加熱爐煙氣除塵技術應用研究

王寶生，宮彥杰，李彥斌，王 強，顧 嫣

勝利油田河口采油廠，山東東營 257200

加熱爐煙氣除塵技術應用研究

王寶生，宮彥杰，李彥斌，王 強，顧 嫣

勝利油田河口采油廠，山東東營 257200

本文介紹了加熱爐煙氣除塵系統的重要性。根據要求，提出了除塵系統主體設備的選型依據，并對除塵系統的主要參數進行了計算；給出了除塵系統的防腐措施，通過研究，除塵系統達到了自動化程度高、除塵效果好、環境污染輕的技術要求。

加熱爐；除塵系統；濾袋選材

1 立項的必要性及意義

由供油壓力波動、燃料油物性變化、點爐過程及燃燒器故障等原因，長輸管道原油加熱爐在投運過程中會產生燃油不完全燃燒的現象，導致煙氣中炭黑成分高，大大超過相應的國家標準，對周邊農田及環境造成嚴重污染，急需進行無害化處理。同時，因煙塵多而造成的煙道堵塞現象，是影響加熱爐熱效率的一個重要因素。因此，集輸油站庫開展加熱爐煙氣除塵系統的應用研究工作是勢在必行的。

2 技術發展趨勢

加熱爐一般以原油為燃料，在其運行過程中，大量煙塵沉落在爐體內，煙塵的不斷堆積，導致加熱爐熱效率下降，而吹掃爐膛又使大量煙塵進入環境，造成環境污染。為達到污染物的國家排放標準，就必須對排放的煙塵進行回收治理。根據燃油煙塵易漂浮并沾粘的特點，對以下幾種除塵技術進行綜合對比。

2.1 靜電除塵

含有粉塵顆粒的氣體，在接有高壓直流電源的陰極線和接地的陽極板之間所形成的高壓電場通過時，由于陰極發生電暈放電、氣體被電離，此時，帶負電的氣體離子，在電場力的作用下，向陽板運動，在運動中與粉塵顆粒相碰，則使塵粒荷以負電，荷電后的塵粒在電場力的作用下，亦向陽極運動，到達陽極后，放出所帶的電子，塵粒則沉積于陽極板上，而得到凈化的氣體排出防塵器外。

2.2 水膜式除塵

水膜除塵器利用含塵氣體沖擊除塵器內壁或其他特殊構件上用某種方法造成的水膜，使粉塵被水膜捕獲，氣體得到凈化。含塵氣體由筒體下部切向引入，旋轉上升，塵粒受離心力作用而被分離，拋向筒體內壁，被簡體內壁流動的水膜層所吸附，隨水流到底部錐體，經排塵口卸出。水膜層的形成是由布置在筒體的上部幾個噴嘴、將水順切向噴至器壁。這樣，在簡體內壁始終覆蓋一層旋轉向下流動的很薄水膜，達到提高除塵效果的目的。

應用范圍及特性：該設備結構簡單，金屬耗量小，耗水量小。但高度較大，布置困難，并且在實際運行中發現有帶水現象，且需建設沉淀池，要消耗新鮮水，冬季容易凍壞輔件。

2.3 旋風分離式除塵

旋風除塵器是利用旋轉氣流所產生的離心力將塵粒從合塵氣流中分離出來的除塵裝置。它具有結構簡單，體積較小，不需特殊的附屬設備，造價較低，阻力中等，器內無運動部件，操作維修方便等優點。

應用范圍及特性：適用于凈化大于5μm～10μm的非粘性、非纖維的干燥粉塵，除塵效率可達80%以上，但其捕集微粒小于5μm的效率極低。

2.4 濾袋式除塵

利用濾料對含塵氣體進行過濾。含塵氣體進入除塵器后，氣流速度下降，煙塵中較大顆粒直接沉淀至灰斗，其余塵粒從外至內穿過濾袋進行過濾，清潔煙氣從濾袋內側排放，飛灰被阻留在濾袋外側。隨著積灰的不斷積累，除塵濾袋內外側的壓差逐步增加，當壓差達到設定值時，脈沖閥膜片自動打開，脈沖空氣通過噴嘴噴入濾袋，濾袋膨脹，從而使附著在濾袋上的粉塵脫落，達到除塵的效果。

