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电除尘器改造中电袋复合与纯袋式的比较

文章出处:原创 责任编辑:admin 人气: 发表时间:2019-03-12 09:16
现在环保要求日益严格,电除尘器烟尘排放已不能适应环保新标准的要求,将电除尘器改造成袋式除尘器则可以实现烟尘低浓度排放,满足环保新标准的要求,所以说电改袋已成为当前乃至今后电除尘器改造的主流。
 
电除尘器改造中电袋复合与纯袋式的比较
1 电除尘器和袋式除尘器的特点
1.1 电除尘器特点
 
目前,国内新型干法水泥生产线烧成系统窑尾大部分选用电除尘器,其特点是:
 
(1)运行阻力低且稳定。
 
(2)必须要对烟气进行深度调质处理才能具有良好的收尘效率。
 
(3)基本能满足≤50mg/Nm3的排放要求。
 
(4)如要进一步降低排放浓度,须增加每个电场的极板面积或增加电场数量,从而大幅度地增加收尘面积,设备的投资及运行费用会因此大幅度增加,但效果并非十分显著。
 
(5)清灰不彻底及极板、极线的变形,很难保证除尘效率长期高效。
 
(6)电除尘器存在事故排放的缺陷。电除尘器的性能除了与结构有关外,在很大程度上受烟尘性能(尤其粉尘的电性能特征)和操作条件的影响。此外,主要影响因素还有:烟气工况(成分、温度、含湿量、含尘浓度、露点值、含硫量等)、粉尘性质(粒径、粉尘颗粒组成、黏附性、浸润性等)、烟气在电场中的速度、除尘器的漏风率、电极肥大、电极操作等。
 
1.2 袋除尘器特点
 
上世纪90年代引进美国富乐(Fuller)公司大布袋除尘器技术,经消化吸收、改进国产化后,袋式除尘器已逐步推广应用于新型于法生产线。近几年来,随着脉喷清灰技术的发展及高性能滤袋的出现,袋式除尘器已广泛用于水泥生回转窑窑头、窑尾。其特点是:
 
(1)除尘效率高且稳定可靠,高效脉喷袋式除尘器用于窑尾除尘时排放浓度可低于10mg/Nm3。
 
(2)对烟气的处理只需降温即可,除烟气温度和粉尘的黏性外,袋式除尘器的性能几乎不受烟尘其他性能的影响。
 
(3)滤袋为消耗品,需定期更换。
 
(4)除尘器系统阻力较高,且随着滤袋的运行时间及清灰效果而变化。
 
(5)维护方便,通常可以在线不停机检修、更换滤袋。
 
在袋式除尘器外形及大小不变的情况下,可以通过更换更高性能的滤袋提高过滤风速,提高除尘器的处理烟气能力。基于上述特点,在水泥厂环保专项改造需要提高除尘器的除尘效率或窑系统综合改造时,既要提高除尘器的处理能力,又要提高除尘器的效率,不少用户提出了希望将原电除尘器改造为袋式除尘器的设想。
 
2 “电改袋”的几种技术方案
由于老厂改造必须要考虑现场空间位置的限制,将窑尾电除尘器改造为袋式除尘器的方案有:
 
方案1:拆除原电除尘器,重新上新袋式除尘器,“电换袋”新型脉喷袋式除尘器的结构紧凑。
 
即使窑系统技改后产量大幅度提高,原电除尘器的空间一般可安装1台袋式除尘器。作为烟气调质的增湿塔与电除尘器配套时,需要将烟气温度从320℃降至150℃左右,而与袋式除尘器配套使用时只要降至260℃或200℃(由所选滤袋而定),所以技改前的烟气调质系统完全可以使用此方案的优点,不受其他条件制约。
 
袋式除尘器选用经优化的标准配置。可根据需要采用离线清灰方式或在线清灰方式,可通过袋式除尘器内的预除尘及均风装置将烟气预除尘和负荷均匀分配,保证袋式除尘器不同位置的滤袋负荷基本相同,还可通过隔离阀门实现在线不停机维修和换袋。当然,如有必要完全可以根据原有电除尘器的基础调整袋式除尘器的基础其缺点是施工周期长,原有电除尘器的灰斗和壳体未能充分利用。
 
方案2:“电改袋”,保留电除尘器部分壳体和灰斗改为袋式除尘器。
 
保留电除尘器壳体、灰斗、管道、承重基础、物料输送系统。去除电除尘器内部的各种部件,包括极线、极板、振打系统、变压器、上下框架、多孔板等等。在壳体内安装花板、挡板、气体导流系统,在结构体上部安装根据现场实际情况设计的净气室根据净气室及通道的位置来安装入孔门、走道及扶梯,正确选择和安装滤袋。
 
采用覆膜玻纤或P84纤维滤袋,正常运行温度应控制在滤料耐受温度之下。袋式除尘器的滤材选择至关重要,主要取决于风量、气流温度、湿度、除尘器尺寸、安装使用要求及价格成本,选择合适的滤材对整个工程的成败起着举足轻重的作用,没有合适的过滤介质,改造后的袋式除尘器未必会优于原有的电除尘器。只有合理的设计、选型和安装滤袋才会保证高效率除尘及***少的维护量。此方案的优点:缩短施工周期,可减少一定的设备投资。其缺点是:受原有电除尘器结构(尤其电除尘器的梁、柱位置)的制约,改造后的袋式除尘器很难构成***佳配置。具体体现在:
 
