电袋复合除尘器的应用

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  摘 要: 电袋复合除尘器是近年来发展起来的一种新的除尘技术,是在结合电除尘器和袋除尘器这两种传统的高效除尘技术的基础之上发展而来的,性能不受煤种、烟气特性的影响,适用于已投产但烟气排放浓度不达标,场地受到限制的电除尘器改造工程,本文就电袋复合除尘器的应用进行探讨,为进一步推广提供一定的依据和指导。
  关键词: 电袋复合除尘器;旋转喷吹式;改造工程
  【中图分类号】 S219.08 【文献标识码】 B【文章编号】 2236-1879(2017)10-0173-03
  Application of electric-bag composite dust collector
  Jindan Liu
  Shenyang Intelligent & Green Co., Ltd., Shenyang 110000, Liaoning Province, China
  Abstract:Electric-bag composite dust collector is a recently developed dust-removing machine that is designed based on traditional high-efficiency electric dust collecting device and bag type dust collecting device. The machine’s performance is not influenced by coal and flue dust and therefore is suitable for the situation in which an electric dust collector has been put into operation but needs to be reformed because flue dust concentration exceeds discharge standard and the space is limited.
  Key words:electric-bag composite dust collector; radial spray; reforming engineering; rapping; spray cooling
  1 概述
  电袋复合除尘器[1]的第一个工业性应用实例在1995年出现后,由于其性能不受煤种、烟气特性的影响,对高比电阻粉尘也具有较高的捕集效率,可实现微量排放。与常规布袋除尘器比较,电袋的清灰周期是常规布袋除尘器的6倍,清灰气源耗量仅需常规布袋除尘器的1/5,其中布袋除尘部分不仅可实现对燃煤排放颗粒物的控制,而且对燃煤排放有害气体(如二氧化硫、重金属和有机污染物等)有一定脱除效果[2],适用于已投产但烟气排放浓度不达标,场地受到限制的电除尘器改造工程[3]。基于上述优点,电袋除尘器被越来越多的应用于实际工作中。
  本文结合铁岭某电场改造项目对旋转喷吹式电袋复合除尘器的应用进行介绍。
  2 电袋复合除尘器的部分介绍
  本体由前级电除尘区和后级布袋除尘区2大部分组成。
  2.1 电除尘部分。电除尘部分位于电袋复合除尘器的最前部,其作用是对进入除尘器的 烟气进行一次除尘,去除烟气中大多数的粗颗粒和相当数量的中小颗粒粉尘,大幅度降低进入袋除尘部分的烟气粉尘浓度,过滤阻力比纯袋除尘器有大幅的降低。
  电磁振打原理:利用电磁力工作,当振打线圈中流过直流电流时,产生磁力将振打棒吸起至某一高度,然后断电,磁力消失,振打棒落下撞击阳极板或阴极框架,产生振打力,将吸附在阳极板和阴极框架上的灰尘振落。
  电除尘部分的改造采取利旧的原则,原控制柜硬件配置保持不变,增加以太网通讯功能,并对程序部分进行重新编写,对极板的振打分为”分组振打”和矩阵振打”两种振打模式。在分组振打方式中每个电场分成8组振打,其中阳极3组,阴极3组和烟道振打2组。本系统要求振打器连接成矩阵形式,使用S7-200触发振打控制板控制振打器工作,控制板采用龙净环保公司生产的专用控制板。任何时刻,矩阵中不能有两个或两个以上的振打器同时工作,即每次只允許一个振打器投入运行(图1)。
  2.2 布袋除尘系统
