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电除尘器在循环流化床锅炉上的应用

发布时间:2020-06-19   点击次数:3839次

一 循环流化床锅炉烟尘的基本特点

    循环流化床锅炉(Circulating Fluidized-Bed Boiler,简称为CFB)燃煤适应性强,炉内喷钙脱硫率高达90%以上,由于炉内温度较低,NOx很少形成 ,排放可基本达标。另外,它能在低负荷下正常运行,特别适用于中,小型机组,热电厂和调峰机组使用。正因为如此,它被称为环保节能型新式锅炉。目前世界上正在大力推广应用。

    但由于炉内掺钙脱硫而较大幅度地降低了烟气中SO2的含量,同时烟尘中钙的化合物含量大量增加,这都导致烟尘比电阻增高。由于掺钙和脱硫,增加了大量的粉尘,使得烟气的含尘量大幅度地增加(例如,内江电厂410t/h CFB,烟气含尘量高达77g/Nm³)。因此,循环流化床锅炉烟尘有三个明显的特点:一是比电阻高,容易产生反电晕现象;二是进口含尘量大,容易产生电晕封闭;三是灰尘粘度较大 ,容易造成阳极板和阴极线沾灰。所以,用于这种工况条件下的电除尘器除了常规电站电除尘器的通用要求以外,如何防止反电晕和电晕封闭现象的产生,如何减少或防止阳极板,阴极线粘灰是保证设计除尘效率和运行安全可靠的技术关键。

 

二 保证除尘效率的措施

根据循环流化床锅炉烟气条件,我们在设计中采取了以下针对性的技术措施,以确保电除尘器的效率 。

1 正确选型-确保电除尘器效率的先决条件

    选择电除尘器的规格大小,布置方式(即选型)是保证除尘效率的关键。选型过大,会增加投资,造成浪费。选型过小,使排放达不到标准,满足不了设计要求,后果会更加严重。本厂根据*技术,经过电子计算机选型,并经过选型工程师的一系列修正,来选定电除尘器的主要工艺参数Wk(表现驱极速度)和Vss(电场内的标准风速),从而确定保证除尘效率达到设计要求的电除尘器规格大小。再根据现场的具体条件来确定电除尘器的布置方式(特别是进,出口封头的方式)。电除尘器的选型必须根据每个工程的具体情况逐一确定,不能简单套用。

2 极间距的确定-400mm间距明显优于300mm间距

    国内外许多研究者从不同角度进行试验,几乎得出同样的结论:在电站电除尘器中,在相同体积的条件下,400mm间距可以获得比300mm间距更高的除尘效率。研究结果表明,随着极间距的增大,极板上的电流密度分布趋于均匀。以RS线为例,在同样的试验条件下,300mm间距电流密度分布的相均对方根差=0.662,当极间距扩大到400mm时,减小到0.516。

    可见400mm间距时,一方面阳极板的有效利用率得到了提高;另一方面,遏止了极板上电流密度过于集中的局部地区产生反电晕的可能,二者都促进了除尘效率的提高。对比试验还表明,当烟气温度为155℃时,在相同的工况条件下,极间距从300mm增大到400mm,操作电压从44.4KV增大到65KV,除尘效率从97.3%提高到98.1%,即有效驱极速度增高了1.45倍。

    操作电压的提高,增加了极板表面附近的电场强度,从而促使除尘效率的提高。不仅如此,400mm极间距,其内部维修显然要比300mm间距方便。所以,自80年代末以来,几乎不再在电站除尘器中采用300mm间距,循环流化床锅炉产生的烟气烟尘比电阻高,且烟气含尘大。400mm(或400mm以上)间距可以较为有效的遏止由于高比电阻引起的反电晕现象,且不会由于高含尘量而引起电晕封闭,这都是保证除尘效率的重要条件。鉴于上述原因,CFB用电除尘器同极间距以采用400-500mm为宜。

 

3 合理的极配型式-480C型阳极板配BS型新型芒刺线

    480C型阳极板,板面压有沟槽,使之易于吸附粉尘。两旁的折边不仅增加了极板的刚性,而且作为防风沟还可以防止粉尘的二次飞扬。振达加速度传递良好,易于清灰。单位集尘面积的重量较轻,在高温和振打的作用下,抗变形的能力强。由于它结构合理,优点十分突出,所以是目前采用多的一种极板。CFB用电除尘器也宜选用这种阳极板。

    电晕线的选用至关重要。循环流化床锅炉用电除尘器对电晕线有四大要求:(1)适应高比电阻;

(2)适应高量含尘;

(3)极线放电时电风强烈,放电点不粘灰;

(4)检修的间隔周期厂。

基本要求有两个:

一是牢固可靠,二是电气性能好。

本场根据*极线自行研制成功的BS线,保证在运行中不断线,而且它的电晕电流大,起晕电压低,尤其重要的是它在阳极板上产生的电晕电流的分布十分均匀。阳极板上的电流密度的均匀性好。由于它主要靠芒刺放电,电风强烈,所以在高含尘量条件下,也不会产生电晕封闭。这两条对循环流化床锅炉烟气除尘是至关重要的。BS线在实际电厂电除尘器的运行中,运行电压稳定地高于60KV,保证电除尘器投运以后,持久地达到高效率。

 

