电除尘改电袋复合方案资料.docx
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电除尘改电袋复合方案资料
技
术
方
案
(电除尘器改造为电袋复合除尘器)
单位:
**************有限公司
项目:
2x75t/h锅炉电除尘器改造
设备名称:
电除尘器改造为电袋复合除尘器
设计单位:
*************************
日期:
2012年08月17日
技术文件目录
一、工程项目背景------------------------------------------------------------------2二、重点考虑的几个问题-----------------------------------------------------------2三、设计原则--------------------------------------------------------------------------3
四、设计依据--------------------------------------------------------------------------3
五、采用技术--------------------------------------------------------------------------5
六、设备改造方案--------------------------------------------------------------------7
七、设备改造所采取的技术措施--------------------------------------------------8
八、后级布袋除尘器的设计步骤-------------------------------------------------10
九、设计方案-------------------------------------------------------------------------11
十、电-袋复合除尘器结构---------------------------------------------------------12
十一、清灰系统----------------------------------------------------------------------13
十二、喷吹用压缩气源的处理----------------------------------------------------13
十三、节能处理----------------------------------------------------------------------14
十四、关键部件的选择-------------------------------------------------------------14
十五、主要工艺手段及质量控制措施阐述-------------------------------------16
十六、电气控制----------------------------------------------------------------------17
十七、公用介质----------------------------------------------------------------------23
十八、设备交付----------------------------------------------------------------------23
十九、设备验收----------------------------------------------------------------------24
