XLDM型低压脉冲袋式除尘技术在燃煤电厂电除尘改造工程上的应用-副本.ppt

,山东省工业废气污染治理技术交流洽谈会,XLDM型低压脉冲袋式除尘技术 在燃煤电厂电除尘改造工程上的应用,江苏新中环保股份有限公司 朱许祥 2013年6月,随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，环境污染问题得到了国家和各级政府的高度重视，加大环境保护力度已经成为实现经济可持续发展的重要途径，新建火电厂烟尘排放标准已从火电厂大气污染物排放标准2003年版中要求的50mg/Nm3提高到2011年版中要求的30mg/Nm3，长三角、珠三角、京津冀等重点区域执行20mg/Nm3的排放限值，山东省据此制定了相应的地方标准，标准的不断提高势必要求火电厂采用高效除尘技术，静电除尘器除尘效率由于受烟气量波动、煤种变化和灰尘性质影响大，已经难以满足日趋严格的环保要求。,概 述,袋式除尘器在燃煤锅炉烟气除尘上的应用比例不断提升,烟尘排放指标日趋严格 袋式除尘器具有的优点 技术成熟，成功案例多 操作维护简便 对微细粉尘PM2.5、汞排放控制起到积极的作用,概 述,在此背景下，袋式除尘器因其具有除尘效率高、受烟气量波动、煤种变化和灰尘性质影响不大等优点，已经得到电力设计和生产单位的广泛关注，且不乏很多成功的案例，在烟尘排放稳定达标和削减方面起到了积极的作用。但也有一些袋式除尘项目，存在着由于除尘器结构设计不合理、配套件选型不合适、制作安装不到位及操作维护不当，导致袋式除尘器未能达到理想使用效果。同时，很多燃煤电厂采用的燃料并非单纯的煤，还包括煤矸石、煤泥、石油焦、煤气掺烧等，由于烟气特性不一，对袋式除尘器的设计选型和运行维护提出了更高的要求。,概 述,新中环保大气污染领域排头兵企业,企业简介,发展历程,袋式除尘器,电除尘器,除尘设备,脱硫装置,脱硝装置,新中环保在燃煤锅炉袋式除尘器 设计开发和应用推广情况,我公司是国内最早研究和推广袋式除尘技术的企业之一，我公司于2000年开始进行燃煤锅炉袋式除尘技术调研，收集了大量的技术资料，并于2001自主开发了燃煤锅炉袋式除尘技术，并于2001年12月应用于天津经济开发区5#热源厂375t/h循环流化床锅炉除尘项目上；公司于2005年完成电袋复合除尘技术开发，并于同年将EBC型电袋复合除尘技术成功应用于北京三吉利张家港华宇热电有限公司2440t/h煤粉锅炉电除尘改造项目上。公司于2009年完成重力+惯性+袋滤复合除尘技术开发，于2010年将该技术成功应用于郑州裕中能源有限责任公司2300MW机组电除尘改造项目上。,应用推广历程,应用推广历程,2002年7月，XLDM型低压脉冲袋式除尘技术成功应用于天津经济开发区五号热源厂212MW机组除尘工程 ； 2005年5月，XLDM型低压脉冲袋式除尘技术成功应用于徐州垞城电力有限公司2135MW机组除尘工程(国内首台135MW机组袋式除尘器） ； 2006年12月，XLDM型低压脉冲袋式除尘技术成功应用于内蒙古准大发电有限公司2300MW机组除尘工程 (国内首台300MW机组袋式除尘器） ；,应用推广历程,2005年12月，EBC型电袋复合除尘技术成功应用于北京三吉利张家港华宇热电有限公司2138MW机组除尘工程(国内首台135MW机组电袋除尘器） ； 2008年8月，EBC型电袋复合除尘技术成功应用于华电新乡发电有限公司1#660MW机组电除尘改造工程(国内首台600MW机组电袋除尘器） ； 2012年11月，EBC型电袋复合除尘技术成功应用于国投盘江发电有限公司盘北煤矸石发电厂2300MW机组除尘工程；,应用推广历程,2010年6月，重力+惯性+袋滤复合除尘技术成功应用于郑州裕中能源有限责任公司2300MW机组除尘改造工程 ； 2013年3月，重力+惯性+袋滤复合除尘技术成功应用于张家港沙洲电力有限公司2630MW机组电除尘改造工程(国内首台600MW机组电改袋除尘器） 。