烟排气含尘浓度达到了≤50 mg/m3的设计要求。

    从图1和图2可以看出,布袋除尘器对锅炉外烟气除尘的效果较为良好,并且相对稳定,外排烟

 图2	2011年12月2#锅炉布袋除尘器在线监测含尘数据
 
 22011122#锅炉布袋除尘器在线监测含尘数据
 气含尘量基本控制在3550mg/m3的区间范围内。201112月当月日均榨量达到7379吨,平均日用原煤214吨,燃烧蔗糠渣913

 

1.4.4 布袋除尘器运行主要存在的不足 布袋除尘器初期选型时,由于选择的过滤 面积偏小,在 2009/2010 年榨季运行中,当制粉出渣 时,由于风量增加(过滤风速约为 1。3m/s 左右),风速 室进 偏高导致除尘器阻力上升过快,以致在制粉出渣时 使 布袋除尘器_过设计阻力而导致锅炉偏正压,经对 风机和清灰方式等进行改进后,自 2010/2011 年榨季 至今,其运行工况良好,效果也比较稳定

1.4.4.1  1。4。4。2   布袋除尘器旁路设计存在缺陷,烟气走旁 路时,流道存在缓冲沉降区域,容易产生积灰,在近 两个榨季联动试机期间,均出现布袋除尘器仓

 

 

气口被积灰堵塞现象 。

 

 

2、 布袋除尘器在制糖行业锅炉中的选型和应用要点:

    如选择布袋除尘,应先确定锅炉实际运行的风量,并核实好所配置的引风机能力,因为这两点关系到布袋除尘的过滤速度,而过滤速度是影响除尘器性能的主要因素之一,一般布袋除尘器要求的过滤风速要≤1m/s, 过滤速度的计算方法如下:

v=Q/60×A

 

式中 v 过滤速度(表观过滤气速), m/ 分钟

 

Q 过滤除尘器处理气量, m 3 / 小时

 

A 过滤除尘器滤料的过滤面积, m 2

 

从计算公式看到,过滤面积也影响到过滤速度,因此还需选择合适的过滤面积,如布袋过滤面积过小,势必导致过滤风速_过 1m/s ,进而除尘器运行阻力_过设计阻力,若引风机能力不足时会导致锅炉出现正压 为此在设计选型时,要仔细计算好运行风量,然后再选择相应过滤面积 另外,计算风量时,除正常运行风量外,还应充分考虑到制粉 渣时所增加的风量,这样方能较好确定合理、有效的过滤面积。

   除上述几点外,对于糖厂锅炉新增布袋除尘器时,还要注意如下几点。

 

2.1  选择合理的清灰方式

    布袋除尘器的清灰方式类别较多,目前使用布袋除尘的糖厂采用的清灰方式为气箱脉冲式和行喷脉冲式,气箱脉冲式具有结构简单维护方便的特点,但在使用的过程中,发现清灰效果不理想,布袋经清灰后,阻力下降不明显,为此伶俐糖厂1#除尘器在2010年榨季检修期间,曾把原气箱式脉冲清灰改为行喷式脉冲清灰,改造后清灰效果比较明显,除尘器阻力直接由2000 Pa左右下降至1000~1200 Pa。

 

2。2 在_足够过滤面积的前提下 布袋长度不应过长

   一般除尘器设计时,生产厂家基于场地和成本的考虑,会建议选择长度较长的布袋。但在运行中,我们发现选择布袋长度为7500mm的除尘器,其布袋

 

下部的清灰效果较差,从而导致清灰后阻力下降不理想 而选用长度为 6050mm 的除尘器,检查发现其上部和下部的清灰效果差异很小,清灰后阻力下降明显 。

 

 

2.3  除尘器箱体数量应取多个

 

布袋除尘器的清灰一般采用离线清灰方式,所谓离线清灰,指的是进行清灰的布袋,与正常运行的布袋隔离关闭进行清灰,完成后再自动投入运行 。 因此箱体数量较少的除尘器在离线清灰时,由于过滤面积变动较大,造成锅炉运行压力相应变动较大 而箱体数量较多的除尘器_相对解决了该问题,对锅炉正常运行的影响也比较小,可以_锅炉的稳定负压,且当箱体离线维修时,对锅炉运行的影响也可降至_

 

2.4  离线阀和旁路阀应配备独立压缩空气源

 

    在1#布袋除尘器调试初期,曾出现脉冲阀漏气导致除尘器所有离线阀和旁路阀由于失压而全部关闭的现象,造成锅炉严重正压被迫停炉。而在把控制离线阀和旁路阀的气源改为独立双气源后,发现不论是离线阀故障泄露还是空压机停机都基本可以_在30分钟内有效控制离线阀和旁路阀,从而_了锅炉的运行安全。

 

2。5  旁路烟道应采用直通式

    使用发现布袋除尘器如采用垂直上升的旁路烟道,由于在转角区域形成一个缓冲沉降区,使得在开启旁路时间较长时,尘灰容易沉降,以致堵塞布袋仓室入口。而采用直通式烟道时,烟气流通顺畅,很好消除了该问题。

 

2.6  选择合理 稳定的自动控制系统

 

    布袋除尘器目前基本采用全自动控制,由于其运行工况直接关系到锅炉的安全运行,因此_确保安全 有效操控其运行,故在选择自动控制系统时须慎重,建议选用较为稳定可靠的控制系统(如西门子等)

 

2。7  _确保锅炉的燃烧工况

    现举例论述的是蔗糠煤粉混烧锅炉,然而目前有不少糖厂锅炉为全烧蔗糠方式,对于这类以生物燃料为主的锅炉,如选用布袋除尘器,__考虑锅炉的燃烧效果,否则燃料后续燃烧,势必对布袋

 

造成损害 对于这类型锅炉,建议在布袋除尘器前增设一套旋风分离器,但增加旋风分离器,相应要考虑引风机的能力

 

 

3、 结语:

    经过多年发展,布袋除尘器技术目前已比较成熟,其在火力发电等行业中得到了广泛应用,通过在糖厂的使用效果和经验,进一步分析探讨了布袋除尘器应用到制糖行业锅炉的可行性及有效性,并且根据实例和数据,反映了布袋除尘器具有性能稳定、效率高等优点,值得在制糖行业锅炉进行推行和使用。


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