山東明達熱電有限公司75t/h鍋爐煙氣濕式靜電除塵設計方案
2020-03-01 12:09:03
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一、山東明達熱電有限公司簡介
山東明達熱電有限公司成立于2005年05月30日，注冊地位于鄒平縣韓店鎮工業園，法人代表為梁健。經營范圍包括熱力供應；電力生產；生產、銷售：新型建材。明達熱電煙氣脫硫系統存在的主要問題及解決方法如下：
1.1明達熱電項目概述
明達熱電現有3臺75t/h燃煤鍋爐，采用雙室4電場電除塵器；機組尾部煙氣采用氨-硫酸氨法煙氣脫硫。在脫硫系統運行過程中，尚存以下問題亟待解決：
目前存在的問題：
1）脫硫煙氣經脫硫后粉塵濃度不能滿足環保標準。
2）煙囪雨下瀉嚴重。正常運行時，排放拖尾在1500-2500米左右，根據風力大小，拖尾長度不同，煙羽現象明顯，有時在煙囪下風向的一定范圍內形成“塵雨”，氣溫低時形成“小雪花”，“景觀”污染非常嚴重。
3）氣溶膠現象較為嚴重。
從運行來看，入口二氧化硫越高，加入氨水越多，塔的PH越好，氨氣逃逸越厲害，氣溶膠越明顯。
為了實現煙塵達標排放，并解決煙囪雨、氣溶膠現象，需要進行脫硫除塵改造。
1.2明達熱電脫硫問題原因分析
濕法脫硫后的煙氣中含有大量的液滴，稱為過飽和濕煙氣，過飽和濕煙氣中的液滴通過機械式除霧器進行去除，但是機械式除霧器有非常大的缺陷，就是不能去除小顆粒的霧滴、氣溶膠和微塵。這是因為機械式除霧器是利用液滴的慣性力進行分離，當液滴粒徑小到一定程度時，機械式除霧器對液滴就失去了分離能力，所以機械式除霧器只能除去較大顆粒的霧滴（一般是40μm以上），不能除去水霧、酸霧、硫酸氨等氣溶膠粒子及微塵等。由于氨是比空氣輕的氣體，在利用過程中極易揮發，造成氨的逃逸。從吸收塔排出的帶有氨、硫酸氨的氣溶膠微細霧滴的濕飽和煙氣溫度低，一般在50~55℃左右，抬升高度較小。濕煙氣在煙囪內的上升過程中，溫度降低，變為過飽和煙氣，產生大量的冷凝水，煙氣中的SO3與水結合為硫酸。濕煙羽排出煙囪后也會發生水汽凝結，這會使煙羽的透明度變壞，煙羽呈白色甚至灰色；而凝結水則可能在煙囪下風向的一定范圍內形成降雨或降雪。
1.3技術方案分析
1）對于煙塵排放改造，目前國內除塵改造的主要方法是針對原有電除塵器進行改造，采用的方法有兩種：電袋復合、電改袋方式。這些方案都存在著本身難以克服的問題，如壓力損失大（大于1500Pa）；需改造風機；運行維護費用高；濾袋更換等問題。需要注意的是，經上述改造后，即便電除塵器出口達到了新標要求，但由于煙氣隨后進入濕法脫硫系統，從吸收塔頂排放的煙氣其煙塵指標一般又將大于30mg/Nm3，原因是煙氣在吸收塔內上升過程中會攜帶漿液，由于機械除霧器的除霧效果的限制，攜帶的漿液會部分“反映”在煙塵指標中，會造成煙塵指標經脫硫后反而上升的現象。因此單純對脫硫系統前面的靜電除塵器的改造并不能保證該機組煙氣中煙塵達標排放。2）對于“塵雨”現象，國內通常采用GGH消除，但是使用GGH會帶來一系列問題，如阻力大、耗電量高、故障率高等問題，同時GGH不能改變煙氣的成分，煙氣中的有害成分還會排放到大氣中。
3）雖然經GGH后的凈煙氣溫度不低于80℃，這獲得了煙氣較高的抬升高度，有利于減小地面污染濃度，同時也可以減輕濕煙囪的凝結降水，但是經GGH加熱后，煙氣中的有害成分依然存在，同時煙溫仍然低于煙氣的酸露點溫度（90～120℃），脫硫后的凈煙氣對煙囪的腐蝕仍然比較嚴重。
