目前燃煤電廠在除塵方面大多采用電袋復(fù)合除塵器或袋式除塵器,其核心是過濾材料。文章對燃燒電廠不同的工況條件如何選擇適合實際運(yùn)用的除塵濾袋進(jìn)行了分析,并從安全性、排放精度、節(jié)能等方面闡明了正確選擇濾料所帶來的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)境效益
關(guān)鍵詞:電袋復(fù)合除塵器;袋式除塵器:過濾材料:燃煤廠:節(jié)能環(huán)保
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 中圖分類號:X701
文章編號1009-2374(2017)11-013502DO1:10.13535/icnki11-4406/n.2017.11.069
1概述
在燃燒電廠,應(yīng)環(huán)保要求的提升,脫硝系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)全面配套。目前燃煤電廠在除塵方面越來越多采用電袋復(fù)合除塵器或是袋式除塵器,核心是過濾材料。
目前燃煤電廠用過濾材料品種很多,主要有PPS、PTFE、P84、玻纖、高硅氧等材料,從織造工藝分有針刺氈和機(jī)織布。近年來,我國在濾料工業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn),后處理工藝和織造技術(shù)有長足的發(fā)展。但在實際運(yùn)用中,燃燒電廠由于對工況了解不足,對濾料選擇有偏差,導(dǎo)致濾袋壽命短、排放精度低不達(dá)標(biāo)、維護(hù)費(fèi)用大等。本文針對各種濾料特性及實際燃煤電廠特性做些簡單分析,希望對濾料正確選擇應(yīng)用有所幫助。
2燃煤電廠濾袋使用現(xiàn)狀
第一,濾袋使用壽命圖表?;旧蠟V袋使用壽命為4年,部分使用壽命能達(dá)到6年及以上,特殊情況下1年半即失效(如濾袋選擇不合適情況)。
第二,排放精度。經(jīng)調(diào)查龍凈環(huán)保電袋除塵器和袋式除塵器執(zhí)行179個項目,根據(jù)第三方的測試統(tǒng)計,按排放等級劃分如下:
以上是對龍凈環(huán)保179臺套電袋和袋式除塵設(shè)備進(jìn)行排放數(shù)據(jù)統(tǒng)計,其中達(dá)到超凈排放的17臺套,由于早期環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)較低,大多數(shù)按20mg/Nm標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計生產(chǎn)加上一些欠發(fā)達(dá)地區(qū)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)為30mg/Nm,極個別超出30mg/Nm標(biāo)準(zhǔn),有些是工況條件極差、維護(hù)不當(dāng)造成。數(shù)據(jù)顯示,電袋復(fù)合除塵器在選擇合適濾袋條件下,要達(dá)到50355標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)超凈粉塵排放。
第三,節(jié)能方面,主要體現(xiàn)在運(yùn)行阻力。電袋除塵器的運(yùn)行阻力在同比設(shè)計條件下,要比袋式除塵器低很多,過濾風(fēng)速電袋除塵器一般為1.2~1.4m/min,運(yùn)行阻力為800~1200Pa:純袋式除塵器過濾風(fēng)速一般為0.8~1.0m/min,運(yùn)行阻力為1500~2500Pa。
3燃燒電廠常用的幾種濾料特性和處理工藝3.1按織造工藝分類
我國日前主要有兩類機(jī)織布和針刺氈。機(jī)織工藝主要通過拉絲、膨化、紡紗、整經(jīng)、過捻、機(jī)織、后處理酸洗防腐、浸澤、覆膜等幾十種工序。針刺氈主要是在一層基布上,通過梳棉、針刺、熱收縮、燒毛、扎光,后處理浸澤等工藝。
32燃燒電廠主要用濾料按材質(zhì)分類
3.2.1 聚苯硫醚(PPS):比重1.38g/cm,熔點285C,斷裂強(qiáng)度5g/d,極限氧指數(shù)34。是結(jié)晶性高性能熱塑工程塑料,具有耐熱、耐化學(xué)性、阻燃性等諸多特性。適合在190C的溫度條件下使用,建議長時使用160"C以內(nèi):在煤要求含硫量小于3.5%,S含量2600mgNm下使用;氧化性較差,要求在14%或小于600mg/Nm的含氧量下使用,溫度越高受氧化影響越強(qiáng)。
3.2.2 聚四氟乙烯(Teflon或PTFE),俗稱“塑料王”,密度:2.1~2.3g/cm,熔點:327C,是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子化合物,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力。聚四氟乙烯在一196C~260C的較大溫度范圍內(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能,能長時間使用工作溫度達(dá)250C。對大多數(shù)化學(xué)藥品和溶劑,表現(xiàn)出惰性、能耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、水和各種有機(jī)溶劑,有塑料中最佳的老化壽命:是固體材料中摩擦系數(shù)最低者,是固體材料中最小的表面張力,不粘附任何物質(zhì),由于這種自滑性對純PTFE針刺氈加工難度較大。利用PTFE高分子材料做成的膜,具有表層過濾性能、易清灰、低阻力、抗結(jié)露的特性。
