山東明達(dá)熱電有限公司75t/h鍋爐煙氣濕式靜電除塵設(shè)計(jì)方案
2020-03-01 12:09:03
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一、山東明達(dá)熱電有限公司簡(jiǎn)介
山東明達(dá)熱電有限公司成立于2005年05月30日，注冊(cè)地位于鄒平縣韓店鎮(zhèn)工業(yè)園，法人代表為梁健。經(jīng)營(yíng)范圍包括熱力供應(yīng)；電力生產(chǎn)；生產(chǎn)、銷售：新型建材。明達(dá)熱電煙氣脫硫系統(tǒng)存在的主要問題及解決方法如下：
1.1明達(dá)熱電項(xiàng)目概述
明達(dá)熱電現(xiàn)有3臺(tái)75t/h燃煤鍋爐，采用雙室4電場(chǎng)電除塵器；機(jī)組尾部煙氣采用氨-硫酸氨法煙氣脫硫。在脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過程中，尚存以下問題亟待解決：
目前存在的問題：
1）脫硫煙氣經(jīng)脫硫后粉塵濃度不能滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
2）煙囪雨下瀉嚴(yán)重。正常運(yùn)行時(shí)，排放拖尾在1500-2500米左右，根據(jù)風(fēng)力大小，拖尾長(zhǎng)度不同，煙羽現(xiàn)象明顯，有時(shí)在煙囪下風(fēng)向的一定范圍內(nèi)形成“塵雨”，氣溫低時(shí)形成“小雪花”，“景觀”污染非常嚴(yán)重。
3）氣溶膠現(xiàn)象較為嚴(yán)重。
從運(yùn)行來看，入口二氧化硫越高，加入氨水越多，塔的PH越好，氨氣逃逸越厲害，氣溶膠越明顯。
為了實(shí)現(xiàn)煙塵達(dá)標(biāo)排放，并解決煙囪雨、氣溶膠現(xiàn)象，需要進(jìn)行脫硫除塵改造。
1.2明達(dá)熱電脫硫問題原因分析
濕法脫硫后的煙氣中含有大量的液滴，稱為過飽和濕煙氣，過飽和濕煙氣中的液滴通過機(jī)械式除霧器進(jìn)行去除，但是機(jī)械式除霧器有非常大的缺陷，就是不能去除小顆粒的霧滴、氣溶膠和微塵。這是因?yàn)闄C(jī)械式除霧器是利用液滴的慣性力進(jìn)行分離，當(dāng)液滴粒徑小到一定程度時(shí)，機(jī)械式除霧器對(duì)液滴就失去了分離能力，所以機(jī)械式除霧器只能除去較大顆粒的霧滴（一般是40μm以上），不能除去水霧、酸霧、硫酸氨等氣溶膠粒子及微塵等。由于氨是比空氣輕的氣體，在利用過程中極易揮發(fā)，造成氨的逃逸。從吸收塔排出的帶有氨、硫酸氨的氣溶膠微細(xì)霧滴的濕飽和煙氣溫度低，一般在50~55℃左右，抬升高度較小。濕煙氣在煙囪內(nèi)的上升過程中，溫度降低，變?yōu)檫^飽和煙氣，產(chǎn)生大量的冷凝水，煙氣中的SO3與水結(jié)合為硫酸。濕煙羽排出煙囪后也會(huì)發(fā)生水汽凝結(jié)，這會(huì)使煙羽的透明度變壞，煙羽呈白色甚至灰色；而凝結(jié)水則可能在煙囪下風(fēng)向的一定范圍內(nèi)形成降雨或降雪。
1.3技術(shù)方案分析