The general form of surface potential ψsλ(y) in GSGCDMT-SON MOSFET can be obtained by solving the second order differential equation given in Eq. (11). Its solution is given as

應用范圍及特性：袋式除塵器應用廣泛，用以捕集非粘結非纖維性的工業粉塵和揮發物，捕獲粉塵微粒可達0.1μm，具有極高的凈化效率，捕集率可達到99%以上。但是，當用它處理含有水蒸汽的氣體時，應避免出現結露問題。

根據以上四種除塵技術的綜合對比，以及現場應用的要求，選擇除塵效果較好的濾袋式除塵技術。

3 主要研究內容及技術指標

根據集輸站隊加熱爐運行狀況進行除塵系統應用技術研究，包括除塵器類型選擇、煙道設計等；然后開展除塵系統防腐技術研究及自控系統技術研究。

3.1 除塵系統應用技術研究

傳統的除塵系統的工藝流程（圖1）是：開啟風機、煙道閥門、補風閥，調節風機閥門和補風閥門的開度；待加熱爐達到規定的爐膛負壓時，電腦發出吹灰指令；含塵煙氣進入旋風除塵器，收集并處理大顆粒煙塵，細小顆粒煙塵進入布袋除塵器，過濾后的潔凈煙氣由風機排人空氣中；吹灰結束后，延時關閉除塵系統和相應閥門，加熱爐正常燃燒運行；除塵系統關閉后，根據電腦指令，用高壓空氣吹掃布袋外壁粘附的積灰，吹落的積灰直接進入布袋除塵器的灰斗；布袋清灰完成后，關閉空壓機等設備。除塵系統回收的煙塵收集在旋風除塵器和布袋除塵器的灰斗內，根據積灰的積存量，可以現場啟動卸灰按鈕，用編織袋收集煙塵積灰，運送至封閉灰庫存放，用于制磚或進行填埋等無害化處理。

3.2 煙風系統改造研究

集輸現有加熱爐的爐型大部分是H1323B/2，加熱爐的煙氣量約為1 400m3/h～2 400m3/h；煙氣最高溫度250℃，最低溫度150℃，平均溫度200℃；爐內負壓一20Pa～40Pa。爐型偏小，煙氣量偏低，不適合傳統的除塵系統。加熱爐排放煙氣炭黑塵濃度低于22mg/ m3。（依照GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》）

根據傳統煙風系統的數據，加熱爐的煙塵排放濃度在運行時和吹灰期間有較大的變化，前者一般不超過250mg/m3，林格曼黑度小于1級；后者煙塵平均濃度可達到2 500mg/m3，這是加熱爐最大的煙塵濃度，此時的林格曼黑度在3級左右。如果除塵系統能達到最高煙灰濃度技術指標，就能夠滿足環境保護的要求，要進一步提高煙塵和二氧化硫的濃度排放限值，所以濾袋的選擇就尤為重要。

選擇布袋除塵器應遵循的原則是：布袋除塵器應具有較強的清灰能力和強度；濾料具備一定的耐水性。

4 應用規模及效益預測

4.1 經濟效益預測

以平均每年約清理一臺加熱爐爐膛煙道為例，每次費用約3萬元，增設煙氣除塵系統，以設備10年壽命計算，10年節約經濟效益為10×3=30萬元

4.2 社會效益及應用規模

加熱爐煙氣除塵系統具有結構簡單，不易損壞；排污方便，利于清理，維修；操作簡單，極易上手，增加設備使用壽命等多項優點。通過研究應用，加熱爐煙氣除塵系統將達到自動化程度高、除塵效果好、環境污染輕的技術要求，提高煙塵回收率，既符合節能減排的要求，同時也保護了環境，減少了廢氣排放對大氣的污染以及對職工身體造成的傷害，適合應用推廣到所有油田聯合站庫具有管道加熱爐的單位。

TK1

A

1674-6708（2011）36-0119-02