,新中袋式除尘应用业绩,在袋式除尘方面，公司先后承接了包括张家港沙洲电力有限公司2630MW机组、内蒙古准大发电有限责任公司2300MW机组、内蒙古金山发电有限责任公司2300MW机组、天津陈塘热电有限公司2300MW机组、内蒙古准能矸电有限责任公司2150MW机组、徐州诧城电力有限公司2135MW机组从15t/h1065t/h各型号规格900余台锅炉配套布袋除尘器，其中600MW机组以上袋式除尘器2台，台300MW机组以上袋式除尘器42台，135MW机组以上袋式除尘器63台，50MW机组以上袋式除尘器236台。,新中电袋除尘应用业绩,在电袋除尘方面，公司先后包括华电新乡发电有限公司1660MW机组、国投盘江发电有限公司2300MW机组、酒泉钢铁集团自备电厂2300MW机组、北京三吉利能源张家港华宇电力有限公司2135MW机组、江西分宜发电有限公司1100MW机组、山西平朔煤矸石电厂2240t/h锅炉、南京第二热电厂1 220t/h锅炉等从130t/h2102t/h各型号规格70余台锅炉配套电袋复合除尘器，其中600MW机组以上电袋复合式除尘器1台，300MW机组以上电袋复合式除尘器5台，100MW机组以上电袋复合式除尘器8台，50MW机组以上袋式除尘器23台。,山东地区电厂袋式除尘应用业绩,山东地区电厂袋式除尘应用业绩,山东地区电厂袋式除尘应用业绩,山东地区电厂袋式除尘应用业绩,山东地区电厂袋式除尘应用业绩,山东地区电厂袋式除尘应用业绩,截止到2013年5月，公司先后在山东地区承接了35t/h670t/h各型号规格112台锅炉配套袋式除尘器。,袋式除尘工程应用案例,宝山钢铁股份有限公司电厂3#350MW机组电改袋除尘工程 宝山钢铁股份有限公司电厂3号机组的燃煤锅炉，原有2台4电场静电除尘器，由于环保要求的提高，在保留原有电除尘壳体的基础上改造为袋式除尘器，由于电厂阶段性掺烧高炉煤气，烟气量大且排烟温度高达160 ，因而滤袋选用了复合针刺毡（聚四氟乙烯（PTFE）基布聚苯硫醚（PPS）絮棉）滤料的圆筒形滤袋。改造后的袋式除尘器随机组于2009年6月17日投入使用，至今运行情况良好。目前在全烧煤发电量满负荷情况下，在标准工况下烟尘排放量约为15mg/Nm3，除尘器阻力在600-900Pa范围内，满足了烟气排放要求。除尘器首批滤袋处在正常使用状态。,袋式除尘工程应用案例,内蒙古准大发电有限责任公司2300MW机组袋式除尘工程 内蒙古准大发电有限责任公司2X300MW机组配置两台1065t/h的煤粉炉，所采用的燃料为煤，设计的除尘器入口含尘浓度为42g/Nm3，除尘器为XLDM40000型低压脉冲布袋除尘器，每台炉对应一台除尘器。两台除尘器分别于2006年12月和2007年3月投运，运行至今设备一直能够可靠稳定的运行，排放浓度稳定在25mg/Nm3以下，除尘器上限阻力控制在1000Pa以下，清灰周期在90120分钟，除尘器首批滤袋使用寿命已超过四年。,袋式除尘工程应用案例,华能海南发电股份有限公司东方电厂2350MW机组袋式除尘工程 华能海南发电股份有限公司东方电厂二期工程2350MW机组配置两台1100t/h的煤粉炉，所采用的燃料为煤，设计的除尘器入口含尘浓度为25g/Nm3，除尘器为XLDM36500型低压脉冲布袋除尘器，每台炉对应一台除尘器。两台除尘器分别于2012年5月和2012年12月投运，运行至今设备一直能够可靠稳定的运行，排放浓度稳定在20mg/Nm3以下，除尘器上限阻力控制在1100Pa以下，清灰周期在90120分钟，除尘器首批滤袋处在正常使用状态。,袋式除尘工程应用案例,徐州垞城电力有限责任公司2135MW机组袋式除尘工程 徐州垞城电力有限责任公司2135MW机组配置两台440t/h的循环流化床锅炉，所采用的燃料为煤矸石，设计的除尘器入口含尘浓度为80g/Nm3，除尘器为XLDM15300型低压脉冲布袋除尘器，每台炉对应一台除尘器。