二十、技术服务----------------------------------------------------------------------26
二十一、运输方案或计划----------------------------------------------------------31
二十二、供货范围-------------------------------------------------------------------32
二十三、备品备件-------------------------------------------------------------------34
二十四、方案图附后
一、工程项目背景
某有限公司热电厂共有5x75t/h循环流化床锅炉,原先配套:
干法、板卧式,单室三电场静电除尘器,为适应新环保要求,要求对原有三电场静电除尘器进行改造,同时为保证公司正常生产,先对其中2台进行改造。
为保证公司正常生产,采用逐台改造的方式,即一台改造完成并成功投运后再改造下一台。
改造方法为:
保留原电除尘的一电场,将二、三电场改造为布袋除尘器。
本除尘器设计以某有限公司热电厂技改要求为依据,主要就除尘器技术参数、配套件选取、除尘系统的配置内容及范围等指标,明确详细技术参数、除尘器特点、设计制造标准、质量控制等方面的内容。
同时,结合本公司在除尘器设计制作方面的丰富经验,提出自己的见解。
二、重点考虑的几个问题:
1、锅炉用的燃料的成份组成。
以招标文件中提供的煤质资料作为设计除尘器时的参考数值,设计除尘器时根据经验充分考虑锅炉的燃烧方式、飞灰特性及其在一定范围的变化等情况。
2、根据锅炉以下工况需采取相应的技术措施
2.1.当锅炉空预器出口烟温超过滤袋允许使用温度时的保护措施。
2.2.在锅炉运行中发生水冷壁、过热器、再热器、省煤器发生爆管时,除尘器的保护措施。
2.3.在锅炉启动时全投油及低负荷投油助燃时的保护措施。
2.4.防止滤袋发生氧化腐蚀的技术措施。
2.5.阻止滤料发生酸腐蚀的技术措施。
2.6.当锅炉尾部发生燃烧时采取的技术措施。
3、其它影响锅炉正常安全运行的措施
3.1.气源系统异常(设备停机、管路泄漏等),应采取的相应措施;
3.2.锅炉运行过程中其它意外情况应采取的措施;
4、保障除尘设备及滤袋的正常使用需采取的措施
4.1.进出风方式及烟气在各分室的导流均布情况;
4.2.减少粉尘对料袋的冲刷磨损、有效的延长使用寿命而采取的措施;
4.3.为有效彻底地清除粉尘而采取的措施;
4.4.除尘设备运行、操作、维护方便采取的措施。
三、设计原则
我们在除尘设计时,以“简单、实用、可靠、经济”为方向,并结合行业特点,本着以下原则进行了综合考虑:
1、不影响操作工艺,为生产服务。
2、满足国家及行业对环保的要求,达标排放。
3、除尘技术经实践检验,设备能长期稳定、高效、可靠运行。
4、有较好的性能价格比。
5、确保配套件的高质量,以提高除尘器的运行可靠性。
6、结构应美观紧凑,方便进行保温、防雨处理。
7、方便保养、维修。
8、方便运输安装。
四、设计依据
烟尘的最终净化是通过除尘器来完成的,除尘器设计的优劣,将直接决定除尘系统的总体效果、系统能耗以及系统能否长期稳定运行。
现有的除尘器形式较多,各有利弊。
一台所谓优秀的除尘器,仅仅是针对某一个扬尘工艺点来说,是净化效果良好的优秀除尘器,并不是放在任何工艺点甚至近似工艺点都优秀的除尘器。
因此,必须针对具体扬尘工艺点的粉尘状况(浓度、温度、湿度、酸碱性、磨蚀性、粒径、燃爆性、粘结性、浸润性等)、管道布置、捕集形式、设备运行周期等各个方面,进行综合考虑:
1、烟尘的物理、化学性质,包含密度、温度、湿度、酸碱性、粒径分布、浸润性、粘附性、磨蚀性、燃爆性、露点等。
