新疆时时彩票预测:燃煤電廠鍋爐煙氣除塵

發布者: 發布時間: 2014-10-08 瀏覽次數:
燃煤電廠煙氣除塵裝置是電廠的主要生產設備之一發電機、汽輪機、鍋爐和除塵設備(包括引風機)是燃煤電廠的4大主要設備。袋式除塵器既是環保設備,又是生產設備。

污染源特性

(1)燃用煤的工業分析煤的化學成分決定了煤的常規特性,可以作為分析煤的著火、燃燒性質和對鍋爐工作影響的依據。在分析煤的常規特性對鍋爐工作的影響時,通常依據工業分析結果,主要包括煤的揮發分、水分、硫分以及灰渣熔融性等幾個方面。
煤的揮發分由各種硫氫化合物和一氧化碳等可燃氣體、二氧化碳和氮等不可燃氣體以及少量的氧氣所組成?;臃⒎質敲旱鬧匾煞痔匭?,它可作為煤分類的主要依據,對煤的著火、燃燒有很大的影響。不同揮發分煤種的發熱量差別很大,從17000kJ/kg到71000kJ/kg。
燃煤中水分含量對鍋爐運行的影響也很大。煤中水分吸熱變成水蒸氣并隨煙氣排出爐外,增加煙氣量而使排煙熱損失增大,降低鍋爐熱效率,同時使引風機電耗增大,也為低溫受熱面的積灰、腐蝕創造了條件。
燃煤電廠鍋爐除塵方案
灰分是燃煤中的有害成分?;曳趾吭黽?,煤中的可燃成分便相對減少,降低了發熱量,而且還由排渣帶走大量的物理顯熱?;曳侄?,鍋爐燃燒也不穩定,灰粒隨煙氣流過受熱面,流速高時會磨損受熱面;流速低時將導致受熱面積灰,降低傳熱效果,并使排煙溫度升高?;曳質欠苫業鬧饕叢?。大中型燃煤鍋爐都采用煤粉懸浮燃燒方式,煤中灰分的85%~90%成為飛灰。小型的熱電廠通常采用層燃方式的鏈條爐,煤中的灰分有20%成為飛灰。
燃煤中的可燃硫在燃煤過程中會被氧化成SO2和少量的SO3。硫酸鹽也會受熱分解出數量更少的自由SO3。煙氣中的SO2對金屬的腐蝕和粘污一般沒有明顯的影響。SO3含量雖然很少,但易與煙氣中的水蒸氣化合生成硫酸蒸汽,將顯著提高煙氣的酸露點溫度,從而在低溫的金屬表面凝結,造成酸腐蝕和粘污。
發電廠用煤的質量等級是根據對鍋爐設計、運行等方面影響較大的煤質常規特性制定的。這些特性包括干燥無灰基揮發分Vdaf、干燥基灰分Ad、收到基水分Mar、干燥基硫分Sd和灰的軟化溫度ST等五項。全硫分Sar分為兩個等級。
表1是根據煤中硫分而劃分的等級。當Sar<1%(**級)時,酸露點溫度較低;而當Sar>3%(超過第二級)時,酸露點溫度急劇上升,容易使硫酸蒸汽凝結在低金屬面上造成腐蝕。我國煤種多屬于中硫煤,含硫量為0.5%~1.5%。
表1煤按硫分的質量等級
符號Sar(%)符號Sar(%)
S1≤1.0S2>1.0~3.0
    
(2)煙氣成分和煙氣量
1)煙氣成分:燃煤電廠煙氣的主要成分是N2、O2、CO2、SO2、NOx、水蒸氣等。另外還含有較少量的CO、SO3、H2、CH4和其他碳氫化合物(CmHm),可表示為:
φ(N2)+φ(O2)+ φ(CO2)+ φ(SO2)+ φ(H2O)+ φ(CO)+ φ(SO3)+ φ(NOx)+φ(H2)+φ(CH4)+ φ(∑CmHm)=100%
對于袋式除塵器來說,值得注意的是煙氣中的含氧量、SO3、水蒸氣(H2O)和NOx。過剩的含氧量在高溫F會導致某些濾袋材質(例如PPS)的氧化。NO2是很強的氧化劑,并且能氧化大多數用于過濾的纖維,過高的NOx有時還會造成酸腐蝕。SO3易與水結合形成硫酸,一般情況下,燃煤中1%的含硫量相當于煙氣中產生600×10-6SO2,而煙氣中一部分SO2與過剩的氧氣反應生成SO3。當鍋爐煙氣中SO3含量為0.001%時,煙氣的酸露點即可達到120—140℃。煙氣中SO3含量與酸露點溫度的關系見表2。
表2煙氣中SO3含量與酸露點溫度的關系
煙氣中SO3體積分數(×10-6)煙氣酸露點溫度/℃
0.1101.4
0.2105.9
0.5111.7
1116.6
2122.6
5128.4
10133.5
20138.7
50146.7
100153.3
  