1）對(duì)于煙塵排放改造，目前國(guó)內(nèi)除塵改造的主要方法是針對(duì)原有電除塵器進(jìn)行改造，采用的方法有兩種：電袋復(fù)合、電改袋方式。這些方案都存在著本身難以克服的問題，如壓力損失大（大于1500Pa）；需改造風(fēng)機(jī)；運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高；濾袋更換等問題。需要注意的是，經(jīng)上述改造后，即便電除塵器出口達(dá)到了新標(biāo)要求，但由于煙氣隨后進(jìn)入濕法脫硫系統(tǒng)，從吸收塔頂排放的煙氣其煙塵指標(biāo)一般又將大于30mg/Nm3，原因是煙氣在吸收塔內(nèi)上升過程中會(huì)攜帶漿液，由于機(jī)械除霧器的除霧效果的限制，攜帶的漿液會(huì)部分“反映”在煙塵指標(biāo)中，會(huì)造成煙塵指標(biāo)經(jīng)脫硫后反而上升的現(xiàn)象。因此單純對(duì)脫硫系統(tǒng)前面的靜電除塵器的改造并不能保證該機(jī)組煙氣中煙塵達(dá)標(biāo)排放。2）對(duì)于“塵雨”現(xiàn)象，國(guó)內(nèi)通常采用GGH消除，但是使用GGH會(huì)帶來一系列問題，如阻力大、耗電量高、故障率高等問題，同時(shí)GGH不能改變煙氣的成分，煙氣中的有害成分還會(huì)排放到大氣中。
3）雖然經(jīng)GGH后的凈煙氣溫度不低于80℃，這獲得了煙氣較高的抬升高度，有利于減小地面污染濃度，同時(shí)也可以減輕濕煙囪的凝結(jié)降水，但是經(jīng)GGH加熱后，煙氣中的有害成分依然存在，同時(shí)煙溫仍然低于煙氣的酸露點(diǎn)溫度（90～120℃），脫硫后的凈煙氣對(duì)煙囪的腐蝕仍然比較嚴(yán)重。
目前越來越多的濕法脫硫系統(tǒng)為減少故障點(diǎn)、降低系統(tǒng)阻力，不設(shè)GGH，甚至一些現(xiàn)有項(xiàng)目拆除了GGH。為了對(duì)付嚴(yán)重的煙囪腐蝕問題，很多廠家采用昂貴的鈦合金作為防腐材料。
2明達(dá)熱電濕式靜電除塵器方案
我公司推出的產(chǎn)品——濕式靜電除塵器可以同時(shí)解決除塵、塵雨及煙囪腐蝕這些問題。2.1工作原理
濕式靜電除塵器主要由電暈線（陰極）、沉淀極（陽(yáng)極）、絕緣箱和供電電源組成。其工作原理為：在濕式靜電除塵器的陽(yáng)極和陰極線之間施加數(shù)萬伏直流高壓電，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，電暈線周圍產(chǎn)生電暈層，電暈層中的空氣發(fā)生雪崩式電離，從而產(chǎn)生大量的負(fù)離子和少量的陽(yáng)離子，這個(gè)過程叫電暈放電；隨煙氣進(jìn)入濕式靜電除塵器內(nèi)的塵(霧)粒子與這些正、負(fù)離子相碰撞而荷電，荷電后的塵(霧)粒子由于受到高壓靜電場(chǎng)庫(kù)侖力的作用，向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)。大量的液滴顆粒不斷地被驅(qū)向陽(yáng)極，同時(shí)迅速釋放電荷，塵(霧)粒子就被陽(yáng)極所收集，在水膜的作用下靠重力自流向下而與煙氣分離，實(shí)現(xiàn)微細(xì)顆粒物的高效脫除。
2.2濕式靜電除塵器與布袋除塵器、電除塵器比較
| 布袋除塵器 | 電除塵器 | 濕式靜電除塵器 | ||
| 1 | 工作條件 | 干 | 干 | 濕 |
| 2 | 除塵效率 | 高 | 高 | 高 |
| 3 | 二次揚(yáng)塵 | 低 | 高 | 無 |
| 4 | 煙氣流速 | 低 | 高 | 高 |
| 5 | PM2.5去除率 | 低 | 低 | 高 |
| 6 | SO3去除率 | 無 | 無 | 高 |
| 7 | 水霧去除率 | 無 | 無 | 高 |
