贵州地区30吨锅炉除尘脱硫脱硝技术方案.docx
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1、贵州地区30t/h锅炉配套除尘、脱硫治理设计方案设计者江苏久力环境工程有限公司规划设计制造施工服务二0一七年九月3. 2.工艺流程说明锅炉产生的烟气经过布袋除尘器除尘,除掉烟气内99.9%的粉尘,烟气温度有所降 低,烟气再通过引风机和调整阀门后,进入脱硫系统。在脱硫塔内部,大量SO2被碱液 汲取去除,部分粉尘也被碱液溶解,经脱硫塔脱硫净化后的烟气经除雾器脱水,由排气 烟道进入烟囱排放。4. 3.设计范围本工程供货范围为除尘器入口烟道至脱硫后干净烟气出口的全套脱硫装置。包括除 尘器、脱硫塔主体和连接管道及附属系统设计、制造、运输、安装、调试、(72小时)试 运行(注:土建工程施工由业主负责)。调
2、试、试运行期间的水、电、汽、气和脱硫剂 等消耗材料由业主负责。5. 4.除尘系统设计6. 4.1.除尘系统比较在日常工业上常用的锅炉除尘设备主要有袋式除尘器、静电式除尘器及电袋复合式 除尘器,其性能对比如下:袋式除尘器优点1)除尘效率高,可以永久保证粉尘排放浓度在50mg/m3以下。2)单元组合形式,内部结构简洁、附属设备少,投资省,技术要求也没有电除尘器那 样高,无须专设操作工。3)能捕集比电阻高,因而电除尘难以回收的粉尘。4)袋式除尘器性能稳定牢靠,对负荷改变适应性好,运行管理简便,特殊相宜捕集微 小而干燥的粉尘,所收的干尘便于处理和回收利用。5)能实现不停机检修,即离线检修。6)除尘器占
3、地面积较小,并能按场地要求作特地设计。7)自动化程度较高,对除尘系统全部设备均设有检测报警功能,对操作人员要求较低、 操作维护人员的劳动强度较小。袋式除尘器缺点1)袋式除尘器用于净化含有油雾、水雾及粘结性强的粉尘时对滤料有相应要求。2)袋式除尘器净化有爆炸危急或带有火花的含尘气体时须要防爆措施.3)用于处理相对湿度高的含尘气体时,须要实行保温措施(特殊是冬天),以免因结 露而造成“糊袋”。4)当用于净化有腐蚀性气体时,须要选用相宜的耐腐蚀滤料,用于处理高温烟气须要 实行降温措施,将烟温降到滤袋长期运转所能承受的温度以下,并尽可能接受耐高温的滤 料。静电式除尘器优点1)初期除尘效率能达到99%,
4、能捕集lum以下的微小粉尘。2)处理烟气量大,可用于高温(可高达500)、高压和高湿(相对湿度可达100%) 的场合,能连续运转,并能实现自动化。3)具有低阻的特点,电除尘器压力损失仅100200Pa。静电式除尘器缺点1)设备浩大,耗钢多,需高压变电和整流设备,通常高压供电设备的输出峰值电压为 70100KV,故投资高。2)制造、安装和管理的技术水平要求较高。3)除尘效率受粉尘比电阻影响大,一般对比电阻小于104105。cm或大于1010 1011 Q - cm的粉尘,若不实行肯定措施,除尘效率将受到影响。4)对初始浓度大于30g/cm3的含尘气体需设置预处理装置。5)不具备离线检修功能,一旦
5、设备出现故障,或者带病运行,或者只能停炉检修。袋式除尘器与静电式除尘器性能对比表项目袋式除尘器电除尘器除尘效率除尘效率高N99.99%除尘效率98% (后期降低为 90% 95%)排放浓度W50 mg/m3N100 mg/m3是否达到国家排 放标准达标不达标比电阻影响捕集的粉尘不受比电阻值影响粉尘比电阻值对捕集效率影响大技术结构技术结构简洁技术结构困难运行状况袋式除尘器的性能运行稳定牢 罪电除尘器运行过程中芒刺线易脱 落、机械震打故障率高对负荷改变的适 应性袋式除尘器对负荷改变适应性 好,运行管理简便电除尘器对负荷改变适应性差运 行管理困难一次性投资一次性投资低于电除尘器一次性投资费用高于布袋
