多管陶瓷除尘器除尘效率影响因素浅析

2016-12-27 16:07宋爱萍
绿色科技 2016年20期

宋爱萍

摘要:指出了多管陶瓷除尘器的除尘效率常受烟气流速、粉尘状况、设备漏风、积灰等因素的影响,结合某公司中心锅炉实际,通过对XTD-6多管陶瓷除尘器除尘效率影响因素的探讨,提出了相应的对策,以期为公司提供参考借鉴。

关键词:多管陶瓷除尘器;除尘效率;原因分析

中图分类号:TD714.4

文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)20-0055-02

1 引言

GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》实施后,部分企业锅炉烟气排放达标存在较大环保压力。某公司6t/h燃煤锅炉采用多管陶瓷旋风除尘,笔者结合该公司锅炉除尘设施、烟管状况和运行情况,对制约旋风除尘器除尘影响因素进行分析,并提出解决对策,以确保达标排放。

2 除尘工艺介绍

某公司锅炉为6 t/h链条炉排燃煤锅炉,采用XTD-6多管陶瓷除尘器进行烟气除尘,每班收尘约50 kg,全天收尘约150 kg,收尘效果一般;受场地影响烟管弯道较多,呈“L”型,多管除尘器紧邻斜坡烟道,后为麻石水膜除尘器,可进行第二次除尘作业,但主要除尘依靠多管陶瓷除尘。

多管旋风除尘器由多个旋风子并联组成,其原理为含尘气体由总进气管进入气体分布室作旋转运动,借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁,再借助重力作用使尘粒落入灰斗。当含尘气流以15~25 m/s的速度由进气管进入旋风除尘器时,气流将由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒呈螺旋形向下沿锥体流动。含尘气体在旋转过程中产生离心力,将重度大于气体的尘粒甩向器壁,沿壁面下落到底部排出。

3 工艺存在问题

GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》实施后,烟尘排放浓度由原来的200 mg/m3降为80 mg/m3,烟尘排放达标压力较大,一是受供汽需求影响,锅炉工况不是很稳定,监测时发现,烟气流紊流较多,且极不稳定;二是该除尘器顶部未设置手掏口,当发生堵塞时,需对顶板进行整体拆除,清灰、检查较为不便;三是公司在燃煤采购时重点考虑价格及硫份,对煤质灰分考虑较少,近三年燃煤灰分在12%~35%之间,造成燃煤灰分波动较大。

4 原因分析

在旋风除尘器已安装情况下,除尘效率关键在于设备的运行状况,包括烟气流速、设备漏风、积灰严重或堵塞、氧化量过高等几个方面。

4.1 烟气流速

引风机的进气量决定除尘器的进气口气量,气流速度与进气口气量成正比。根据旋风除尘原理,提高进风口气流速度,可增大除尘器内气流的切向速度,使粉尘受到的离心力增加,提高除尘效率,同时,也可提高处理含尘风量,但进风口气流速度提高,径向和轴向速度也随之增大,紊流的影响也增大。当超过旋风除尘器临界进风口气流速度后,紊流的影响比分离作用增加更快,使部分已分离的粉尘重新被带走,影响除尘效果。另外进风口气流增加,除尘阻力也急剧上升,压损增加,电耗增加,且烟气中氧化量增加,影响烟尘折算浓度,当氧化量过大时,会造成烟尘浓度虽实测浓度虽低,但折算后仍然超标。另外,烟气流速要相对固定,即引风机流量要保持相对稳定,否者会造成烟气紊流增加,影响除尘效果。

4.2 设备漏风

除尘器的漏风对净化效率有显著影响,尤其以除尘器的排灰口的漏风最为严重。旋风除尘器漏风部位有:除尘器进出口连接法兰处、除尘器本体、除尘器卸灰装置。

旋风除尘器工作时,底部的沉降室和中心为负压,底部漏风与否是影响除尘效果的关键因素,据测算,旋风除尘器灰斗或卸灰阀漏风达5%,除尘效率可下降50%,当底部漏风达10%,除尘效果几乎为零。因此,必须保持旋风除尘器线管的气密性,不允许有漏风(正压操作时)和吸风现象(负压操作时)。当工况正常时收不下灰,且排除是旋风除尘器堵塞,用手摸旋风除尘器灰斗,感觉不烫时,极有可能是旋风除尘器漏风。

4.3 积灰或堵塞

旋风除尘器的堵塞和积灰主要发生在排尘口附近,其次发生在进排气的管道里。引起排尘口堵塞的原因是:①大块物料或杂物滞留在排尘口形成障碍物,之后其他粉尘在周围堆积,形成堵塞。②灰斗内灰尘堆积过多,不能及时顺畅排出。③多管除尘器的旋风罐口径往往较小,容易造成堵灰,且不易清理,久而久之容易造成堵塞;④烟气含湿量过大,烟尘容易附着在除尘器上,造成积灰甚至堵塞。因为除尘器压力损失的大小和内部气流强弱有直接关系,故可依靠测定压力损失来检查工作状态正常与否。旋风除尘器一旦发生堵塞,直接造成烟气排除受阻,影响锅炉燃烧。该公司由于除尘器紧邻斜坡烟道,为加强除尘效果,在斜坡烟道上入口处安装有循环水管进行喷淋,由于喷淋水压较大,造成除尘器出气口含湿量增加,含水分较高的烟尘附着在除尘口,造成除尘器堵塞,影响除尘及锅炉运行。