4.在出口封头中设置迷宫式集尘均流板-收集从末级电场溜出来的带点粉尘,把好后一关

从末级电场溜出来的粉尘是没有被电场收集的细微尘粒,以及末级电场振打时二次扬起的粉尘。它们有一个共同的特点:均带负电,我们在大量试验的基础上设计的装置于出口封头中的迷宫式集尘均流板,具有电除尘和机械除尘双重功能,能有效的收集从末级电场溜出来的粉尘。在实际运行中,已取得了明显的效果,这是在有限空间内提高除尘效率的一个有效措施。

 

5 阻流加导流型气流分布装置-保证气流分布的均匀性

气流分布均匀性是高效率除尘器的先决条件,它的重要性是总所周知的。目前,电除尘器中 气流分布装置是在进口封头中设置多道(一般为三道)多孔板,孔的直径一般为40-50,开孔率30-50%,用增加阻力的办法迫使气流分布均匀。它的优点是容易使气流分布均匀,缺点是阻力太大。而导流型则是以导流的方式使气流分布均匀,优点是阻力小,但缺点却是较难获得均匀的气流分布。我们在吸取*技术的基础上采用了阻流加导流型气流分布装置,虽也有多孔板,但孔径却大到85,阻力较小,且绝不会堵孔。而且,多孔板两边的设置有导流作用的折边,大大地增加了气流分布板的刚性和强度。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。在此基础上,在适当部位还加设三角形导流板,这不仅可以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,可以对进入电除尘器的烟气进行粗除尘,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一电场的灰斗内。

 

6 合理设计振打系统,提高清灰效果-保证电除尘器持续高效率运行的基本条件

针对CFB烟气条件,阳极排各处的小振打加速度要求不小于150g,且要求整排阳极排的振打加速度的相对均方根差系数小于0.45

7 防止电晕封闭的其他技术措施

(1)在进口气流分布板上设置百叶窗式导流板,这不仅是气流分布均匀性的要求,而且利用百叶窗式机械除尘器的原理,对入口高含尘量烟气进行粗除尘,可明显减少进入一电场的烟气含尘量。

(2)在一电场,由于含尘量较高,采用BS-04阴极线,这种极线电晕电流大(j=1.325mA/㎡),芒刺附近电风更为强烈,所以可更有效的防止一电场的电晕封闭现象,其电流密度的均匀性同BS-05线接近。其余二,三电场则采用BS-05线。

(3)阴极振打拟适当加大振打力,以保证极线持久的清洁。

 

8 防止阳极板,阴极线粘灰的技术措施

(1)选用电风强烈,不会产生电晕封闭的阴极线-BS型新型芒刺线。

(2)适当增加振打力,并在结构上采取必要的措施,尽可能使振打力的分布趋于均匀。

(3)精心设计保温结构,降低电除尘器内烟气的温度,确保烟气温度高于露点至少30°。

(4)严格控制壳体的漏风率。因为“漏入”的冷风会使局部区域的温度下降,导致局部结露而沾灰。

(5)采用双层人孔门,如果人孔门密封性不好,就容易漏风。因为漏入的是“冷风”,在人孔门附近的极板,极线就容易形成温差而导致变形,影响正常的极间距而降低电除尘器的运行电压。另一方面,漏风处附近会产生结露腐蚀设备。

    因此CFB用电除尘器必须采用双层人孔门。双层人孔门的密封采用-玻纤胶圈。这是一种耐高温的玻纤橡胶制品,是专门为在高温下(400℃以下)工作的人孔门密封而研制的。这种密封条自1987年在石横电厂30万千瓦机组电除尘器上使用至今,效果良好。

    它像电冰箱门上的密封条一样粘在门框上,不管什么人都容易将他关严密。由于采取双层结构,所以实际上是双保险,不仅密封性好,而且保温效果也好。

 

三 保证运行安全可靠的措施

    电除尘器实际运行中,常见的事故为阴极线断线,振打锤脱落,绝缘子击碎和灰斗堵灰,这被称为电除尘器运行中的“四大事故”。如果能防止“四大事故”的发生,则电除尘器运行的可靠性就会大大提高。

    1 保证阴极线不断

BS线是一种改进型的管型芒刺线,它的支撑主体是20圆管,强度大,刚性好,运行中保证不会断线

    2 保证振打锤头不掉

无论阴极振打还是阳极振打。设计中采用的振打锤头,均经过实验室模拟试验,这种锤头经过实际打击1305700次后,尚可继续使用。1305700次意味着锤头在工业电除尘器振打频繁的一电场中使用25年的打击次数。

    3 保证灰斗畅通,确保输灰系统的正常工作

(1)灰斗倾角大于55°,且在转角处设置圆弧板,消灭死角。

(2)灰斗下部设置加热器,灰斗外部精心保温,保证灰斗内部温度 稳定地高于露点。

(3)增设仓壁振动器,万一积灰,可以利用它方便地清除。

(4)增设灰斗捅灰孔,必要时可打开,以便清除出灰口咽喉处的积灰。

 

4 精心设计绝缘吊挂系统,保证在正常使用中,绝缘子不会击碎

除了选用高质量的电瓷绝缘子和严格按照设计要求安装外,保证绝缘子不积灰和不结露是绝缘子不被击碎的关键。这在设计中已考虑了相应的技术措施。

 

 

 

 

 

 

 

 


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