2、烟尘的风量变动范围及周期。
3、本公司的丰富治理经验。
4、技术标准
4.1.火电厂大气污染物排放标准GB13223-1996
4.2.环境空气质量标准GB3095-1996
4.3.袋式除尘器安装技术要求与验收规范JB/T8471-9
4.4.脉冲喷吹类袋式除尘器JB/T8532-19976
4.5.袋式除尘器性能测试方法GB12138-89
4.6.袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件GB12625-90
4.7.袋式除尘器用滤袋框架技术条件JB/T5917-91
4.8.通风与空调工程施工及验收规范GB50243-97
4.9.涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB8923-88
4.10.钢结构设计规范GBJ17-88
4.11.钢结构工程施工验收规范GBJ205-83
4.12.机械设备安装工程施工及验收规范TJ231-75
4.13.建筑钢结构荷载规范GBJ9-87
4.14.建筑抗震设计规范GBJ11-89
4.15.钢制平台、扶手、栏杆GB4053-93
4.16.固定式钢斜梯GB4053.2-83
4.17.钢制阀门的一般要求BE1124-89
4.18.火力发电厂热力设备和管道保温油漆设计技术规定SDGJ59-84
4.19.工业企业噪声控制设计规范GBJ78-85
4.20.焊接接头的基本型式与尺寸GB985-986-88
4.21.普通碳素结构钢和低合金结构钢冷轧薄钢板及钢带GB11253-89
4.22.普通碳素结构钢和低合金结构钢冷轧厚钢板技术条件GB3274-83
4.23.优质碳素结构钢钢号和一般技术条件GB699-88
4.24.电力工程电缆设计规范GB50217-94
4.25.生产设备安全卫生设计总则GB5083-85
4.26.锅炉大气污染物排放标准GWPB3-1999
4.27.机电产品包装通用技术条件GB/T13384-92
4.28.电气装置安装工程施工技术条件GBJ232-82
5、锅炉技术参数及质量要求
5.1锅炉烟气量:
185000m3/h;
5.2锅炉烟气温度:
150℃
5.3除尘器形式:
电-袋复合除尘器。
五、设备改造后的除尘机理及技术特点
将电除尘改造为电-袋复合除尘器技术是将现役的静电除尘器,改造为电-袋复合式除尘器。
利用电除尘与布袋除尘器有机结合的一种新型高效除尘器。
它充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的优点,以及两者相结合产生新的优点,同时能克服电除尘和布袋除尘器的缺点,与现有的除尘设备相比,具有除尘效率稳定高效、滤袋阻力低,寿命长,设备投资少,运行成本低的优点。
1)电除尘改造为电-袋复合型除尘器的除尘机理
电除尘改造为电-袋复合型除尘器的形式为串联式,前级为纯电除尘电场,后级为纯袋除尘结构,区域划分清楚,技术成熟,更容易实现,该技术已得到应用。
前级保留一个电场的电除尘器,能收集烟尘中大部分粉尘,收尘效率在70%左右,并使流经该电场到达后级未被收集下来的微细粉尘电离荷电。
后级设置布袋除尘器,使含尘浓度低并预荷电的烟气通过滤袋而被收集下来,达到排放浓度≤20mg/m3的环保要求。
后级布袋除尘器的基本工作过程是:
锅炉的烟气因引风机的作用被吸入和通过二级电除尘器后,在负压的作用下均匀而缓慢地穿过滤袋。
烟气在穿过滤袋时,固体尘粒被捕集在滤袋的外侧,过滤后的洁净气体经净气室汇集到排风烟道后外排。
使用脉冲压缩空气将已捕集在滤袋上的灰尘从滤袋上剥落并使之落入底部的灰斗内,再通过输送设备把灰尘从灰斗内输送出。
随着过滤工况的不断进行,附着于滤袋外表面的粉尘不断增多,气流通过的阻力也不断加大,当阻力达到一定值时,除尘器的通风能力将会明显下降。