4.4 氧化量过高

根据GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》折算公式为:ρ=ρ′×(21-φ(O2))/(21-φ′(O2)),而燃煤锅炉基准氧化量为9,即折算浓度ρ=实测浓度ρ′×12/(21-φ′(O2))。 影响烟气氧量的原因主要有:①鼓、引风量过大;②燃料和空气接触不够,燃烧不彻底。③炉膛密封不严密。公司实测发现锅炉氧含量在13%~15%之间,说明氧含量过高,锅炉鼓入空气过多,造成折算浓度偏大,进一步加大环保压力。

5 改进措施

5.1 合理控制锅炉引风及工况

综合考虑除尘效果和运行成本,进口的气流速度控制在12~20 m/s之间,最大不超过25 m/s,一般选15 m/s为宜。气流速度,可通过引风量来控制。公司锅炉引风机型号为GY6-18-11D,Q=12000 m3/h,P=3099 Pa ,45 kW功率为12000,经实际监测,当引风量在850~980之间时,烟尘监测浓度在15 mg/m3~40 mg/m3,折算浓度在25 mg/m3~70 mg/m3范围内,符合GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》烟尘排放浓度小于80 mg/m3限制。确保锅炉工况稳定,①气流控制在15 m/s左右,并保持稳定,以减少紊流产生;②锅炉负荷控制在约80%,不可超负荷,过低也不行;③控制好炉排走速,均匀加煤,使燃烧均匀;④控制好锅炉氧化量,适当调低引风风量,防止氧化量过大,影响烟尘折算浓度。

5.2 确保设备气密性,防止漏风

若锅炉正常运行,而除尘器收灰量减少,说明设备漏风或除尘器积灰严重,需进行检查维修。可带上普通帆布手套,直接用手去摸除尘器积灰斗外壳,如为常温说明设备漏风严重,若高于常温却不烫手,可能是由除尘器部分积灰堵塞;也可点只蚊香或香烟靠近除尘器外壳,缓慢移动,观察其烟气走向,如走向异常,说明有漏风点。当发现旋风除尘器漏风时,应及时对设备进行维修,防止漏风,并在除尘器的外壳刷一层红丹、二层耐腐漆或耐热漆。

防止旋风除尘器磨损的技术措施有:①开启卸灰阀卸灰时,快速卸灰,防止过多的气体倒流入排尘口;关闭卸灰阀时要关严,甚至可在卸灰阀外再套一个编织袋,防止漏风。②对除尘器进行恢复或维修时,尽可能减少焊接作业,除尘器壳体内部的尽量避免焊缝和接头,并对焊缝进行打磨磨平,以减少对粉尘圆周运动的影响,减少积尘积垢机率。法兰连接应仔细装配好,确保法兰垫平整。在灰尘冲击部位使用可以更换的抗磨板,或增加耐磨层。也可以用比较厚或优质的钢板制造除尘器的圆锥部分。④除尘器壁面的切向速度和入口气流速度应当保持在临界范围以下。

5.3 及时清灰,防止旋风除尘器堵塞

一是及时清灰,清灰时要掌握好灰斗出灰的时间间隔,一般不超过4 h一次,以防止斗内积灰过多,影响除尘效果。放灰时必须先关闭引风机,出灰时,可使用橡皮锤轻轻敲击旋风筒,加快落灰,严禁使用锤敲打。还可结合锅炉运行情况,利用锅炉停产时间,拆除旋风除尘器顶板,对旋风除尘各旋风筒进行清灰处理,防止旋风筒堵塞。清理后,需对旋风除尘器进行恢复,并确保旋风除尘器的气密性,防止漏风。

二是增加手掏孔,方便除灰,可在排尘口上部易堵部位增加大小150 cm×150 cm手掏孔。手掏孔盖的法兰处应加垫片并涂密封膏,避免漏风。

5.4 合理控制氧化量

根据氧含量的影响因素,可适当控制鼓引风,控制好炉排走速、加煤量和加煤频次,使燃烧充分,并检查锅炉炉膛个送风室的密闭情况,防止漏风。当链条炉排锅炉空气过量系数宜控制在1.5以下,即氧化量必须控制在13%以下,一般空气系数控制在1.3~1.5之间,即氧含量需控制在11%~13%之间,有利于实测浓度折算。

5.5 采购使用优质煤

使用优质燃煤,采供燃煤时增加重燃煤灰份的控制,灰份不超过20%,从源头减少灰分的产生,并采用少量多次的加煤方式,使得炉内煤层较薄且均匀,尽量燃烧充分,减少大颗粒烟尘的产生。

6 结语

为确保多管陶瓷除尘器的除尘效率,必须保证设备运行状况平稳,锅炉工况稳定,气流控制在15 m/s左右,确保旋风除尘器的气密性,防止漏风,及时清灰,防止设备堵塞,并加强设备维护保养,烟气监测时进行适当调整,保障除尘效率,确保锅炉烟气达标排放。

参考文献:

[1]王 纯,张殿印. 离心式除尘设备[M].北京:化学工业出版社,2009.

[2]于守尧.陶瓷多管除尘器的改造与应用[J].环境保护与循环济,2000(4):44~45.