2)煙氣量:煙氣量主要包括原煤燃燒后的氣態產物,還包括過剩的空氣量和鍋爐及其附屬設備的漏風。所以,實際產生的煙氣量要大于理論計算的煙氣量。煙氣量還會隨燃料的變化而改變。在除塵器設計選型時,其處理煙氣量應略大于實際產生的煙氣量,一般可附加5%~10%的裕度。
(3)飛灰成分和特性我國原煤資源豐富,煤種眾多,加上鍋爐的燃燒情況、技術條件的不同,導致飛灰的理化性質差異較大。
飛灰的化學成分主要為SiO2、Al2O3,二者總量一般在60%,以上。另外還含有少量的Fe2O3、CaO、K2O、Na2O、MgO、TiO2、P2O5、SO3等。
我國煤灰的化學成分見表3。
表3我國煤灰化學成分分析
成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOK2ONa2OP2O5SO3TiO2MgO
體積分數(%)45~6014~404~102~5O.5~2O.2~1<10.1~3~1~1
飛灰具有相當寬的粒徑分布域。根據13個燃煤電廠的統計,飛灰平均粒徑為20~60ηm。表4為某電廠電除塵器人口煙道飛灰的粒徑分布。
表4某電廠電除塵器入口煙道飛灰粒徑分布
粒徑/ηm0~55~1010~2020~3030~4040~5050~60>60
組頻數/g11.916.622.813.18.25.13.913.4
組頻率(%)12.517.524.013.88.65.44.114.1
篩上累計分布率(%)>O>5>10>20>30>40>50>60
10087.570.746.032.223.618.214.1
篩下累計分布率(%)<O<5<10<20<30<40<50<60
012.529.354.067.876.281.885.9
中位徑d50/ηm18.0

燃煤電廠袋式除塵器的特殊性

(1)燃煤電廠煙氣除塵裝置是電廠的主要生產設備之一發電機、汽輪機、鍋爐和除塵設備(包括引風機)是燃煤電廠的4大主要設備。袋式除塵器既是環保設備,又是生產設備。
(2)袋式除塵器的工況易受鍋爐及其輔機工況的影響燃料的改變、鍋爐負荷的變化、運行方式的改變、送風機和引風機開度的變化、省煤器的滲漏和爆管、空氣預熱器的漏風和堵塞等因素,都在不同程度上改變煙氣量、煙氣溫度、含氧量、氮氧化物含量、含濕量、含塵量和煙塵粒度,從而影響袋式除塵器的工況。
(3)袋式除塵器系統應確保長期、安全、可靠地運行袋式除塵器能否正常運行,直接關系到燃煤電廠能否正常生產。袋式除塵器的濾袋破損,將加速引風機的磨損。清灰系統不良或失效,會增加袋式除塵系統的阻力,減少鍋爐的出力,甚至造成爐膛的正樂:所以,袋式除塵系統一定要有可靠的安全保障措施,自控系統應有完備的自動監測、控制、故障診斷和緊急應對功能,應制訂嚴格的操作規程,落實操作、管理、維修的崗位責任制。

