高效節能的電除塵器熱風系統

李小龍

（江蘇科行環保股份有限公司，江蘇 鹽城 224051）

低低溫電除塵器技術從電除塵的工作原理入手，通過優化工況條件，可大幅提高除塵效率，同時對原濕法脫硫內部進行改造，可達到實現超低排放。低低溫電除塵器在原有的設備上進行改造，具有節資、節地、節能的優點，目前已被眾多廠家認可和采用。低低溫電除塵器的煙氣溫度一般只有90℃，低于燃煤鍋爐煙氣酸露點溫度，為防止酸露凝結對低低溫電除塵器的灰斗、瓷套、瓷轉軸等造成不利影響，所有的加熱元件需加強，單純采用電加熱將消耗大量的電能，采用高效節能的電除塵器熱風系統，可大大降低低低溫電除塵器的加熱成本。

1 工作原理

系統以蒸氣參數為0.8MPa、200℃輔汽為熱源，汽源來自自用汽蒸氣聯箱，汽源壓力為0.6～1MPa，溫度為350℃～400℃，灰斗加熱面積不小于灰斗高度的1/2，首先用高溫蒸氣對低低溫電除塵器的灰斗進行加熱，使灰斗的溫度達到125℃以上，每個灰斗裝設測溫熱電阻，蒸氣加熱進氣的主管道上設計電動調節閥，加熱系統根據灰斗加熱測量溫度，具備自動控制調節閥開度功能，信號接入干除灰系統并組態進入上位機系統，可在低低溫電除塵器的主畫面上觀察并進行遠程監控。

高溫蒸氣經灰斗加熱盤管降低溫度后，灰斗加熱盤管出口溫度約為140℃高溫飽和水蒸汽，高溫凝結水通過疏水閥送入凝結水箱直接回收利用，140℃蒸氣再分別通入瓷套瓷軸熱風加熱器和灰斗氣化風加熱器，將瓷套瓷軸風、灰斗氣化風加熱到100℃～120℃，供瓷套熱風吹掃和灰斗氣化板使用。瓷套瓷軸熱風加熱器和灰斗氣化風加熱器均為管殼式換熱器，管內蒸氣流向與管殼內熱風流向為逆流形式，通過安全換熱元件的間壁式換熱，將冷空氣加熱到100℃～120℃，而排水溫度在70℃以下排放到回收點，熱效率可接近90%。

蒸氣經加熱后排水匯總至疏水主管道，疏水主管道分兩路，并分別由1只手動關斷閥控制。回水末端處設有人工取樣裝置，定期進行取樣檢測，水質合格時打開回水至低加管道上的手動關斷閥，關閉回水至定排擴容器管道上的手動關斷閥，回水經疏水閥、止回閥回收到鍋爐低加；疏水水質不合格時，關閉至低加管道上的手動閥，打開至定排擴容器管道上的手動關斷閥，回水回收至鍋爐定排擴容器。

2 系統組成

系統主要由供氣回水系統、灰斗蒸氣加熱器、瓷套瓷軸熱風吹掃加熱器、灰斗氣化風加熱器及控制元件等組成。

供氣系統主要由蒸氣供氣管道、電動調節閥、旁路裝置及回水管道組成。供氣主管道引接自發電機機組高輔聯箱，蒸氣主管上設電動調節閥，根據灰斗溫度反饋信號自動調整蒸氣流量，控制灰斗加熱溫度。旁路裝置用于電動調節閥出現故障進行檢修時，保證蒸氣加熱系統的正常工作，防止檢修時間過長引起灰斗積灰冷卻，形成板結，影響灰斗的正常輸灰工作。回水管道分高質水回水管道、低質水回水管道及取樣裝置，根據取樣裝置取出的水質情況，分別用閥門調節回水進入低加或定排擴容器。