6、除尘器 (因需高压变电和整流设备)除尘器内件要求袋式除尘器的滤布已有耐高温、 防水防油的产品,适应大烟气量 锅炉对阳极板与芒刺线之间的间距要 求很严,由于温度、风速等缘由 影响变形、芒刺线脱落,除尘效 率将降低运行状况袋式除尘器的附属件已过关,运 行全部由PLC限制电除尘的震打锤及受打击部位易 损坏和变形,震打电机易坏检修状况具备离线检修功能停炉检修袋式除尘器与静电式除尘器年运行费用对比项目袋式除尘器电除尘器设备费用约72万约58万电耗费用电耗增量U50KW(包括引风机 及空压机灰斗电加热等)折合 176万元/年(0.306元/千瓦时计 算)电耗2400kW(电除尘本体)折合 367万元/年(
7、0.306元/千瓦时计 算)维护费用滤布更换费用。滤布运用寿命按 4年计,平均每年约9.5万元。(不考虑由于滤袋国产化而成 本下降的费用);笼骨更换费用, 按10年计,每年约1.2万元;脉 冲喷吹阀阀芯更换费用。按5年计,每年约L1万;每年常规修理费用10万元;极 板、极线以十年更换一次计,则 每年需4.2万元;不计由于电 除尘器随着运行年份增加,除尘 效率下降而引起电除尘器需改造 的费用。年运费总费用259.8439.23. 4. 2.除尘系统的选择依据对比及以往阅历,我公司设计此项目选择袋式除尘器来治理此烟气。4. 4. 3.袋式除尘器工作原理含尘气体由布袋除尘器的侧面进入,由于烟气流速突
8、然降低,大颗粒粉尘由于惯性 和重力的作用被分别落入灰斗,含尘气体进入中箱体经滤袋的过滤净化,粉尘被阻留在 滤袋的外表面,净化后的气体经滤袋口进入上箱体,由出风口排出。烟气从布袋除尘器 侧面进入,与灰斗进烟技术最大的区分是烟气在布袋除尘器内流淌是从上向下流淌,特 别有利于尘气分别,有利于烟尘进入灰斗排出。而灰斗进烟技术使烟气在除尘器内从下 向上流淌,与烟尘掉落方向刚好相反,特别不利于烟尘从布袋剥落和尘气分别,严峻影 响除尘效果,且烟气阻力也相当高。特殊的烟气入口沉降设计,使大颗粒的先沉降下来,削减了布袋的负荷。该设备由 于在清灰技术、除尘器主体结构、自动限制方面接受了先进技术,因此对粘细粉尘、高
9、 温高湿烟气及高浓度烟气处理有良好的效果。在工作状态,烟气从布袋外部渗透到布袋内部,粉尘被滤布阻挡在外表面,随着滤 袋表面粉尘不断增加,除尘器进出口压差也随之上升,脉冲限制仪定时发出指令,清灰 系统起先工作。自然风脉冲布袋除尘器是一种处理风量大、清灰效果好、除尘效率高、 运行牢靠、维护便利、占地面积小的除尘设备。烟气阻力一般状况限制在烟气阻力为 1200Pa,定时进入清灰状态,布袋形态从工作状态在瞬间(约0.5秒)变为清灰状态, 又从清灰状态变为工作状态,这过程让布袋产生剧烈的振动,使布袋外表面积聚的粉尘 快速振落,随即又复原到工作状态。布袋清灰是布袋除尘器阻力、除尘效果和布袋寿命 的主要确定
10、因素,压缩空气过于剧烈的清灰,不仅损坏布袋,缩短布袋运用寿命(有的 布袋只能有半年的寿命),而且由于破坏了布袋表面的粉尘层,从而降低了除尘效果, 因为布袋除尘器的除尘效果不是取决于滤料,而是取决于在滤料表面形成有效的粉尘层, 真正起除尘作用的是在滤料表面形成的粉尘层,破坏了粉尘层也就是破坏了滤料的除尘 效果,因此,压缩空气清灰会影响布袋的除尘效果。5. 4. 4.除尘器特点本除尘器接受分室停风脉冲喷吹清灰技术,克服了常规脉冲除尘器和分室反吹除尘 器的缺点,清灰实力强,除尘效率高,排放浓度低,漏风率小,能耗少,钢耗少,占地面 积少,运行稳定牢靠,经济效益好。适用于冶金、建材、水泥、机械、化工、电