燃煤電廠袋式除塵系統設計要求

1)袋式除塵系統配置及功能設計應根據爐型、容量、爐況、煤種、氣象條件、操作維護管理等具體情況確定。通常包括:袋式除塵器、清灰氣源及供氣系統、預涂灰裝置、卸灰和輸灰系統、電氣和自動控制系統及監測系統、煙道及附件等。
2)對于容量較大、鍋爐不穩定、煙氣溫度波動較大、故障頻繁的鍋爐機組,或鍋爐空氣預熱器采用老式的回轉型式,可根據需要設置緊急噴霧降溫系統和(或)旁路系統。旁路閥應采用密封效果好的雙層密閉擋板門。緊急噴霧降溫裝置應安裝在鍋爐出口煙道總管的直管段上,噴霧量和霧滴直徑應能保證霧滴在進入除塵器之前完全蒸發,并且應有噴嘴的防堵措施。
3)在新項目設計中,除塵專業應向鍋爐專業提供袋式除塵系統(由空氣預熱器出口到引風機人口)的阻力。若屬除塵系統改造項目,應對原有的風機、電機進行能力的計算,并需要提出改造方案,或選配新的風機和電機。
4)袋式除塵系統的風量、阻力等參數應按設計煤種下的鍋爐*大工況煙氣量來確定。袋式除塵器及其濾袋的選用和設計應同時考慮*高溫度和*低溫度的煙氣狀況,要特別注意脫硫后的低溫高濃度的煙氣條件。
5)袋式除塵器宜采用在線清灰,設備阻力宜控制在1000~1300Pa。脫硫系統袋式除塵器人口煙氣含塵濃度高,設備阻力可控制在1400~1800Pa。
6)袋式除塵器應采用若干獨立的倉室并聯結構。過濾倉室的進、出口應設可自動和手動操作的煙道擋板閥,漏風率應小于2%,進口煙道擋板閥應有防磨措施。煙道擋板閥應設檢修門,檢修門應具有保溫功能。
7)當除塵系統設旁路煙道時,只能在鍋爐用燃油點火、煙溫異常、“四管”爆裂等特殊狀況下使用。旁路閥泄漏率應為零,開啟時間應小于30s。旁路煙道煙氣流速可按40~50m/s選取。應防止旁路閥積灰堵塞。
8)對于改造項目的風機選擇:一般情況下,袋式除塵器設備阻力可按1800Pa選??;有脫硫時,袋式除塵器設備阻力可按2100Pa選取。
9)電除塵器(或其他除塵器)改為袋式除塵器時,應對原引風機和電機的出力按新的風量、全壓和功率進行校核。必要時,應對引風機和電機進行更換或改造。

工程實例

【常源機械實例】某電廠新建2×200Mw機組。
1)鍋爐參數
①鍋爐型式:高壓、一次再熱自然循環煤粉鍋爐;
②連續蒸發量:6。70t/h;
③鍋爐燃煤量(BMCR工況):設計煤種:100.512t/h;校核煤種:111.157t/h;
④空氣預熱器型式:三分倉容克式;設計空氣過剩系數(空預器出口):1.45。
⑤專除灰型式:氣力干輸灰(正壓);
⑥引風機型式:雙吸離心式風機;
⑦磨煤機型式:MPS170(39t/h)中速磨。
2)燃料
①原煤參數
設計煤種:煙煤(渤海灣老石旦煤礦、準格爾煤田)。
校核煤種:煙煤(準格爾小窯混煤)。
燃煤的工業分析、元素分析及灰分成份分析結果分別見表5、表6和表7。
表5燃煤工業分析
名稱符號設計煤種校核煤種
分析基水分(%)Mad2.214.02
收到基水分(%)Mar9.688.87
收到基灰分(%)Aar23.3127.00
干燥無灰基揮發分(%)Vdaf33.4~3633.4~39.5
低位發熱量/(kJ/kg)Qnet.ar2102019007
表6燃煤元素分析
名稱符號設計煤種校核煤種
接收基碳(%)Car55.4250.33
接收基氫(%)Har3.233.03
接收基氧(%)Oar6.949.32
接收基氮(%)Nar0.80.83
接收基硫(%)Sar0.620.63
哈氏可磨系數(%)HGI6060
 灰熔點/℃DT>15001300
ST>15001400
Pr>15001500
表7灰分成分分析
項目符號設計煤種校核煤種
二氧化硅(%)SiO242.8347
三氧化二鋁(%)A12O347.7l41.14
三氧化二鐵(%)Fe2O34.124.02
氧化鈣(%)CaO1.62.15
氧化鎂(%)MgO1.240.75
氧化鈉(%)Na2O0.010.91
氧化鉀(%)K2O0.10.44
三氧化硫(%)SO31.271.16
二氧化鈦(%)TiO20.61.49
五氧化二磷(%)P2O50.441.36
    