| 8 | 壓損 | 高 | 高 | 低 |
| 9 | 運(yùn)行費(fèi)用 | 高 | 高 | 低 |
| 10 | 檢修維護(hù)費(fèi)用 | 高 | 高 | 低 |
| 11 | 設(shè)備大小 | 大 | 大 | 小 |
| 12 | 設(shè)備造價(jià) | 中 | 中 | 高 |
2.3安裝濕式靜電除塵器的效果與作用
- 氨逃逸：<10mg/m3
- 銨鹽去除率95%以上
- 微細(xì)粉塵去除率（脫硫后煙氣）95%以上
- 液滴去除率（相對(duì)機(jī)械除霧器后煙氣）大于95%
- SO3的去除率達(dá)（脫硫后煙氣）90%以上
- SO2去除率（脫硫后煙氣）40%以上
- 汞去除率70%-90%
- 出口煙羽林格曼黑度小于1級(jí)
- 煙氣拖尾不大于100米
- 大大降低煙囪腐蝕，煙囪壽命提高三倍以上
- 大氣污染物排放完全達(dá)到新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)（GB 13223-2011、HJ 2001-2010）
3設(shè)計(jì)方案
3.1設(shè)計(jì)原則
1）新增阻力約300Pa，充分利用引風(fēng)機(jī)增加風(fēng)機(jī)的裕量，不對(duì)其進(jìn)行改造；2）盡可能利用原有工藝，減少工程量；
3）電氣、控制系統(tǒng)利用原有系統(tǒng)，降低成本；
4）布置合理優(yōu)化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，維修方便，占地面積小。
3.2明達(dá)熱電脫硫設(shè)計(jì)方案介紹
本設(shè)計(jì)方案中變更原設(shè)計(jì)脫硫吸收塔出口部分，在脫硫吸收塔上部加裝濕式靜電除塵裝置，濕式靜電除塵裝置與脫硫吸收塔焊接在一起。吸收塔中被洗凈后的煙氣經(jīng)機(jī)械除霧器去除煙氣攜帶的大顆粒液滴后，進(jìn)入濕式靜電除塵器，經(jīng)濕式靜電除塵器去除各種氣溶膠、微細(xì)粉塵后接原有凈煙道經(jīng)煙囪排出，詳見圖1：
3.1結(jié)構(gòu)組成
濕式靜電除塵器主要由電暈線（陰極）、沉淀極（陽(yáng)極）、絕緣箱和供電電源等組成。
（1）濕式靜電除塵器本體
本體采用圓形筒體結(jié)構(gòu)，直徑約為5.7m，高度度約11.5 m。外殼體為碳鋼襯玻璃鱗片防腐結(jié)構(gòu)。
煙氣自吸收塔經(jīng)濕式靜電除塵器入口向上流經(jīng)電場(chǎng)段，有效去除煙塵及水霧。在吸收塔出口及濕式靜電除塵器出口煙道內(nèi)設(shè)置壓差測(cè)點(diǎn)以考察運(yùn)行阻力。
（2）陽(yáng)極裝置
陽(yáng)極裝置包括沉淀極和支撐梁。正常運(yùn)行時(shí)，煙氣中的液滴不斷向沉淀極移動(dòng)，在沉淀極表面形成一層連續(xù)水膜，水膜靠重力自流至脫硫吸收塔漿液池，實(shí)現(xiàn)在線清灰。
沉淀極采用正六邊形導(dǎo)電玻璃鋼作為沉淀極，導(dǎo)電玻璃鋼有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
- 面積利用率高。正六邊形結(jié)構(gòu)可充分利用空間。
- 材質(zhì)輕。玻璃鋼的密度為鋼材的四分之一，大大減輕了設(shè)備重量。
- 造價(jià)低、節(jié)省鋼材耗量。
- 耐腐蝕。
- 壽命長(zhǎng)。
陰極裝置包括陰極線、上下部吊掛裝置、絕緣箱。
