在城市大气环境污染中,工业锅炉是 较大的污染源之一。煤经过燃烧产生的灰尘和二氧 化硫,很大部分随烟气从锅炉中排出。过去大多数在用锅炉配备的传统旋风式除尘器,由于经常出现壳 体磨损穿孔,锁气装置失灵等现象,造成除尘效率大幅降低,已经逐步淘汰;多管除尘器除尘效果虽然良好,但不能满足脱硫要求。由于国家环保政策的加强和人们 环保观念的更新,对治理锅炉污染的要求越来越高,市场上可供选择的脱硫除尘设备种 类繁多,能否正确选用十分关键。
脱硫除尘设备的选择
1、根据燃料的燃烧特点选用脱硫除尘设备
有些使用单位按锅炉设计煤种 中的有关数据选配锅炉除尘器,效果很不理想,应该依据实际使用燃料的燃烧特性进行选择。锅炉在某负荷运行,燃料输入热量一定,与之匹配的鼓风量也一定。对普遍使用的链条炉排锅炉来说,燃用大同煤时,在一定负荷下,与设计煤种 相比,因发热量较高,煤耗量应减少。假使减薄炉排煤层厚度,不减少鼓风量,就出现炉排煤层吹空或炉排风量不均,无法正常燃烧;减少鼓风量,可燃质就不能燃烬,出力降低。鼓风量一定时,煤层厚度与设计煤种 等厚才不至于吹空,但不能完全燃烧,需要继续增大鼓风量。通过降低炉排速度减少给煤量,则燃烧的着火点就前移,经常烧坏煤闸板甚至给煤斗。为了正常运行,既要增加鼓风量又不能减少给煤量,炉膛总产热量必然增加,排烟温度提高,烟气排放量增大,相应烟气流速也加快。所以,针对这一特点,用实际的烟气排放量、烟气流速、排烟温度等指标选用脱硫除尘器十分重要。
2、烟尘排放量
工业锅炉的不同燃烧方式产生的烟尘量是 大不相同的。测试表明,锅炉燃用大同煤时,对于手烧炉排和链条炉排锅炉,飞灰占燃料中总灰分的10%~25%,初始烟尘浓度一般在1800~3000mg/Nm之间。烟尘排放量是 烟气排放量与烟尘浓度的乘积,是 选型的较基本指标。选用锅炉脱硫除尘器时,不能简单的查阅理论资料,一定要依据测试的真实数据。
3、烟尘粒度
不同的燃烧方式,烟尘粒度也不同。层燃炉中飞灰颗粒大部分是 在50~200μm范围内;而煤粉炉的飞灰颗粒中<10μm的含量达40%;颗粒愈细就愈难从烟气中分离出来,因而烟尘粒度也是 选型的一个重要根据。
4、烟气阻力
对在用锅炉而言,选择脱硫除尘器时,烟气阻力不能忽视。如果脱硫除尘器的烟气阻力太大,将会造成引风机烟气流量减少,锅炉出现正压燃烧。但是 ,烟气阻力太小,脱硫除尘的效果就不理想。因此,应尽量选择结构简单、烟气阻力适当的脱硫除尘器。如果还不能满足,则需要更换引风机,这将会加大投资费用。
5、安装场地
锅炉由原来简单的除尘设备更换为脱硫除尘设备,在锅炉房结构不变的条件下,锅炉房辅机间的占地面积成为制约选型的较直接的因素。如果设备体积较大,势必影响各辅机的运行操作,加大了风道的布置难度,风道的烟气总阻力也可能增加。除了设备外型尺寸外,还要考虑 烟气接口的位置、朝向等。
6、设备型式
从理论上讲,除尘与脱硫是 两个概念,如果除尘与脱硫设备单设,无疑是 较理想的选择。对于除尘设备而言,静电除尘器效率较高,但投资太大,适宜电站锅炉;过滤式除尘器(即布袋式除尘器)除尘效率可稳定在90~99%,能过滤极细的粉尘,安装简单,但通风阻力较大,一般在1970Pa左右,占地面积大,关键是 不宜用于过滤含水、含油和粘结性较大的烟尘;离心式旋风除尘器实际除尘效率一般在85%左右,主要是 内衬材料易脱落,不耐磨损;水膜除尘器除尘效果很好,但占地面积大,运行维护复杂,耗水量大。对于脱硫设备而言,水浴式脱硫装置效果较好,同时兼备除尘功能。事实证明,如果场地允许,在原有除尘器后面串联安装脱硫设备,无论使用何种 除尘器,较终的除尘与脱硫效果都很好。如果场地不允许,集脱硫、除尘功能于一体的脱硫除尘器便成为现实的选择。
脱硫除尘设备的使用
合理选择脱硫除尘设备后,正确维护使用更加重要。以目前普遍采用的自激式(水浴)脱硫除尘器为例说明,其原理是 :烟气以一定流速冲击水面,激发水滴飞扬,灰分被水滴吸附后沉积,烟气中的SOz与水滴接触反应形成亚硫酸溶于水,从而达到净化烟气的目的。水滴颗粒越小,数量越多,脱硫效果越好。但在使用时,需要注意以下问题。
1、及时加药
脱硫除尘器工作中生成的亚硫酸具有很强的腐蚀性,对设备本身及风机、烟道十分有害,要用碱来中和,所以应该及时加药。加药量通过化验酸浓度和测定水容积来控制并且根据煤种 、负荷变化随时调整。
2、定时除灰
烟气中的灰分沉积在脱硫除尘器的底部,必须定时清除,否则凝集后无法排出,导致激水效果劣化,造成脱硫除尘器失效甚至堵塞。
3、保持水位
脱硫脱硝除尘器使用时应始终保持水位在设计限度内波动,水位超高,会淹没排烟管口;水位太低,易引发声响,都将影响正常运行。
4、控制烟速
资料表明,烟气冲向水面的速度控制在12m/s左右时,脱硫除尘效果较佳。当燃用煤种 偏离设计煤种 或锅炉负荷低于额定出力太多时,由于烟气量的变化而带动烟速变化,将偏离较佳使用效果。因此有必要征得生产厂家的同意后,对排烟管管径或排烟管数量进行必要的修正。
另外,在保证脱硫除尘效果的前提下,对于小型锅炉房,尽量选择机械化程度不是 太高的脱硫除尘设备,因为其运行条件恶劣,机械部分的故障率高,故障一出将被迫停炉,造成损失。在日常维护中,应检查防腐层是 否完好,有无漏风等。锅炉停炉后,切记放水、清灰并干法保养。
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