管式除尘除雾器在金陵热电锅炉装置中的应用.docx

管式除尘器在金陵热电锅炉粉尘超低排放中的应用中石化金陵分公司发展项目处徐林一、概况：金陵分公司热电运行部建有四台HG200/100YM10 型220t/h高压煤粉炉（1~4#炉）与两台220t/h循环流化床锅炉（5~6#炉）。为满足日益严格的排放要求1~6#炉相继完成了除尘器由四电场改为2电2袋复合除尘器，改造后1~6#炉排放烟气满足烟尘含量不大于20 mg/Nm3，符合《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011，2012年1月1日起实施）的要求。但是，根据国家发改委、环保部、能源局等三部委联合发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014–2020年）》的要求，明确要求现役10万千瓦及以上自备燃煤发电机组及有条件的燃煤机组改造后大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值，即烟尘排放浓度不高于5mg/Nm3，目前1~6#炉三种污染物的粉尘排放水平均不能达到要求，需采取进一步改造措施。由于正在实施煤粉炉一炉一塔脱硫改造，拟同步在新建的#2、#4脱硫塔中新增除尘设施，使装置出口粉尘达到超洁净排放要求。二、粉尘超低排放方案选择：由于我厂采用湿法脱硫，系统出口粉尘主要有2个来源：脱硫塔内没有除去的微细粉尘；石膏浆液的携带，主要源于喷淋层雾化后的细小液滴。方案一：增设湿式电除尘。湿式电除尘通常设置在湿法脱硫装置后，脱硫后饱和烟气中携带大量水滴，向电场空间输送直流负高压，通过空间气体电力，烟气中粉尘颗粒和雾滴颗粒荷电后在电场力的作用下，移动到收尘极板（集电极），从而被收集在收尘极表面。由于液滴和含尘液滴的直径比尘粒大，故其荷电量也比尘粒多。荷电量多，所受电场力就大，向阳极板趋近速度就大，大部分液滴在该区域被收集。由于荷电量的差别，较大液滴在向阳极板趋进过程中，与尘粒具有明显的速度差，进一步发生碰撞、凝聚、提高了集尘作用。水膜喷嘴喷到阳极板上部的液滴和捕集的含尘液滴在重力作用下形成向下流动的水膜，对极板起到清灰作用。湿式电除尘能够减小石膏雨形成的几率。同时对于收集微细颗粒物PM2.5、酸雾等有较高效果，烟尘排放浓度可达≤5mg/m3。方案二：增设管束式除尘除雾装置。烟气进入管束式除尘除雾装置，在旋流分离器产生的高速离心力作用下，雾滴与尘被分离向筒体壁面运动，在运动过程中相互碰撞、凝聚成较大的液滴，液滴被抛向筒体内壁表面形成液膜，同时微小的尘颗粒和液滴也被壁面附着的液膜层捕获，实现粉尘和雾滴的深度脱除。在分离器之间设置导流环，提升气流的离心运动速度，并维持合适的气流分布状态，以控制液膜厚度及气流的出口状态，防止液滴的二次夹带。管束式除尘除雾装置如下图所示。管束式除尘除雾装置工作原理：1）使用环境的特点管式除尘器的使用环境是含有大量液滴的烟温在50℃左右的饱和净烟气，特点是雾滴量大，雾滴粒径分布范围广，由浆液液滴、凝结液滴和尘颗粒组成；除尘主要是脱除浆液液滴和尘颗粒。2）细小液滴与颗粒的凝聚大量的细小液滴与尘颗粒在高速运动条件下碰撞机率大幅增加，易于凝聚、聚集成为大颗粒，在离心力作用下被抛向筒体内壁表面，或与大液滴凝聚，从而实现从气相的分离。3）大液滴和液膜的捕悉除尘器筒壁面的液膜会捕获接触到其表面的细小液滴，尤其是在增速器和分离器叶片的表面的过厚液膜，会在高速气流的作用下发生“散水”现象，大量的大液滴从叶片表面被抛洒出来，在叶片上部形成了大液滴组成的液滴层，穿过液滴层的细小液滴被捕悉，大液滴变大后跌落回叶片表面，重新变成大液滴，实现对细小雾滴的捕悉4）离心分离下的液滴脱除经过加速器加速后的气流高速旋转向上运动，大液滴在筒体内表面形成液膜，气流中的细小雾滴、尘颗粒在离心力作用下与气体分离，向筒体表面方向运动，与液膜接触后被捕悉，足够大的液滴与捕获了细小尘颗粒的具有一定厚度的液膜最终在重力的作用下落入塔内，实现细小雾滴与微尘颗粒从烟气中的脱除。5）多级分离器实现对不同粒径液滴的捕悉气体旋转流速越大，离心分离效果越佳，捕悉液滴量越大，形成的液膜厚度越大，运行阻力越大，越容易发生二次雾滴的生成；因此采用多级分离器，分别在不同流速下对雾滴进行脱除，保证较低运行阻力下的高效除尘除雾效果。结构特点：1）分离器：实现烟气离心运动并高速旋转。2）汇流环：控制液膜厚度，提高烟气的离心运动速度。3）导流环：维持合适的气流分布状态，防止捕悉液滴被二次带。4）管束筒体：内筒壁面光洁，筒体垂直，断面圆滑，无心。方案比选：为最终确定热电锅炉粉尘超低排放技术路线，公司相关部门积极外出调研，并对两种方案进行了综合评估如下：管式除尘器与湿式电除尘技术对比比选项目管式除尘器湿式电除尘适用范围除烟气中的烟尘、石膏浆液微液滴及水雾，二次脱除微小硫颗粒物等物质除烟气中的烟尘和石膏雨微液滴，还能去除微细颗粒物PM2.5、SO3微液滴、酸雾等物质。除尘效率高高，但当运行若