11、力、轻工 行业的含尘气体的净化与物料的回收。 由于接受分室停风脉冲喷吹清灰,喷吹一次就可达到彻底清灰的目的,所以清灰周 期延长,降低了清灰能耗,压缩空气耗量可大为降低。同时,滤袋与脉冲阀的疲惫程度也 相减低,从而成倍地提高滤袋与阀片的寿命。 检修换袋可在不停系统风机,系统正常运行条件下分室进行。滤袋袋口接受弹性涨 圈,密封性能好,坚固牢靠。滤袋龙骨接受多角形,削减了袋与龙骨的磨擦,延长了袋的 寿命,又便于卸袋。接受上部抽袋方式,换袋时抽出骨架后,脏袋投入箱体下部灰斗,由人孔处取出, 改善了换袋操作条件。 箱体接受气密性设计,密封性好,检查门用优良的密封材料,制作过程中检漏,漏 风率很低。 进、
12、出口风道布置紧凑,气流阻力小。 . 4. 5.除尘器结构介绍钢结构除尘器零米以上建筑均接受钢结构,钢结构件符合有关的钢结构设计规范;钢结构 的设计简化现场安装步聚,尽量削减现场焊接工序。就除尘器的钢结构而言支承结构是 自撑式的,任何水平荷载都不转移到别的结构上。除尘管道及其附件管道布置顺畅、整齐,管道之间的净距离,管道与设备、墙、梁、柱之间的净距离, 以及管道的架空高度等都依据国家和行业有关规范要求安装制作,不会影响生产工艺操 作和运输、消防及设备检修等。穿出厂房的除尘管道的结构、穿出屋面的位置及在屋面 上的走向和支撑等都依据贵公司厂房结构的要求制作安装。管道通径、壁厚、管道风速按国家和行业相
13、关标准及粉尘的浓度、粒径、比重、磨 琢性等因素进行综合考虑,确定合适风速,防止风速过高加剧管道磨损和风速过低造成 管道积灰。管道与除尘器及其他设备的连接,均接受法兰连接,风机进出口均接受软连接,支 管与主管(或干管)连接要从主管的上部或侧面接入,连接夹角小于45度。对一切除尘管道室外部分进行保温处理,防止烟尘因温度降低而结露,保温层接受 厚度2100mm的岩棉,外部包装材料为厚度不低于0.4mm的彩色钢板,外形整齐美观。管道支架、吊架、托座设置管道支架、吊架、托座合理布置,接受等距离布置,同时避开管道易磨损、易积灰 的部位。其设置不影响生产工艺操作和设备修理,并符合厂房结构、运输、安装、消防、
14、 平安等项要求。管道支架接受框架结构,保证足够的强度和稳定性能,合理布置支架的 间距,确保管道在承载各种负荷的状况下不出现变形、失稳等不良状况。除尘器主体和灰斗除尘器接受抗结露低阻脉冲袋式除尘器,负压外滤式,分室离线脉冲喷吹。除尘器 设计、制造、安装符合国家和行业现行相关标准和有关规定。除尘器本体结构、支撑框 架和基础设计充分考虑永久载荷、活动载荷及地震等因素。除尘器的技术性能和各项技 术参数的确定都经过科学合理的计算与实践推理,能确保除尘效果达到排放标准。适当 布置过滤面积,选择适合的过滤风速。除尘器箱体具有规范要求的强度、刚度和耐压性能。在最不利条件下运行时,壳体 不会出现可见变形,上箱体
15、接受活动盖板,结构和高度能保证清灰喷吹管道及滤袋的安 装、检修、更换等操作便利可行。顶盖密封门达到封闭严密,不漏气,顶部坡度自然排 水,并设置防雨棚。除尘器灰斗容积设定充分考虑输灰设备检修期内的储灰实力。灰斗结构保证粉尘流 淌顺畅,灰斗斜面与水平面的夹角大于65。灰斗接受电加热,与除尘器风机联动,除 尘器工作时,电加热开启。除尘器的灰斗能承受长期的温度、湿度改变和振动,并考虑 防腐性能。除尘器进气系统从对除尘效率的影响来说,除尘器内的气流分布匀称与否对电除尘器的除尘效率影 响较大。而对袋除尘器则影响较为有限,但假如局部风速过高,会对这些区域的滤袋寿 命产生较大影响。将导致滤袋寿命较低。因此,袋
16、除尘器内的气流分布技术是袋除尘器 的关键技术之一。在方案实践中,尽管目前尚没有这方面的相关标准,但一般要求匀称 度大于95%。对于大风量除尘,由于烟气量大,气流分布更是重点也是难点,目前我国 袋除尘技术与发达国家的差距,气流均布技术是一个主要方面。袋除尘器内的气流分布 与进风及排风方式、除尘器的结构布置以及所实行的均流措施有关。1)进气方式、风量安排、气流分布袋式除尘器的阻力有滤袋过滤阻力和设备阻力共同构成,从削减空气动力阻力的基 本条件可知,当气体流淌顺畅、平缓、流程短、不发生涡旋时,流淌阻力将会减小。运 用此原理,只要烟气从渐扩进气口平直进入袋式除尘器,并使之匀称分布,过滤后再平 直地从出
