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工業(yè)粉塵處理選用煙氣除塵可以實(shí)現(xiàn)粉塵達(dá)標(biāo)排放。工業(yè)粉塵單位濃度國(guó)家有嚴(yán)格要求,企業(yè)采用電除塵方法收集空氣中粉塵,施工中加入煙氣調(diào)質(zhì)處理實(shí)驗(yàn),控制粉塵超標(biāo),給電除塵處理減輕壓力。安峰在處理此種工藝時(shí),在熱電鍋爐的參數(shù)上進(jìn)行變更,對(duì)粉塵處理時(shí)煤種的數(shù)量以及設(shè)備問(wèn)題,進(jìn)行技術(shù)探討并提出解決問(wèn)題。
煙氣除塵通過(guò)熱電鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐,單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、前后墻對(duì)沖燃燒、固態(tài)排渣鍋爐。每臺(tái)鍋爐設(shè)置一臺(tái)三室五電場(chǎng)靜電除塵器。末級(jí)電場(chǎng)為旋轉(zhuǎn)極板電場(chǎng)。電除塵總收塵面積53152㎡,除塵效率≥99.93%,電除塵二次電壓65KV,二次電流2000mA,出口含塵濃度≤20mg/Nm3(6%O2)。
煙氣溫度127℃。比集塵面積≥120㎡/m3/S。設(shè)計(jì)燃煤煤種主要成分見(jiàn)表1。
每臺(tái)機(jī)組同步建有一套煙氣脫硫裝置,采用的煙氣脫硫工藝為石灰石——石膏濕法脫硫工藝。脫硫裝置按設(shè)計(jì)煤種100%BMCR工況、燃煤含硫量Sar=1.5%、脫硫效率97.5%設(shè)計(jì)。吸收塔各配有五臺(tái)漿液循環(huán)泵,單臺(tái)漿液循環(huán)泵額定出力7300m3/h,采用單元制運(yùn)行方式。每臺(tái)漿液循環(huán)泵對(duì)應(yīng)一層噴淋裝置,各層噴淋裝置高度分別為19.8m、21.7m、23.6m、25.5m、27.4m,噴淋裝置漿液霧化噴嘴為偏心噴嘴。吸收塔除霧器為一級(jí)管式+三級(jí)屋脊式。
1.運(yùn)行中存在的問(wèn)題
1.1實(shí)際運(yùn)行煤種
西寧熱電近期燃用煤種基本是魚卡高硫煤、五彩低硫煤、團(tuán)魚山工程煤。實(shí)際燃用煤種成分見(jiàn)表2。為了控制保證超低排放配煤方式采用一臺(tái)高硫煤四臺(tái)低硫煤。同時(shí)為降低電除塵電耗,將各電場(chǎng)二次電壓設(shè)定為:一、三、四、五電場(chǎng)40KV、二電場(chǎng)60KV,輸灰系統(tǒng)運(yùn)行正常,電除塵電耗率在0.2%左右。低負(fù)荷時(shí)機(jī)組能夠達(dá)標(biāo)排放。
1.2存在問(wèn)題
#2機(jī)組C級(jí)檢修后啟動(dòng),配煤方式為一臺(tái)高硫煤加團(tuán)魚山工程煤。8月4日前夜機(jī)組帶260MW,凈煙氣粉塵出口≥10mg/Nm3,期間電除塵出力已達(dá)最大,電場(chǎng)二次電壓達(dá)到60KV、二次電流達(dá)到1800mA,電除塵出口濃度40mg/m3左右,脫硫系統(tǒng)5臺(tái)漿液循環(huán)泵全開,廠用電率增加,凈煙氣粉塵濃度仍超標(biāo),只能通過(guò)降低負(fù)荷來(lái)確保煙塵達(dá)標(biāo)排放。因?yàn)榻地?fù)荷、廠用電率增加嚴(yán)重影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,而且環(huán)保壓力巨大。
1.3問(wèn)題分析
1.3.1設(shè)備原因
通過(guò)西安熱工院所作的電除塵器性能試驗(yàn)我們了解到,在試驗(yàn)煤種工況下,電除塵器效率99.88%,除塵器出口煙塵濃度24.5mg/Nm3(標(biāo)態(tài),干基,6%O2),比集塵面積107.96㎡/m3/S。這三個(gè)指標(biāo)未達(dá)到設(shè)計(jì)保證值,但偏差不大,對(duì)電除塵器的除塵效果有一定的影響,見(jiàn)表3所示。實(shí)際運(yùn)行中我們嘗試將電除塵器二次電壓調(diào)至65KV,但未降低粉塵濃度。同時(shí)脫硫五臺(tái)漿液循環(huán)泵全開,并投入除霧器沖洗水,也無(wú)效果。