  2.2.1 布袋除尘的工作原理及喷吹类型。布袋除尘的工作原理:含尘气体由灰斗(或下部宽敞开式法兰)进入过滤室,较粗颗粒直接落入灰斗或灰仓,灰尘气体经滤袋过滤,粉尘阻留于滤袋表面,净气经袋口到净气室、由风机排入大气,当滤袋表面的粉尘不断增加,导致设备阻力上升至设定值时,PLC根据设定好的喷吹时间和喷吹间隔时间,逐个开启脉冲阀,使压缩空气通过喷口对滤袋进行喷吹清灰,使滤袋突然膨胀,在反向气流的作用下,附于滤袋表面的粉尘迅速脱离滤袋落入灰斗(或灰仓)内,粉尘由卸灰阀排出,滤袋喷吹清灰结束后,除尘器恢复正常工作。
  2.2.2 布袋系统构成:
  原系统每台炉有A列和B列两个除尘器,将每个除尘器的第二、三、四电场阴阳极系统拆除,改为布袋除尘;改造后每台炉布袋除尘分为4室8區,共计10048条布袋(1256条/区),如图2所示,每个区的布袋呈同心圆排列。 使用2台罗茨风机做为喷吹清灰的气源,正常情况下2台罗茨风机一用一备,默认启1号罗茨风机,当一号罗茨风机发生故障后,2号罗茨风机自动投入运行,保证系统有可靠的气源。当系统启动非常喷吹模式后,系统自动将备用泵也投入运行,即2台罗茨风机同时运行,取消非常喷吹模式后,系统自动停掉一台罗茨风机,恢复一用一备的状态。
  每个布袋区安装一套旋转喷吹系统,其结构如图3所示,清灰压力为0.075~0.095MPa,因此膜片不易损坏,脉冲阀的使用寿命大大延长,脉冲阀的故障率和维修工作量大大减低。在机组自动运行时,所有布袋分区的旋转电机和旋转臂始终处于旋转工作状态,未处于工作状态或有故障的旋转电机和旋转臂对应的脉冲阀不会进行喷吹,各区的脉冲阀根据系统设定好的喷吹间隔时间和喷吹时间依次交替工作,正常运行时,各脉冲阀将按如下顺序依次工作,并不间断的反复进行:   A列1区喷吹(喷吹时间可设定)→延时(喷吹间隔时间可设定)→B列1区喷吹(喷吹时间可设定)→延时(喷吹间隔时间可设定)→A列2区喷吹(喷吹时间可设定)→延时(喷吹间隔时间可设定)→B列2区喷吹(喷吹时间可设定)→延时(喷吹间隔时间可设定)→A列3区喷吹(喷吹时间可设定)→延时(喷吹间隔时间可设定)→B列3区喷吹(喷吹时间可设定)→延时(喷吹间隔时间可设定)→A列4区喷吹(喷吹时间可设定)→延时(喷吹间隔时间可设定)→B列4区喷吹(喷吹时间可设定)→重新从A列1区开始喷吹。
  2.2.3 旋转臂故障检测。在旋转电机和旋转臂的连杆上安装有6个突起的金属片,并在连接杆的一侧安装一个接近开关,用来检测旋转臂是否工作。旋转电机带动旋转臂每转动一圈,对应的接近开关就会产生6个脉冲信号。若系统在任意连续的3分钟内未接收到脉冲信号,则发出旋转臂故障报警,此时操作人员应及时关掉对应的旋转电机,停止该区脉冲阀喷吹,并进行检修。
  2.2.4 喷吹模式的选择。本系统设有时序控制、压力控制和非常喷吹三种喷吹控制模式,正常工作时使用压力控制模式,当除尘器进出口压差传感器出现异常,无法正常工作时,可选择时序控制方式工作。
  时序控制模式:当选则时序控制方式时,系统根据预先设定好的脉冲阀喷吹时间和喷吹间隔时间进行循环喷吹,选择此方式,系统无法自动改变喷吹速度,若想改变喷吹速度,只能由操作人员根据运行工况手动更改喷吹时间和喷吹间隔时间。
  压差控制模式:当选择压差控制模式时,系统将根据除尘器的进出口压差,自动选择喷吹速度,不同喷吹速度有自己的喷吹时间(可调)和喷吹间隔时间(可调),系统中安装有两个压差传感器,采取二取一的方式控制,自动选择压差高的传感器信号作为判断依据。根据检测的压差值,喷吹速度有以下几种:
  当压差小于600Pa(可调)时,脉冲喷吹阀全部停止运行;
  当压差达到601--1000Pa(可调)时,脉冲喷吹阀投入慢喷。
  当压差达到1001--1200Pa(可调)时,脉冲喷吹阀投入正常喷。
  两个压达到1210---1500Pa(可调)时,脉冲喷吹阀投入快喷。
  非常喷吹模式:若在正常喷吹方式无法满足清灰需求的情况下(除尘器的进出口压差始终很高),可以启动非常喷吹模式,当启动非常喷吹模式时,各脉冲阀将按如下顺序喷吹,并拥有自己独立的喷吹时间和喷吹间隔时间:
  A列1区和B列1区喷吹(喷吹时间可设定)→延时(喷吹间隔时间可设定)→A列2区和B列2区喷吹(喷吹时间可设定)→延时(喷吹间隔时间可设定)→A列3区和B列3区喷吹(喷吹时间可设定)→延时(喷吹间隔时间可设定)→A列4区和B列4区喷吹(喷吹时间可设定)→延时(喷吹间隔时间可设定)→重新从A列1区和B列1区开始喷吹。