3.2.3 聚酷亞胺(P84):比重1.4g/cm,呈不規(guī)則的三葉狀,可提高過濾截面積89%,耐溫性能好,達(dá)260C下可連續(xù)使用;有一定水解性,建議在水含量小于35%Vo1下使用。有一定抗氧化性,建議在0,含量小于16%或小于600mg/Nm下使用:對SO建議在含量小于700mg/Nm下使用,建議在脫硫后使用。
3.24玻璃纖維及高硅氧材料:主要成分是Si0,比重2.54g/cm,熔點達(dá)1300C~1600C,抗拉強(qiáng)度160~275kg/mm,目前加工工藝可達(dá)2.8~4Pm,玻纖突出優(yōu)點就是耐高溫,長期使用于280C,最高可達(dá)350C:尺寸穩(wěn)定性好,在280C高溫下,收縮率保持為0;抗拉強(qiáng)度高,達(dá)到3000N/25mm,強(qiáng)度是其他化學(xué)纖濾料的3倍以上;除了HF外具有極高的耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿抗腐蝕性能,適合于高硫煤環(huán)境。目前加工藝提升,拉絲水平到達(dá)2.8~4m,形成超細(xì)纖維,從而耐折性能提高近20倍,加上后處理工藝形成的高硅氧纖維材料,增加酸洗工藝,去除玻璃纖維中非金屬氧化物成分,如Na,0、BO等,再通過二次燃燒改善纖維結(jié)構(gòu),全面提升強(qiáng)度,達(dá)到超高抗化學(xué)腐蝕性能,適用在工況條件極差的環(huán)境下,在一般鍋爐環(huán)境下有較長的使用壽命,更具經(jīng)濟(jì)性。
4過濾技術(shù)的提升
4.1深層過濾普通針刺氈的表面在高溫下軋光,在其表面有15%~30%被熱熔而堵塞,表面的孔徑在1004m左右,無法達(dá)到表面膜過濾的目的,多數(shù)粉塵會深入到濾袋孔隙內(nèi)部。
4.2表層過濾
普通針刺鉆經(jīng)過改良,在迎塵面采面超細(xì)纖維,凈氣面多采用普通細(xì)度纖維制成。在上下縱橫的幾根纖維交叉形成的縫隙稱之為空洞,在過濾粉塵時仍須將空洞填滿,并形成過濾粉餅層后才能有效過濾,相比普通纖維,孔隙較小,攔截粉塵效率會更高。4.3表面過濾
采用PTFE膜過濾技術(shù),一般可達(dá)到2~34m的微孔結(jié)構(gòu),表面無直通孔,粉塵不能通過膜進(jìn)入到濾袋內(nèi)部基材中,只有氣體可以通過,將粉塵截留在表面的過濾方式稱為表面過濾。這樣濾袋PTFE膜具有很好的不粘性,粉塵層不像傳統(tǒng)濾料形成較厚的粉餅層,達(dá)到一定厚度會自然脫落,從而基本能保持啟始壓差狀態(tài),保持較低水平,具有很好的節(jié)能降阻效果,對目前脫硝工況有較好的抗結(jié)露效果。
5濾料選擇原則51安全性原則
主要考慮工況條件下的溫度因素和化學(xué)腐蝕因素,這兩點直接影響使用壽命或造成濾袋的破損。曾經(jīng)有個
別電廠選用PPS主要成分的濾袋,因預(yù)熱或低溫省煤器故障,除塵器入口煙溫達(dá)到200C~300C,瞬間將除塵濾袋燒毀損壞。在中國的西南地區(qū)、印度等地,煤中的含硫量達(dá)到6%經(jīng)上,煙氣中的SO含量超5000mg/Nm下使用,這種情況下使用PPS為主材濾料往往在短時間內(nèi)破袋。對于一些老舊的供熱鍋爐,排煙溫度大夏天可能長期運(yùn)行在170C以上,對濾料選擇也要慎重考慮。5.2排放達(dá)標(biāo)原則
當(dāng)前環(huán)保壓力日益增大,我國加快了環(huán)境治理步伐,國家環(huán)境保護(hù)部2011年7月發(fā)布新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011),各大發(fā)電集團(tuán)積極響應(yīng)新的國家環(huán)保政策,積極承擔(dān)社會責(zé)任,為進(jìn)步大幅度削減燃煤電廠污染物排放總量,主動提出將燃煤電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)向“燃?xì)廨啓C(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)”看齊,即煙塵、二氧化硫、氮氧化物三項排放限值分別為5mg/Nm、35mg/Nm、50mg/Nm。各地根據(jù)各自的環(huán)保要求對除塵器進(jìn)行改造,盡可能選用排放精度高的電袋復(fù)合除塵器,降低過濾風(fēng)速,同時選擇高過濾性能濾料,達(dá)到超凈排放要求。
5.3經(jīng)濟(jì)效益原則
電除塵器阻力約為300Pa,超凈電袋復(fù)合除塵器約為300~1000Pa,常規(guī)電袋復(fù)合除塵器約為800~1200Pa,純袋式除塵器約為1200~2000Pa的運(yùn)行阻力。從工況條件看影響運(yùn)行阻力的因素主要有過濾風(fēng)速的選擇、煙氣濕度影響、脫硝造成的氨逃逸影響、清灰機(jī)制和清灰氣源品質(zhì)影響、濾料親水性和抗結(jié)露性能選擇。選擇好的除塵形式和選擇合適的除塵濾料,對節(jié)能降耗、控制運(yùn)行成本、提高市場盈利能力、增強(qiáng)企業(yè)競爭力有重大意義。
能耗計算公式:引風(fēng)機(jī)由于阻力變化能耗公式=煙氣量X增加阻力-3600-0.85-0.98(單位為W)6結(jié)語
濾袋作為袋式除塵器的心臟,是核心技術(shù)。濾袋的生產(chǎn)工藝已經(jīng)得到日新月異的發(fā)展,新材料、新技術(shù)的運(yùn)用,規(guī)?;纳a(chǎn)為我們提供了物美價廉的產(chǎn)品。但目前市場的技術(shù)宣傳存在斷層,如何選擇適合自己工況條件濾料,保持長期的低排放、低阻力、長壽命,濾料的選擇得當(dāng)和正確使用將能起到意想不到的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。我們只有一個地球,愿我們的未來有個美好的藍(lán)天。