目前越來越多的濕法脫硫系統為減少故障點、降低系統阻力，不設GGH，甚至一些現有項目拆除了GGH。為了對付嚴重的煙囪腐蝕問題，很多廠家采用昂貴的鈦合金作為防腐材料。
2明達熱電濕式靜電除塵器方案
我公司推出的產品——濕式靜電除塵器可以同時解決除塵、塵雨及煙囪腐蝕這些問題。2.1工作原理
濕式靜電除塵器主要由電暈線（陰極）、沉淀極（陽極）、絕緣箱和供電電源組成。其工作原理為：在濕式靜電除塵器的陽極和陰極線之間施加數萬伏直流高壓電，在強電場的作用下，電暈線周圍產生電暈層，電暈層中的空氣發生雪崩式電離，從而產生大量的負離子和少量的陽離子，這個過程叫電暈放電；隨煙氣進入濕式靜電除塵器內的塵(霧)粒子與這些正、負離子相碰撞而荷電，荷電后的塵(霧)粒子由于受到高壓靜電場庫侖力的作用，向陽極運動。大量的液滴顆粒不斷地被驅向陽極，同時迅速釋放電荷，塵(霧)粒子就被陽極所收集，在水膜的作用下靠重力自流向下而與煙氣分離，實現微細顆粒物的高效脫除。
2.2濕式靜電除塵器與布袋除塵器、電除塵器比較
| 布袋除塵器 | 電除塵器 | 濕式靜電除塵器 | ||
| 1 | 工作條件 | 干 | 干 | 濕 |
| 2 | 除塵效率 | 高 | 高 | 高 |
| 3 | 二次揚塵 | 低 | 高 | 無 |
| 4 | 煙氣流速 | 低 | 高 | 高 |
| 5 | PM2.5去除率 | 低 | 低 | 高 |
| 6 | SO3去除率 | 無 | 無 | 高 |
| 7 | 水霧去除率 | 無 | 無 | 高 |
| 8 | 壓損 | 高 | 高 | 低 |
| 9 | 運行費用 | 高 | 高 | 低 |
| 10 | 檢修維護費用 | 高 | 高 | 低 |
| 11 | 設備大小 | 大 | 大 | 小 |
| 12 | 設備造價 | 中 | 中 | 高 |
2.3安裝濕式靜電除塵器的效果與作用
- 氨逃逸：<10mg/m3
- 銨鹽去除率95%以上
- 微細粉塵去除率（脫硫后煙氣）95%以上
- 液滴去除率（相對機械除霧器后煙氣）大于95%
- SO3的去除率達（脫硫后煙氣）90%以上
- SO2去除率（脫硫后煙氣）40%以上
- 汞去除率70%-90%
- 出口煙羽林格曼黑度小于1級
- 煙氣拖尾不大于100米
- 大大降低煙囪腐蝕，煙囪壽命提高三倍以上
- 大氣污染物排放完全達到新的環保標準（GB 13223-2011、HJ 2001-2010）
3設計方案
3.1設計原則
1）新增阻力約300Pa，充分利用引風機增加風機的裕量，不對其進行改造；2）盡可能利用原有工藝，減少工程量；
3）電氣、控制系統利用原有系統，降低成本；
4）布置合理優化，結構簡化，維修方便，占地面積小。
3.2明達熱電脫硫設計方案介紹
本設計方案中變更原設計脫硫吸收塔出口部分，在脫硫吸收塔上部加裝濕式靜電除塵裝置，濕式靜電除塵裝置與脫硫吸收塔焊接在一起。吸收塔中被洗凈后的煙氣經機械除霧器去除煙氣攜帶的大顆粒液滴后，進入濕式靜電除塵器，經濕式靜電除塵器去除各種氣溶膠、微細粉塵后接原有凈煙道經煙囪排出，詳見圖1：
3.1結構組成
濕式靜電除塵器主要由電暈線（陰極）、沉淀極（陽極）、絕緣箱和供電電源等組成。