灰斗蒸氣加熱器由散熱盤管組成，通常覆蓋灰斗四個側面底錐部向上2/3的高度，采用DN25的20G鍋爐用鋼管，緊貼在灰斗外壁上，每個灰斗四個側面各布置1片，蒸氣從每個側面盤管的上口進入，經過盤管散熱后從灰斗側面盤管的下出口排出至回水總管。每排灰斗設兩個供氣主管，并設有手動調節閥，保證進入每一片加熱盤管的蒸氣基本相等，調節每個主管的蒸氣流量，使每個灰斗加熱溫度基本相等。

瓷套瓷軸熱風吹掃加熱器通常每臺機組可設2臺瓷套瓷軸熱風汽水加熱器，可同時運行，又可互為備用。當一臺加熱器發生故障時，另一臺加熱器可通過提高排水溫度，大幅度提高加熱功率，防止熱風溫度降低，引起瓷套、瓷軸結露損壞。瓷軸瓷套吹掃風加熱器布置在除塵器下方，以便于接收灰斗加熱后的飽和水及蒸氣，空氣被加熱到100℃～120℃后，通過風管輸送到除塵器頂部的各個瓷套和瓷軸室。為避免熱風短路，瓷套瓷軸室安裝有布風裝置，使熱風均勻吹過灰斗內表面，防止熱風從瓷套中間直接進入電場，形成熱風短路而使吹掃效果降低。瓷套熱風系統為整體結構，包括元件和電氣件等控制元件，通過控制進入加熱器的蒸氣流量控制熱風的加熱溫度。

灰斗氣化風汽水加熱器單獨設計，一般設計一臺。當加熱器發生故障時，可通過增加排灰的頻次，防止積灰在灰斗溫度下降時引起板結或溫度過低，低于酸露點溫度會加快對灰斗壁板的腐蝕。灰斗氣化風汽水加熱器同熱風吹掃加熱器結構基本一致，為整體結構，包含機械控制元件和電氣控制元件等自動控制元件，通過控制進入加熱器的蒸氣流量控制氣化風的加熱溫度。

3 灰斗加熱主要工藝參數

以600MW機組為例，其灰斗加熱主要工藝參數見表1。

表1 灰斗加熱主要工藝參數

4 系統流程（見下圖）

5 經濟效益

以600MW規模電廠低低溫電除塵器輔氣加熱為例，除塵器按兩列、四室五電場、灰斗數量為40個計算（具體見上表灰斗加熱的主要工藝參數）。選取蒸氣參數為0.8MPa、300℃，除塵器年加熱時間為7500h，如蒸氣價格按180元/t計算，電價為0.7元/kW·h，經濟性見表2。

從表2可知，對于600MW規模電廠的低低溫電除塵器，采用電加熱對灰斗、瓷套熱風和灰斗氣化風進行加熱，年需消耗543.75萬kW·h的電量，電價按0.7元/kW·h計算，低低溫電除塵器加熱成本為380.625萬元/年；如改為蒸氣加熱，年加熱蒸氣耗量為7257t，蒸氣價格按180元/t計算，低低溫電除塵器加熱成本為130.626萬元/年。即采用高效節能的低低溫電除塵器熱風系統對低低溫電除塵器相關設備進行加熱比采用電加熱，年可為600MW機組電廠節約費用約249.999萬元，節能效果顯著。同時由于蒸氣加熱采用低輔蒸氣，加熱后的回水采用高質回收、低質排放設計，充分利用了電廠的蒸氣熱能，減少了電廠乏氣的排放，使優質的鍋爐水得以重復使用，進一步降低了生產成本。

系統流程圖

6 結語

電除塵器的灰斗、瓷套瓷軸、灰斗氣化風等電加熱將消耗大量的電能，而電廠有大量的低壓蒸氣，直接排放會造成能源浪費，最適合用來對除塵器等需加熱設備進行加熱。灰斗蒸氣加熱后的飽和水蒸汽，在瓷套瓷軸加熱器和灰斗氣化風加熱器中進一步放熱，最后僅以60℃～70℃的冷凝水排放出去，其熱效率利用接近90%，充分利用了電廠的低壓蒸氣，有利于電廠提高經濟效益，值得廣大電力、化工等企業進行除塵改造時借鑒。

表2 600MW規模電廠的低低溫電除塵器