關于自激式水浴脫硫除塵器的新應用技術

趙秀紅 劉彩霞 楊軍萍

我單位SZL14-1.25/130/70-AⅡ燃煤熱水鍋爐在2007年～2008年度冬季采暖運行中,由于原配套的麻石水浴除塵器體積小,煙氣流程短,大量含塵煙氣經過除塵器時沒有足夠的空間和時間沉降和脫水,大量含塵帶水煙氣進入引風機,吸附粘結在葉片上,造成轉子不平衡,引起風機振動,無法正常運行,鍋爐經常被迫停爐。改造除塵器,解決引風機帶水振動現象,滿足國家環保要求成為迫在眉睫的問題。

1 改造方案

2008年夏季,我單位對除塵器進行了大膽的改造,在多次試驗和計算的基礎上,突破傳統的設計方案,探索創新,首次采用將引風機前置到除塵器之前安裝的方式,并將水浴除塵器擴大空間,加固結構,安裝在引風機之后,即改造前煙氣流程:鍋爐尾部煙道→水浴除塵器→引風機→煙囪,改造后煙氣流程:鍋爐尾部煙道→引風機→水浴除塵器→煙囪。

改造完成后經過1年的運行,效果良好,引風機不存在帶塵帶水現象,通過調節水浴除塵器水位和水的堿度,煙塵排放濃度完全達到國家環保要求,改造獲得圓滿成功。具體改造方案如下。

1.1 新型水浴除塵器結構與原理

新型水浴除塵器主要由主、副筒體、隔煙墻、下部排污孔、清渣孔、液位控制箱等組成。其工作原理是:使用高壓噴霧方式,使水與煙氣接觸面積大大增加,在除塵基礎上,堿性水與含硫煙氣充分接觸,反應時間加長,除塵與脫硫效果大大增強。

從鍋爐尾部排出的含塵煙氣在風機的吸力作用下首先經過引風機,然后從風機出口鼓入除塵器,除塵器在運行過程中呈微正壓狀態。煙氣進入除塵器入口,通過扁而寬的下行通道以高速沖擊水面,其中大部分塵粒由于與水粘附后重量加大留在水中,此階段為沖擊階段;在此階段產生后,煙氣繼續以相當快的速度從上下隔墻與水的狹隙中掠過。翻過三道耐沖刷隔墻后,即煙氣經過三個小室,夾帶著它們激起的水滴、水霧和泡沫,發生強烈的對撞,煙氣中殘留的塵粒被水滴、泡沫粘附的機會大大增加,并彈濺到小室內壁上被粘附,逐漸積累增大而落入水中。含塵氣體在此區域內又進一步水霧凈化,此階段為水浴階段;同時因為進入除塵器的煙氣溫度一般不低于80℃,由于煙氣溫度高,在接觸水面時會產生一定數量的蒸汽混合在煙氣中,進一步提高捕集小塵粒的能力;最后在除塵器尾部,煙氣改變方向,向上運動,在出口段上方裝有兩套折流式汽水分離裝置,并且除塵器上部有一段較長的空間,煙氣在此空間上行時截面平均速度降低,由于重力作用使汽水分離。通過以上三種方式凈化后,干凈的煙氣從除塵器出口處進入煙囪。

1.2 改造示意圖

水浴除塵器示意圖見圖1。

1.3 主要技術指標

除塵效率:95%～98%。脫硫效率:70%～85%。筒體阻力:600 Pa～900 Pa。

2 改造主要特點

1)改造首次大膽采用了將引風機安裝在水浴除塵器前的方式,完全杜絕了風機帶塵帶水現象,解決了風機含塵帶水振動這個多年來困擾正常運行的最大問題,有極大的推廣價值。2)由于鍋爐含塵煙氣中含硫,改造中除塵器采用原有麻石砌筑,降低了成本,內部與煙氣接觸的鋼件全部采用耐腐蝕的316L不銹鋼制作,經過1年運行后檢查,不銹鋼鋼件沒有腐蝕損壞現象。3)除塵器下部安裝有單鏈刮板出灰機,清除除塵器內部捕捉和沉淀下來的積灰。同時也設計有排污孔、清渣孔、液位控制箱等附件,根據運行的風壓、風量、負荷等參數調整除塵器水位,達到良好的運行狀態。4)由于除塵器在運行過程中呈微正壓狀態,除塵器外部用鋼制結構覆蓋,增加強度和密封性。5)為確保引風機的正常使用,進入風機的煙氣溫度應控制在130℃以下,因此在鍋爐尾部煙道內,根據計算,增加了一部分鑄鐵省煤器受熱面,適當降低煙氣溫度,選擇耐溫120℃的原鍋爐配套的引風機就可以滿足運行要求。6)改造投資小,運行費用低,使用麻石和不銹鋼材料,具有耐沖刷、耐腐蝕、耐高溫、使用壽命長的特點,價格低,安裝方便。水可循環利用,在水池中加入堿性物質,可起到脫硫效果。7)經過連續1年的觀察測試,鍋爐煙塵排放濃度不大于80 mg/m3,SO2排放濃度不大于900 mg/m3,完全達到國家環保要求。

自激式水浴脫硫除塵器的新應用技術,打破了傳統的設計模式,首次采用將引風機前置到除塵器之前安裝的方式,將水浴除塵器擴大空間、加固結構,安裝在引風機之后,完全杜絕了風機帶塵帶水現象,解決了風機含塵帶水振動問題,同時滿足國家環保要求,有極大的推廣價值。在2009年度根據取得的經驗,又陸續對10 t/h,6 t/h等鍋爐進行了改造,都取得了圓滿成功。

注:郝文新同志參與了本文的撰寫工作。