②燃油參數:
a.油種:輕柴油;
b.恩氏黏度(20℃):1.15~1.670E:
c.灰分:Ay≤0.025%:
d.凝固點:0~20℃:
e.低位發熱值:QrDw=41840kJ/kg;
f.含硫量:≤0.8%。
3)袋式除塵器:每機組配一套袋式除塵器,型式為回轉管低壓脈沖袋式除塵器。
每套除塵器分為4個倉室,共計8個單元。每單元設濾袋1000條,按同心圓布置。濾袋斷面為扁圓形,當量直徑咖127mm,長度8m。每條袋的過濾面積為3.2m2,每臺除塵器共有濾袋8000條,過濾面積為25600m。
每臺除塵器在花板上留有448個袋孑L,以蓋板封閉,作為備用。
除塵器每一倉室的入口和出口各設一個百葉窗式擋板門。在除塵器前后分別設置聯箱。設50%煙氣量的旁路系統和零泄漏的關斷門。
在袋式除塵器入口處裝有氣流分配隔板和撞擊緩沖板,以?;ぢ舜饈芊苫業某寤髂ニ?。較低的人口流速可促進粗顆粒的預分離(沉淀),也有利于含塵煙氣在各濾袋束之問的均勻分配。
花板上方的潔凈室有照明裝置?;淮圖煨奘?,先關閉倉室的進、出口的擋板門,開啟專門的通風孔,自然通風換氣降溫后人再進入工作。
濾袋材質采用PPS+P84針刺氈,單重580g,/m。。為了延長濾袋使用壽命,運行制度規定:煙氣含氧量不超過10%、且無過量的二氧化氮或溴,在設計煙氣流量下,*高運行溫度為170℃;當煙氣流量超過設計值,但不超過1840000m3/h和(或)運行溫度為180℃以下:的情況下,運行時間每年累計不超過100h。
除塵器的清灰控制由PLC執行。PLC監測花板上、下(即濾袋內外)的壓差,并發出清灰指令。設有慢速、正常和快速三種清灰制度(見表8),以保證濾袋具有較低的阻力。在鍋爐燃油期間,袋式除塵器不進行清灰。
表8三種清灰制度
設定壓差/kPa清灰制度脈沖時間/ms脈沖間隔/s
0.70~1.00緩慢清灰 20060~300
1.01~1.50中速清灰10~60
>1.51快速清灰5
除塵器的總體布置如圖1所示。袋式除塵器主要規格和參數見表9。
袋式除塵器總體布置
圖1袋式除塵器總體布置
1-旁路煙道閥2-煙氣進口聯箱3-緊急噴霧裝置A4-緊急噴霧裝置B
5-預涂灰管6-進口煙氣擋板閥7-袋式除塵器倉室8-過濾單元
9-出口煙氣擋板閥10-炯氣出口聯箱11-引風機12-煙囪
表9袋式除塵器主要規格和參數(按1臺爐計)
名稱參數
鍋爐容量/(t/h)670
處理煙氣量/(m3/h)1738000
煙氣溫度/℃140
設備型號回轉管低壓脈沖袋式除塵器
倉室數/間4
過濾單元數/個8
濾袋材質PPS+P84
濾袋尺寸(直徑×長度)/mmφ127(當量直徑)×8000
濾袋數量/條8000
過濾面積/m225600
過濾速度/(m/min)正常(按140℃):1.13
*大(按165℃):1.19
進口含塵濃度/(g/m3)(標準狀態)25~30
出口排放濃度/(mg/m3)(標準狀態)<50
設備總阻力/Pa<2100
本體漏風率<1.5%
殼體設計壓力/Pa靜態+5000,-6000
  
4)運行效果:兩個機組中的1#爐于2001年12月正式投運,2#爐于2002年8月正式投運。在1#爐袋式除塵器調試期間,兩次出現煙氣溫度異常。一次是鍋爐A側空預器卡塞,造成A側煙氣溫度迅速上升,達到200℃。另一次是鍋爐A側省煤器泄漏,造成A側煙氣溫度迅速下降。由于處理及時,對濾袋沒有造成明顯的損壞。
在正常情況下,煙塵排放濃度為14~25mg/m3(標準狀態)。有時因為旁路擋板門不嚴,導致少量漏塵。
**批PPS+P84針刺氈濾袋由國外企業提供,運行至25000h開始出現破損。整體更換濾袋后,濾袋壽命縮短。據一些專家分析,這與煤質變化導致的露點溫度提高,有時存在結露而產生的酸腐蝕有關。
花板上、下的阻力(即濾袋阻力)在運行初期設定為900Pa,后調整為1200Pa,滿負荷時為1300Pa。
兩臺除塵器耗氣量為5500m3/h。
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