17、风口排出,对降低袋式除尘器的结构阻力特别有益。于是我公司的除尘器在结 构设计上尽量满意低阻力流淌的基本条件,最大优点是流程短、气流顺畅、速度低、设 备结构阻力小。2)设置风量调整导流板和多孔气流均布板,组织并疏导气流流入预定空间,将风量 匀称输送和安排到各个滤袋仓室,确保滤料不被冲刷损坏,保证其长寿命的要求,通过 计算机模拟试验、试验室相像模化试验的结果进行比较,确定最佳风量安排和气流分布 参数的装置形式。3)烟气经气流分布装置风量安排和整流后流向袋除尘器过滤空间。烟气通过外滤方 式进行过滤,粗粒粉尘主要靠重力、惯性碰撞作用落入灰斗,捕集细粒粉尘主要靠筛滤 作用。粉尘被阻留在滤袋外表面,净化后
18、的烟气沿袋内向上流在上箱体汇合后从尾部出 口流向引风机。4)含尘气体由导流管进入各单元过滤室,由于设计中袋底离进风口上口垂直距离有 足够合理的净空,滤袋间距亦进行了特地设计,气流通过前部导流后,依靠阻力安排原 理自然分布,达到整个过滤室内气流以及各空间阻力的分布匀称,保证合理的烟气抬升速 度,最大限度地削减紊流、防止二次扬尘。5)除尘器设计合理的进风导流系统将箱体、过滤室和系统的阻力降至最小并尽可能 地削减进风系统中的灰尘沉降现象,避开了滤袋的晃动、碰撞、磨擦,延长了系统及滤 袋的运用寿命。除尘器清灰系统1)包括喷吹管、压缩空气管、脉冲阀等,喷吹管平行地排列在预先组装的顶部净气 室内,每一根净
19、气管上都有若干小喷气嘴,这些小喷气嘴一一对于每条滤袋的中心点。 净气管与外部压缩空气管连接,管的始端插入卡槽,末端与支撑角钢焊接,并用管卡定 位。除尘器顶部安装有压缩空气管道,管道与净气管相连。压缩空气由脉冲阀限制,脉 冲阀与电磁阀相连接,整套清灰系统的运作由除尘器的限制系统统一限制。检测除尘器 两端差压的传感器固定在气管的出口和入口,依据时间或差压计检测的差压信号限制除 尘器的清灰周期。2)脉冲喷吹清灰技术脉冲阀和喷吹装置是确定清灰效果和降低运行阻力的关键:a对脉冲阀的要求:自身结构简洁、阻力小、开启和关闭快速、能以最短的时间释 放大量的压缩气体。同时,要求的气源压力低,使清灰能耗削减。比较
20、后选用具有快速 启闭功能的沉没式脉冲阀。b通过试验测试,管式脉冲喷吹所产生的滤袋表面变形加速度在众多清灰方式中是 最大的,即清灰实力和效果要明显优于其他类型的清灰方式。管式脉冲喷吹是逐排、逐条对滤袋进行清灰的,喷吹气流全部进入滤袋,压气能量利用率高、节能,是一种强力 清灰方式。这种结构的除尘器内部没有任何机械活动部件,不会发朝气械故障。将喷吹 管的安装形式设计为插接式,使得拆装快捷、精确。与脉冲管式喷吹清灰效果亲密相关 的问题是:喷嘴与袋口的同心度、喷吹气流的扩散角度、喷嘴距袋口的距离、喷吹孔的 孔径大小与分布、稳压气包涵积、供气系统等。依据试验和布袋除尘器大量方案实践, 我们认为:1是喷嘴的
21、定位开孔肯定要在专用模具上进行,喷吹管与花板定位组装后整 体出厂和安装;2是在喷吹孔外加设肯定长度短管,保持喷吹气流的角度垂直、不偏斜; 3是喷嘴距滤袋口的距离不行太大或太小,须要进行试验;4是喷吹管上喷孔孔径大小和 分布不是匀称的,一般规律是远离脉冲阀的孔径较小。详细的孔径取决于试验结果和方 案阅历。c清灰系统是袋除尘器的“心脏”,清灰系统及清灰制度的设置合理与否将干脆影 响到袋除尘器的运行平安及滤袋的运用寿命。从袋除尘器的除尘机理来看,除了滤料本 身的过滤作用外,袋除尘器外黏附的粉尘层也有过滤作用,这就是所谓的“粉尘过滤粉 尘”,因此对袋除尘器的清灰来说,清灰太彻底不行,因为这样会失去粉尘
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