每個(gè)煙氣通道中心布置有多條陰極線，采用芒刺型合金材質(zhì)，陰極線固定于上下框架上，框架通過絕緣箱支撐。絕緣箱內(nèi)吊桿采用陶瓷管支撐，絕緣箱內(nèi)配有電加熱裝置，以保證陰極裝置時(shí)刻與陽(yáng)極及塔體保持干燥絕緣狀態(tài)。
除霧器設(shè)一個(gè)電場(chǎng)，電場(chǎng)通過一個(gè)絕緣箱采用高頻高壓直流恒流電源為場(chǎng)區(qū)供電。上下共設(shè)置4個(gè)絕緣箱。
（4）沖洗系統(tǒng)
在濕式靜電除塵器內(nèi)部上方布置有一層沖洗水裝置，對(duì)陰極線進(jìn)行周期性沖洗（陰極線沖洗周期為15～20天），每次沖洗約10分鐘，正常運(yùn)行狀態(tài)下無沖洗水量消耗。
（4）主要設(shè)計(jì)參數(shù)
| 項(xiàng)目 | 單位 | 數(shù)值 | 備注 |
| 處理煙氣量 | m3/h | 142500 | （工況，濕基，6％O2） |
| 煙氣溫度 | ℃ | 50 | |
| 煙氣流速 | m/s | 2.5 | |
| 煙氣阻力 | Pa | 小于200 | |
| 二次電壓 | kV | 50~60 | |
| 工作水耗 | m3/h | 0 | 沖洗時(shí)水量約10 m3/h |
| 工作電耗 | kWh | 15 | |
| 設(shè)備規(guī)格（直徑x高） | m | 5.7×11.5 | |
| 設(shè)備重量 | t | 約40 | 含外殼等整套設(shè)備 |
| 設(shè)備壽命 | 年 | 30 | 消耗件除外 |
3.3 電氣部分
電氣系統(tǒng)納入濕式靜電除塵器PLC控制，不設(shè)常規(guī)控制屏。電氣系統(tǒng)與濕式靜電除塵器PLC采用硬接線連接。濕式靜電除塵器防雷根據(jù)需要設(shè)置。所有主要的電氣設(shè)備將在其兩側(cè)至少設(shè)置兩個(gè)接地點(diǎn)。納入脫硫系統(tǒng)接地網(wǎng)。接地電阻不大于2歐姆。
新增高壓電源開關(guān)柜等電氣設(shè)備布置在原脫硫低壓配電室內(nèi)。升壓變壓器布置在絕緣箱附近，并在變壓器和絕緣箱之間設(shè)置隔離裝置，確保運(yùn)行及檢修的安全。
3.4控制部分
（1） 控制方式濕式靜電除塵器不單獨(dú)設(shè)置控制系統(tǒng)，其檢測(cè)控制接入脫硫分散控制系統(tǒng)（FGD-DCS）進(jìn)行控制。
（2） 自動(dòng)化水平
其自動(dòng)化水平滿足運(yùn)行人員在脫硫控制室內(nèi)通過操作員站實(shí)現(xiàn)對(duì)濕式靜電除塵器裝置及其輔助系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)控制、正常運(yùn)行的監(jiān)控和調(diào)整、停機(jī)及事故工況的處理等。
4施工進(jìn)度
施工主要路徑如下：施工準(zhǔn)備－基礎(chǔ)施工－建筑施工－設(shè)備安裝－控制系統(tǒng)設(shè)備安裝－管道閥門及輔助設(shè)施安裝－電氣和控制系統(tǒng)調(diào)試－整套除塵系統(tǒng)啟動(dòng)試運(yùn)。
施工準(zhǔn)備：1個(gè)月，開工至工程投運(yùn)：1個(gè)月，總工期控制在2個(gè)月（可根據(jù)貴方要求調(diào)整）。
此外省略一萬字..
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