为了确保除尘器除尘效果稳定,我们设置了定时、定压两种清灰系统,该系统的运行由可编程控器(PLC)来完成.整个过程如下:
PLC按一定的时间间隔发出控制信号,控制脉冲阀开启,压缩气体经喷吹机构逆向进入各滤袋,由其内部排向外部,形成二次引流,改变滤袋内外的压差,从而清除滤袋外表面的粉尘,并经过一定的沉降时间,使清下的灰尘完全落入灰斗,粉尘经插板阀落到气力输送装置中。
在清灰过程中,一个滤袋的喷吹时间称为清灰时间;全部滤袋完成一个清灰循环的时间为清灰周期,调整清灰时间和清灰周期,可使除尘器阻力保持在限定范围内。
本除尘器可设两种清灰方式,其中,定压清灰具有优先权:
定时清灰:
是根据设定时间,各室自动轮流清灰;
定压(定阻)清灰:
是通过除尘器净、尘气室的压差(运行阻力)来控制PLC,从而进行清灰转换,过程如下:
运行压差→差压变送器→(差压仪表)→PLC→脉冲阀→清灰。
电除尘改造为电-袋复合除尘器后的荷电粉尘有如下作用:
1)扩散作用。
由于粉尘带有同种电荷,因而相互排斥迅速在后级的空间扩散,形成均匀分布的气溶胶悬浮状态,使得流经后级布袋各室浓度均匀,流速均匀。
2)吸附和排斥作用。
由于荷电效应会使荷电粉尘在滤袋上沉积速度加快,以及带有相同极性的粉尘相互排斥,使得沉积到滤袋表面的粉尘颗之间有序排列,形成的粉尘层透气性好,空隙率高,剥落性好。
所以电-袋复合型除尘器利用荷电效应减少除尘器的阻力,提高清灰效率,从而设备的整体性能得到提高。
2)电除尘改造为电-袋复合型除尘器后的技术特点
a、电袋复合技术的除尘机理科学,技术先进可靠。
b.电-袋复合除尘器滤袋粉尘负荷量少,可以提高滤袋的过滤风速,节省投资和减少占地面积。
c.电-袋复合除尘器的运行阻力低
由于荷电效应的作用,滤袋形成的粉尘层对气流的阻力小,易于清灰,在运行过程中除尘器可以保持低的运行阻力。
d.无粉尘冲刷磨损。
e.电-袋复合除尘器中的滤袋数量相对减少,降低了设备投资费用。
电-袋复合除尘器与常规布袋除尘器相比,单位时间内相同滤袋面积沉积的粉尘量少,滤袋的清灰周期可以为常规的2倍以上。
降低滤袋的清灰频率和减少清灰次数,滤袋的使用寿命得以延长。
f.改造后的电-袋复合除尘器设备不再受煤种、烟气工况、飞灰特性影响,能达到排放浓度≤20mg/m3的环保要求。
g.经过前级电除尘部分的冷却,有效避免了糊袋、烧袋现象的发生。
六、设备改造方案
1、保留部分原电除尘器结构
保留原电除尘器一电场电除尘器原结构及电除尘器箱体外壳、支架、进出风口、灰斗及灰斗阻流板、部分梯子平台及原有卸灰系统等;将原有极板、极线以及侧部振打部分全部拆除,更换SPCC材质阳极板,304材质阳极线,更换全新侧部振打机构。
2、拆除部分原电除尘器结构
原电除尘二、三电场顶部保温筒、高压电源、内部的阴、阳极系统及振打吊挂装置,原进口气流分布板、出口槽形板部分梯子平台等拆除或移位。
3、将静电除尘器改造为电-袋复合式除尘器
在原来电除尘器部分保留的基础上,在除尘器二、三电场内部设新的布袋除尘器花板、滤袋和袋笼及喷吹装置,在进风口内设置新的气流分布装置和导流板,对原电除尘出风口进行改造使其成为新的袋式除尘器的排风口。
袋式除尘器的工作负压增大,重新设置内部支撑满足壳体刚度和强度要求。
对原除尘器漏风、损坏部位进行修复。
重新油漆装钸等。
新上布袋除尘器自动控制系统,对布袋除尘器设备运行连续监测,自动操作和安全保护。
七、设备改造所采取的技术措施
1、后级袋除尘器部分采用抗结露脉冲除尘技术(引进技术)
对滤袋作PTFE浸渍处理,以达到防油防水的效果。
气源系统应彻底去除水分、油污,同时除尘器外部和上箱盖采用整体保温,灰斗部分采用蒸气盘管加热外加保温提高除尘器的抗结露性能。
2、后级袋除尘器部分采用超音速引流喷射原理
脉冲行喷吹嘴部加超音速引流喷嘴,合理调配同一吹管上喷嘴口径大小,以均流喷吹压缩气源,在相同压缩气耗前提下,达到2-3倍的清灰效果,并有效保护滤袋口部不受损伤。