(1)滤袋在除尘器内很难按***佳方式布置,滤袋的间距、每只阀门清灰滤袋的数量(清灰面积)滤袋的长度、清灰气路系统的各项参数等很难作到***佳匹配,影响脉喷清灰效果。
 
(2)电除尘器的进出风位置和方式限制了预除尘及均风装置的效果。
 
(3)可以安装提升阀实现离线分室清灰,但在每个袋室的进风口没有也不能安装隔离阀门,原电除尘器的灰斗不能保证每个袋室间相互隔离,不能在不停机时在线维修和更换滤袋,给检修带来了不便。
 
方案3:保留电除尘器部分壳体和灰斗改为电-袋式除尘器(电改“电+袋”)。
 
通常,水泥窑尾电除尘器的第1电场收集了烟气中绝大多数粉尘,即1电场收尘效率超过80%“电+袋”除尘器,就是在除尘器的前部设置1个收尘电场,发挥电除尘器在第1电场能收集80%以上粉尘的特点,收集烟尘中的大部分粉尘,而在除尘器的后部装设滤袋,使含尘浓度低的烟气通过滤袋。这样可以大大降低滤袋的过滤负荷,延长喷吹周期,减少清灰次数,从而延长滤袋的寿命。电除尘器的壳体内除第1电场外,有足够的空间安装全部的滤袋。
 
此方案的优点:缩短施工周期,可减少一定的设备投资;其缺点是改造后的除尘器实际是2台除尘器(1台1电场电除尘器和1台袋式除尘器)相串联,2种除尘器的缺点也集中到一起,具体体现在:
 
(1)改造后的除尘器阻力为2台除尘器之和。
 
(2)改造后的除尘器***终依靠后半部分的袋式除尘器实现低浓度排放,但烟气的调质系统必须要将温度降至适应电除尘器工作时的150℃左右。
 
(3)2套除尘系统增加了故障率和维护工作量。
 
(4)其余缺点同方案2(“电改袋”)。
 
3 3种改造方案结果比较
(1)由于受原来电除尘器壳体和灰斗结构的限制,即使有采取分室离线清灰,但在每个袋室的进气口未能安装隔离阀门;所以,改造后的袋式除尘器也不能在不停机的情况下在线维修和更换滤袋。因原来电除尘器梁和柱的影响,改造后袋式除尘器袋室的大小很难做到完全相等,提升阀的安装也受到影响。
 
(2)如选用定型的脉喷窑尾袋式除尘器。在脉喷袋式除尘器设计时会采取先进的“模块化”设计理念,可大大节约安装时间,并保证安装质量。采取“模块化”设计并供货后,“电换袋”的安装时间与“电改袋”或“电改电+袋”方案基本接近。
 
(3)“电改袋”或“电改电+袋”的另一优点是充分利用原有电除尘器的灰斗和壳体,“电改电+袋”方案是利用1电场的电除尘器作为袋式除尘器的预除尘,降低进入袋式除尘器内的烟气浓度。但新型脉喷袋式除尘器在结构上考虑了烟气进入滤袋过滤前的预除尘,增加了均风预除尘装置,其效果与1个电场相近,完全可以处理1000g/m3以下的高浓度烟气。所以,是否有必要以1个电场的代价用于预除尘有待商榷。此外,电+袋式除尘器使用半年后,阻力上升到2000Pa左右,几经改造仍不理想,影响了窑产量。电除尘器改造费用比较见表1。
 
表1 摇以3000t/d窑尾除尘器为例,电改袋、电袋复合比较表
序号 对比内容 电改袋 电+袋
1 烟气量/(m3/h) 520000 520000
2 上地面积/m2 23×15 23×15
3 改造投资/万元 ~420 ~430
4 设计排放浓度/(mg/m3) ≤30 ≤30
5 设备运行阻力/Pa 1100 1300
6 运行功耗/kw主风机 1000 1000
清灰功耗 10.2 13.2
电晕极及振打保温 30
高压电源 57.6
总功耗 1000.2 1130.8
7 运行费用/万元(按年运行7000h;0.4元/kwh) 672.134 759.8976
8 大修更换部件 换袋120万元/3a袋笼30万元/10a 换袋120万元/3a;袋笼30万元/10a;1电场大修5万/4a;极板、极线12万/5a;
9 检修难易程度 在净气室检修,非常容易 2套系统工作量大,检修难度增加,静电部分检修环境恶劣。
10 设备操作难易程度 难度低、操作简单,容易撑握 1套设备兼具袋式、静电2个工作组成,增加了操作难度。
11 比电阻对除尘效率的影响 静电部份影响较大
12 运行时间延长,对排放浓度、除尘效率的影响 按滤袋寿命定期更换滤袋,原有排放深度不变, 由于静电部份对于大粒子的去除,进入到布袋以微细为主,既不利于清灰,同时会对滤布造成镶嵌的问题,增加系统阻力,缩减滤袋寿命。
4 结论
(1)水泥窑尾用袋式除尘器比用电除尘器更容易实现<30mg/Nm3的低浓度排放。
 
(2)采取“电改袋”或“电改电+袋”方案能缩短改造周期,但改造后除尘器性能指标不理想。
 
(3)2000t/d及其以上规模的回转窑技改时,建议采用“电改袋”方案,可充分利用原来电除尘器的本体、输灰等。
 
(4)“电改电+袋”方案,明显弊大于利,不建议采用。