（1）濕式靜電除塵器本體
本體采用圓形筒體結構，直徑約為5.7m，高度度約11.5 m。外殼體為碳鋼襯玻璃鱗片防腐結構。
煙氣自吸收塔經濕式靜電除塵器入口向上流經電場段，有效去除煙塵及水霧。在吸收塔出口及濕式靜電除塵器出口煙道內設置壓差測點以考察運行阻力。
（2）陽極裝置
陽極裝置包括沉淀極和支撐梁。正常運行時，煙氣中的液滴不斷向沉淀極移動，在沉淀極表面形成一層連續水膜，水膜靠重力自流至脫硫吸收塔漿液池，實現在線清灰。
沉淀極采用正六邊形導電玻璃鋼作為沉淀極，導電玻璃鋼有以下幾個優點：
- 面積利用率高。正六邊形結構可充分利用空間。
- 材質輕。玻璃鋼的密度為鋼材的四分之一，大大減輕了設備重量。
- 造價低、節省鋼材耗量。
- 耐腐蝕。
- 壽命長。
陰極裝置包括陰極線、上下部吊掛裝置、絕緣箱。
每個煙氣通道中心布置有多條陰極線，采用芒刺型合金材質，陰極線固定于上下框架上，框架通過絕緣箱支撐。絕緣箱內吊桿采用陶瓷管支撐，絕緣箱內配有電加熱裝置，以保證陰極裝置時刻與陽極及塔體保持干燥絕緣狀態。
除霧器設一個電場，電場通過一個絕緣箱采用高頻高壓直流恒流電源為場區供電。上下共設置4個絕緣箱。
（4）沖洗系統
在濕式靜電除塵器內部上方布置有一層沖洗水裝置，對陰極線進行周期性沖洗（陰極線沖洗周期為15～20天），每次沖洗約10分鐘，正常運行狀態下無沖洗水量消耗。
（4）主要設計參數
| 項目 | 單位 | 數值 | 備注 |
| 處理煙氣量 | m3/h | 142500 | （工況，濕基，6％O2） |
| 煙氣溫度 | ℃ | 50 | |
| 煙氣流速 | m/s | 2.5 | |
| 煙氣阻力 | Pa | 小于200 | |
| 二次電壓 | kV | 50~60 | |
| 工作水耗 | m3/h | 0 | 沖洗時水量約10 m3/h |
| 工作電耗 | kWh | 15 | |
| 設備規格（直徑x高） | m | 5.7×11.5 | |
| 設備重量 | t | 約40 | 含外殼等整套設備 |
| 設備壽命 | 年 | 30 | 消耗件除外 |
3.3 電氣部分
電氣系統納入濕式靜電除塵器PLC控制，不設常規控制屏。電氣系統與濕式靜電除塵器PLC采用硬接線連接。濕式靜電除塵器防雷根據需要設置。所有主要的電氣設備將在其兩側至少設置兩個接地點。納入脫硫系統接地網。接地電阻不大于2歐姆。
新增高壓電源開關柜等電氣設備布置在原脫硫低壓配電室內。升壓變壓器布置在絕緣箱附近，并在變壓器和絕緣箱之間設置隔離裝置，確保運行及檢修的安全。
3.4控制部分
（1） 控制方式濕式靜電除塵器不單獨設置控制系統，其檢測控制接入脫硫分散控制系統（FGD-DCS）進行控制。
（2） 自動化水平
其自動化水平滿足運行人員在脫硫控制室內通過操作員站實現對濕式靜電除塵器裝置及其輔助系統進行啟動控制、正常運行的監控和調整、停機及事故工況的處理等。
4施工進度
施工主要路徑如下：施工準備－基礎施工－建筑施工－設備安裝－控制系統設備安裝－管道閥門及輔助設施安裝－電氣和控制系統調試－整套除塵系統啟動試運。
施工準備：1個月，開工至工程投運：1個月，總工期控制在2個月（可根據貴方要求調整）。
此外省略一萬字..
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