表三
1.3.2煤質(zhì)原因
分別選取燃用煤種進(jìn)行化驗(yàn),從化驗(yàn)結(jié)果分析,這三種煤的比電阻基本都在1011附近,見(jiàn)表5。其中高硫煤的三氧化二鋁與二氧化硅的含量為76.41%,團(tuán)魚山、五彩低硫煤分別為81.77%、80.61%,這兩種成分的比電阻率都在1016Ω.㎝左右。而對(duì)于電除塵器低比電阻的粉塵附著在絕緣子上后會(huì)降低絕緣能力,使電壓不能升高,影響除塵器效率;反之,高比電阻的粉塵荷電后附著在收塵極表面時(shí),因電阻高而不易釋放電荷導(dǎo)致排斥其他帶電粒子,使電除塵效率降低。因此只有比電阻在104-5×1010Ω.㎝范圍內(nèi)的粉塵,在電除塵器中才有較高的除塵效率,比電阻過(guò)大或過(guò)小都對(duì)除塵不利。
1.3.3溫度的因素
煙氣溫度在小于175℃時(shí),粉塵比電阻隨溫度升高而升高,同時(shí)除塵效率隨溫度升高而下降。所以在鍋爐設(shè)計(jì)排煙溫度127℃附近由于粉塵比電阻偏高,導(dǎo)致電除塵效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值。
1.3.4其他因素
燃煤中三氧化二鐵的比電阻在121℃時(shí)比電阻為9×1010,只有溫度接近177℃時(shí)它的比電阻才達(dá)1×1011,所以燃煤中三氧化二鐵的含量有利于增強(qiáng)除塵性能;而三氧化二鋁在121℃時(shí)比電阻為2×1012,不利于除塵器的收集,同時(shí)它在煤中的含量超過(guò)13%時(shí)更提高了粉塵的比電阻而導(dǎo)致難于收塵。對(duì)比本廠燃用煤種,高硫煤的三氧化二鐵含量較另外兩種低硫煤高,三氧化二鋁的含量反倒較另外兩種低硫煤高,所以這種高硫煤燃燒后的粉塵更易于電除塵收集。
1.4解決思路
1.4.1綜合以上分析,提高電除塵器除塵能力,解決高比電阻粉塵的捕集問(wèn)題,切實(shí)可行的辦法就是進(jìn)行煙氣調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于燃煤鍋爐,煤中的硫份越高,燃燒時(shí)產(chǎn)生的SO2、SO3也越多,會(huì)導(dǎo)致粉塵比電阻下降,SOX中,尤以SO3比電阻的影響顯著。從表2中可以看出,高硫煤中SO3的含量比另外兩種低硫煤高,有利于粉塵的收集。
1.4.28月5日運(yùn)行中班調(diào)整上煤,將原A倉(cāng)高硫煤、B、C、D、E倉(cāng)新疆團(tuán)魚山低硫煤調(diào)整為A、D倉(cāng)高硫煤、B、C、E倉(cāng)新疆團(tuán)魚山低硫煤。從8月6日起機(jī)組負(fù)荷平均在250MW,最高負(fù)荷300MW,A、B、D三臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行,凈煙氣煙塵指標(biāo)明顯變小,再未發(fā)生超標(biāo)現(xiàn)象。機(jī)組帶300MW負(fù)荷時(shí),電除塵器二次電壓55KV,脫硫漿液循環(huán)泵運(yùn)行4臺(tái),凈煙氣出口粉塵平均6.45mg/Nm3,達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。
8月9日改變高硫煤的摻配比例,A倉(cāng)高硫煤、B、C、D、E倉(cāng)新疆團(tuán)魚山煤,凈煙氣煙塵濃度明顯增大,電除塵全出力情況下煙塵數(shù)值降幅不大,8月9日全天煙塵均值大于9mg/m3的時(shí)段占20%,超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)較高。
工業(yè)粉塵收集處理改用高硫煤配煤方式,調(diào)整煙氣調(diào)質(zhì)處理,最終實(shí)現(xiàn)粉塵濃度達(dá)標(biāo)排放。煙氣調(diào)質(zhì)可以減輕電除塵壓力,漿液循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)減少,降低了廠用電率。但硫份的提高使石灰石粉耗量增加,石膏產(chǎn)量增加。