3、后级袋除尘器部分采用文丘里管技术产生二次诱导风,提高清灰动能。
实验证明,采用与不采用文丘里管诱导技术,清灰效果差别很大。
采用文丘里管清灰更彻底、滤袋更干净;不采用文丘里管滤袋上尚有残灰吸附在上面,尤其是滤袋的下部。
脉冲阀动作时产生的声波还可以使滤袋产生微振动,起到辅助清灰作用。
本方案采用文丘里管既保证了清灰效果,又不会减小除尘器过滤面积增大除尘器阻力。
4、气流均布技术
除尘器设置梯形进气烟道(各截面积经严格计算并实践论证),灰斗内设置气流均布装置,使气流均匀进入每个气室并达到均布。
导流装置还防止安装、维修及运行过程中的落袋。
同时,导流装置起到预沉降高温大颗粒粉尘,减少对滤袋的磨损的作用。
另外,箱体下部与滤袋底部留有一定空间,使上升到此区域的烟气速度瞬间下降,迅速扩散,防止同室内滤袋过滤负担不均现象。
5、后级袋除尘器部分采用滤袋预喷涂保护技术
由于进布袋除尘器的烟气含有硫化物且含有部分水汽,为了防止水吸附烟尘粘结在布袋滤袋上而腐蚀滤料,通过预喷涂熟石灰粉均匀覆盖在除尘器滤袋表面,将风机调至足够风量(以防止喷涂材料掉入灰斗),靠风的吸力均匀洒入,预涂粉中以除尘器进出口间压差(在初始压差基础上)升高250~400Pa为喷涂完成标准。
锅炉烟气应在预涂灰后48小时内进入除尘器处理。
预喷涂时先打开喷涂装置上的阀门,关闭清灰和输灰程序,打开提升阀和手动蝶阀,关闭除尘器旁通阀。
预涂灰时除尘器压差(在初始压差基础上)升高250~400Pa时为标准。
预涂灰后检查花板的泄漏和滤袋破、掉袋情况。
如有问题,及时处理。
在锅炉启动时全投油及低负荷时投油助燃时,应提前进行预涂灰。
预涂灰使滤料提前覆盖一层粉尘,减少油滴与滤料的接触。
6、后级袋除尘器部分采用门盖高效密封
除尘器所有焊缝采用双面焊接,除尘器上部门盖处为钢体与耐温、耐酸碱的特殊橡胶胶条线性密封。
特殊橡胶条具有耐化学稳定性好,耐臭氧、耐老化、耐高温等特点,非常适合应用于燃煤锅炉除尘器的密封,我公司已率先应用于多个工程中,使用效果良好。
7、温度、湿度的控制
锅炉烟气进入除尘器过程中,配备全方位的温度、湿度、氧量检测回馈系统,并形成闭循环控制,有效避免高温烟气通过除尘器内部。
在锅炉排放温度过高、四管爆裂、投油助燃阶段,系统自动打开旁路气动蝶阀,烟气经旁路管道排出。
此方式可防止高温烟气烧毁布袋、高湿烟气糊住布袋。
8、后级袋除尘器部分压缩空气气源发生故障采取的保护措施
在袋除尘器附近的储气罐顶装压力变送器,对气源压力实时监控,当压力超过正常波动范围持续下降时,PLC发出打开旁通阀的指令信号,并同时切断通向除尘器顶部气管路(供脉冲阀和离线阀的气源管路),将储气罐内储存的有限的压缩空气集中供给旁通阀门气管路。
其根本目的是防止因气源故障使除尘器内部断路,形成“真空”状态。
除尘器“真空”状态造成的危害是比较严重的:
1)使锅炉炉膛内微负压状态逆转为正压并迅速升高,严重危害锅炉的安全运行;
2)除尘器在“真空”状态容易产生变形。
八、后级布袋除尘器的设计步骤
1、安装场地的长宽高限制(通车道、除灰设备的布置考虑);
2、系统的实际处理风量;
3、结合烟气的各种性质,选择滤料;
4、选择过滤风速、在线或离线清灰方式;
5、计算滤料的总过滤面积;
6、计算滤袋的直径和长度;
7、计算滤袋数量,选取骨架结构;
8、设计花孔板的滤孔分布;
9、设计脉冲清灰系统;
10、设计外壳结构、气包、喷吹管、进出风口位置改造、管道布置、气流分布、楼梯平台改造、安全防护等,并综合考虑力学结构;
12、合理配套控制系统;
九、设计方案
1、工况条件下烟气量的确定:
根据招标文件提供的2x75t/h循环流化床锅炉工况下的排放量,单台除尘器处理风量为185000m3/h(150℃工况)。
2、后级袋除尘滤料的选取:
除尘器滤料选PPS(PPS/PPS504CS31),我公司采用德国独资企业无锡必达福(BWF)公司生产的优质PPS滤料。
该滤料连续使用温度170℃,瞬间温度190OC,该滤料耐酸碱性能优越,非常适合锅炉烟气的除尘,在循环流化床锅炉配套袋除尘器工程中应用广泛。
3、后级袋除尘的选取:
除尘器过滤面积:
3530m2,考虑到锅炉烟尘的性质及在线检修的需要,我们采用离线清灰的方式。
4、改造后电-袋复合除尘器主要技术参数
本除尘器依据需方提供的原始数据和要求以及设计规范进行设计。
改造后布袋除尘器主要技术指标如下:
序号
项目
单位
参数
1
处理烟气量
m3/h
185000
2
除尘器入口烟气温度
℃
150
3
出口粉尘浓度
mg/Nm3
≤30
5
除尘设计效率
%
≥99.99
6
本体漏风率
%
≤2
7
仓室数
个
8
滤袋数量
条
9
过滤面积
㎡
10
滤袋规格
mm
11
滤袋间距
mm
240×230
12
滤袋材质
PPS+PTFE
13
滤袋滤料单位重量
g/m2
550
14
滤袋的破损检修方法
检漏装置(差压)
15
滤袋的检修更换方式
上抽式
16
滤袋允许连续正常使用温度
℃
120~160
17
滤袋瞬间最高工作温度
℃
180
18
除尘器的过滤风速
m/min
0.87~0.99
19
壳体设计压力(正负压)
Pa
7000
20
脉冲阀规格
DC24V,3”淹没式
21
脉冲阀数量
只
80
22
清灰喷吹时间
s
0.15可调节
23
清灰喷吹间隔
s
5-20可调节
24
喷吹气源压力
MPa
0.4~0.6
25
气源品质
无水、无油压缩空气
26
压缩空气耗气量
3.0m3/min
27
滤袋的清灰方式
低压脉冲喷吹离线
28
布袋除尘器部分灰斗
用除尘器灰斗改造
29
灰斗接口尺寸
mm
按原设备
30
灰斗允许承受附加荷载值
kg
按原设备
31
灰斗加热方式
按原设备
32
压力损失
Pa
≤1500
十、电-袋复合除尘器结构
每台除尘器设计为长方形,前级为一个电除尘室,后级布袋部分分为8个相对独立的单元。
烟气由原电除尘器进风口进入前级电除尘,出气口按原电除尘器出风口,后级布袋部分烟道内设均流板,脉冲阀、气缸及烟道作整体防雨处理,主体采用钢结构,箱体设检修门盖,可方便进行换袋。
整个设备由以下部分构成:
1、前级电除尘器部分按原电除尘器第一电场结构;
2、后级布袋除尘器结构:
含箱体、灰斗、进出气法兰、滤袋、骨架等。
2.1箱体
箱体是除尘器主要的钢结构件,其结构是由型钢、钢板等部件构成的框架式整体结构,主要由底架、顶架、立柱、侧板、顶板等部件组成,由计算机进行优化设计,保证具有可靠的刚度和强度。
使除尘器在承受负压±7000Pa时不变形,并承受本体重量及当地的风、雪载荷及地震载荷,保证除尘器可靠的运行。
本设备箱体用原电除尘器壳体改造应用。
2.2.灰斗
2.2.1原电除尘器有锥形灰斗三个,本设备用原电除尘器灰斗进行改造后应用,用原电除尘器的灰斗外壁安装的加热用蒸气盘管,及保温,防止内部结露。
2.3加脉冲清灰系统:
含脉冲阀、喷吹机构、管道。
2.4加离线装置、旁路装置和防雨蓬等。
2.5电控系统:
采用PLC集中控制清灰系统的运行。
可实现前级电除尘器停运后,单独运行后级布袋部分,也能满足环保要求。
十一、清灰系统
清灰系统的优劣,直接影响除尘器的稳定运行,因此,我们设计时注重了以下几个方面:
1、依靠专业的实验室喷吹运行数据,我们积累完成了一套完整的计算机喷吹设计程序,对喷吹压力、脉冲阀、喷嘴、滤袋、气包等在大小、数量上,与不同粉尘状况下,在线或离线除尘配合,提前做出验证,作出最合理、有效、节俭的设计配合,达到最佳的清灰效果。
2、对喷吹用压缩空气作彻底清
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