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      低效除塵設備對鍋爐脫硫效率的影響

      2016/4/21 14:32:33點擊:


      我國是當今世界鍋爐生產和使用最多的國家,而中小型燃煤鍋爐一般采用除塵、脫硫分體式裝置,即除塵設備與脫硫設備為獨立處理單元。低效的除塵設備會使鍋爐的脫硫效率下降、磨損設備、堵塞風管,造成資源的浪費,因此,必須重視除塵設備的除塵效率。


      根據2002年我國批準了《京都議定書》,工業鍋爐的節能減排勢在必行。各地環保部門均出臺相應的法律、法規,限制或取消中、小型鍋爐的報批申請,逐步淘汰中小型鍋爐,已有或在建項目均需要執行更加嚴格的環保排放指標,而這項指標又以二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的減排指標尤為明顯。因此,各地原有的中小型鍋爐紛紛進行改造以應對新出臺的政策。


      在這個過程中,大部分企業單位采取的方式為,在原有脫硫除塵設備基礎上,新增一套脫硫設備。但部分單位并不重視原有除塵設備的改造與維護,導致在一定運行時間后,由于原有除塵設備的運行不當,而影響了新增脫硫設備運行的現象。以西安一家企業為例,廠內共設有20噸鍋爐2臺(一用一備),15噸鍋爐4臺(2用2備),配備有陶瓷多管旋風除塵器5套,靜電除塵器1套。該企業在2010年新增3套脫硫設備,保證排放指標滿足最新發布的環保排放指標。脫硫、除塵系統運行2年后,該企業發現其在線監測儀顯示SO2排放濃度高于允許排放值,在進行調整未能得到解決的情況下,邀請設計單位調試人員對脫硫、除塵超標排放現象進行調查,并提交了調查結果。


      1 漿液密度


      脫硫系統使用的運行工藝為石灰-石膏濕法脫硫,系統內漿液的密度為一個重要參數,反映出系統內部脫硫反應物質的量,漿液密度控制在1.05~1.08范圍內,脫硫效果最佳。因此,首先對漿液密度進行調整,并繪制出漿液密度與SO2排放值的曲線。


      從漿液密度曲線與SO2排放值曲線對比可知,在設定范圍內,漿液密度與排放濃度成反比關系,漿液密度越高,排放濃度越小,但排放濃度仍未能達到廠區排放要求,因此需要對漿液及系統其他部件進行進一步分析。


      2 水樣分析


      漿液中固含量實驗室設定取值:


      該企業對系統中的漿液進行固含量及鈣基含量分析。結果顯示,漿液密度為1.08時,試樣中的固含量均值為26%,鈣基含量為12%。實驗室配制的試樣顏色呈灰或灰白色,而現場漿液的顏色則呈灰黑或灰綠色,且黏度很大。經進一步化驗得知,漿液中含有大量的鍋爐灰,此時的漿液密度并不能準確地反映漿液中含有的脫硫反應物質的量。


      3 除塵器分析


      以其中一臺20t鍋爐配備的多管旋風除塵器為例,其設計參數為處理風量60000Am3/h,除塵效率90%~95%,本體漏風率≤3%,本體阻力650~900Pa,處理后排放濃度≤250mg/Nm3,經調查發現,該除塵器本體漏風率為6%,除塵效率為65%。漏風點為除塵器上筒體焊縫、下錐體焊縫、卸灰閥、除塵器檢修門等。根據除塵手冊可知,當下錐體或卸灰閥漏風1%,除塵效率下降5%;漏風5%,除塵效率下降30%,F場情況與此參數基本相符。


      原設計煙風道為δ8.0碳素鋼板制作,150mm厚度巖棉保溫層,運行2年后,70%煙風道鋼板厚度減少為δ5.0~4.0,彎頭、變徑、進出風口位置減少為δ2.0,個別流速高的位置已出現不同程度的點蝕及穿孔。


      4 脫硫設備分析


      脫硫系統使用循環水泵為耐磨耐腐合金泵,管道為內襯塑無縫管,襯塑厚度為5mm。由于循環漿液中含有大量的灰塵,系統運行2年期后,水泵葉輪明顯磨損,水泵流量減量10%~20%,軸封等易損件1年1換;管道彎頭、閥門和變徑等1年2換,主體管道內襯層亦出現不同程度的磨損。


      石灰-石膏濕法脫硫的一個重要技術參數為液氣比,即循環液總量與處理煙氣量的比值。脫硫系統循環水泵總流量已經明顯低于原設計流量,因此未能達到設計的排放濃度。


      綜上所述,致使系統運行異常和排放超標的主要原因是除塵器的故障問題,而除塵器的故障又是由于在日常運行中,缺乏對除塵設備進行維護及清理工作。該企業對除塵設備進行了檢修,并修復了煙風道的漏風點,對循環水泵進行了葉輪更換后,二氧化硫、煙塵等各項指標均達標排放。該企業計劃更換更高效的布袋除塵器,保證鍋爐、脫硫除塵設備長期運行運行。


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