  在设备运行正常情况下是不允许启动非常喷吹模式的,只有当布袋除尘区来灰特别大,采用时序控制模式和压差控制模式无法满足清灰要求,造成进出口压差特别大时,由运行人员根据工况要求决定是否启用非常喷吹模式。当系统恢复正常后,应尽快切换回压差喷吹模式。
  2.3 喷水降温系统。
  滤袋装置是布袋除尘部分的核心部件之一,滤袋装置包括滤袋和袋笼,滤袋是有使用温度范围的,不同材质的滤袋使用温度不同[5]。在锅炉运行过程中,一些不可避免的故障可能造成锅炉排烟温度升高,造成进入布袋系统的烟气温度过高,滤袋长时间工作于超温的烟气中,会影响滤袋的使用寿命,严重会损毁滤袋,因此需要安装温度监视和对滤袋的必要保护设备。
  本系统中A列除尘器和B列除尘器各安装一个小水路电磁阀和一个大水路电磁阀,共4个水路电磁阀,A列除尘器和B列除尘器共用一个气路电磁阀。自动运行时,如入口烟气温度小于160℃(155℃~165℃可调),则气路电磁阀按喷3(1~10可调)分钟,停30(10~60可调)分钟的规律循环喷吹,以避免长时间不工作造成喷嘴堵塞的现象。当任何一列除尘器的烟气温度大于等于约160℃(155℃~165℃可调)时,首先打开气路电磁阀,当温度达到[160(155℃~165℃可调)+3]℃时,打开对应除尘器的小水路电磁阀,5分钟后若温度还大于等于[160(155℃~165℃可调)+3]℃或在5分钟之内对应除尘器的温度大于等于[160(155℃~165℃可调)+8]℃,则打开对应除尘器的大水路电磁阀,当温度降到160℃(155℃~165℃可调)时,关对应的水路电磁阀,当A列和B列的烟温同时小于160(155℃~165℃可调)℃关闭气路电磁阀,气路电磁阀重新进入循环喷吹方式。
  为防止温度检测设备故障造成喷水降温系统误动作,A列除尘器和B列除尘器各安装3个温度检测点,自动运行时,检测点采用3取2原则,只有3个检测点中至少2个满足动作条件时,系统才进行相关操作。
  3 计算机及PLC系统:
  本系统使用2台台湾研祥工业计算机作为上位机,开发平台选用西门子的WINCC 7.0,用于在监控室对现场参数的动态显示、设备运行状态的显示、运行参数设定、报警显示及记录等功能。操作系统使用微软的32位WINDOWS7旗舰版操作系统。为保证系统安全可靠運行,2台上位机采取双机热备的运行方式,任何1台计算机发生故障,都不会影响另一台计算机的正常运行。
  下位机系统使用2台S7-200 PLC分别控制电除尘部分的A列和B列除尘器的振打器工作,使用1套S7-300控制布袋系统和喷水降温系统的工作。
  上位机与下位机通讯采用工业以太网,使用标准的TCP/IP协议,所配的工业交换机预留备用接口,方便以后系统扩展。
  为了保证系统安全可靠运行,避免计算机和PLC供电电源异常造成设备无法正常运行。2台工业控制计算机配备一台不间断电源(UPS),PLC系统则采用双电源供电模式。即从2路相互独立的供电母线上分别取一路供电,正常运行时2路供电电源一路作为工作电源投入运行,另一路备用,一旦工作电源断电后,系统自动将备用电源投入供电,并切断工作电源,当工作电源恢复后,系统自动将工作电源重新投入供电,并切断备用电源。
  4 改造效果
  电除尘器的改造工作顺利结束后,随主机运行良好。改造后的电袋复合除尘器的排放浓度保持在30mg.NM3之內,除尘器总阻力保持在低于1000pa的水平,喷吹周期保持在100min左右。
  5 结束语
  目前,由于环保的需要,节能减排是更行各业发展的趋势,电袋除尘器融合了电除尘器和布袋除尘器的优点,其投资少,运行阻力低,能耗少等优点已经受到广泛关注和认可,具有广阔的发展空间。
  参考文献
  [1] 郭小铃,唐晓飞,赵海峰等。电袋复合式除尘器的发展趋势分析[J].华北电力技术,2008,(9):50-54。
  [2] 向晓东.现代除尘理论技术[M].北京:冶金工业出版社,2002.
  [3] 赵华华,林澄波。烟煤机组的电除尘器改造[J].电力环境保护,2002,(4):57-59。
  [4] 陈秋.布袋除尘器在火电厂应用的技术分析[J].河北电力技术,2008,(6):29-31
  [5] 王冬梅,邓洪,无纯等.高温过滤材料的应用及发展趋势[J].中国环保产业,2009,(6):24-29
  作者简介:刘金丹,男,汉,沈阳人,沈阳智博格瑞科技有限公司,项目实施工程师,学士。
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