两台除尘器分别于2005年7月和9月投运，运行至今两台除尘器仅更换了17条滤袋，设备一直能够可靠稳定的运行，排放浓度保持在2025mg/Nm3，前三年除尘器上限阻力控制在1000Pa，第四年除尘器上限阻力控制在1100Pa，清灰周期在80120分钟，除尘器首批滤袋仍在使用中。,袋式除尘技术,袋式除尘器是利用纤维编织的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。其过滤原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。细微的尘粒（粒径为1m或更小）则受气体分子冲击（布朗运动）不断改变着运动方向，由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径，尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。过滤的过程分两个阶段，首先是含尘气体通过清洁的滤料，此时起过滤作用的主要是滤料纤维的阻留；其次，当被阻留的粉尘不断增加，一部分粉尘嵌入到滤料的内部，一部分覆盖在滤料表面形成粉尘层，此时主要靠粉尘层过滤含尘气体。,袋式除尘器在正常工作状态下是依靠滤料表面形成粉尘层进行过滤！,袋式除尘技术,随着除尘器过滤工作的延续，除尘器滤袋表面的粉尘将越积越厚，直接导致除尘器阻力的上升，因此，需要对滤袋表面的粉尘进行定期的清除，即清灰。,除尘器主要由本体系统、过滤系统、喷吹系统、压缩空气管路系统、电气系统、阀门、保护系统、控制系统（包括仪器仪表、现场操作柜、PLC）及其它等部分组成。,除尘器设备组成,过滤系统,滤袋和笼骨组成了除尘器的过滤系统。 1、滤袋 对于整台锅炉布袋除尘器而言，滤袋是其核心部件。滤料质量直接影响除尘器的除尘效率，滤袋的寿命又直接影响到除尘器的运行费用。因而，我们根据除尘器运行环境和介质情况选用进口滤料：PPS/PPS551MPS CS30材料，采用PTF乳液浸渍，正常耐温110-160，瞬间最高温度190（单次允许不超过10分钟）。,滤袋上端采用了弹簧涨圈形式，密封性能好、安装可靠性高，换袋快捷。仅需1-2人就能在净气室内进行换袋操作。滤袋的装入和取出均在净气室进行，无须进入除尘器过滤室。,过滤系统,2、袋笼 袋笼采用圆型结构，袋笼的纵筋和反撑环分布均匀，并有足够的强度和刚度，防止损坏和变形（纵筋直径3、16条，加强反撑环4、间距200），顶部加装“”形冷冲压短管，用于保证袋笼的垂直及保护滤袋口在喷吹时的安全。 袋笼材料采用20#碳钢。使用笼骨生产线一次成型，保证笼骨的直线度和扭曲度。加工完成后的滤笼表面进行有机硅静电喷涂。,过滤系统,滤袋材质的选择,燃煤锅炉除尘器常见到的滤料有PPS，P84，PTFE等，最常用的是PPS，克重550g/m2，通常采用烧毛、热定型处理，如果含湿量10%，或含氧量10%且温度大于160度，需另进行PTFE混纺处理，以提高抗水解和抗氧化性能。也可以用PPS +P84针刺毡复合刺毡，通常P84含量为10-15%，主要为了进一步提高过滤精度，其它性能不发生改变，布袋成本也稍高一些。 常见滤料材料的性能比较如下表：,滤袋材质的选择,燃煤电厂所采用的袋式除尘器中，PPS滤料由于性价比高作为首选，但其抗氧化性能较差，最好运行在160和含氧量8%以下，运行寿命可超过30000小时。同时对NO2、SO2、SO3也应控制，特别NO2的氧化作用往往被忽视，这些参数与温度有关，已经在试验室及应用中得到验证，都是损坏滤袋强力损伤的重要原因。,滤袋材质的选择,结合众多工程实际情况，总结出的燃煤锅炉袋式除尘器入口烟气特点如下： 烟气温度：110180 烟气湿度：315% 含氧量：412% SO2浓度：8006000mg/Nm3 NOX浓度：3001000mg/Nm3，NO2浓度：1035mg/Nm3 粉尘浓度：5150g/Nm3，干法脱硫后5001500g/Nm3,燃煤锅炉烟气特征,袋式除尘器技术水平体现在哪？ -滤袋使用寿命更长,燃煤锅炉烟气特征,燃煤电厂因采用的锅炉型式和燃料性质的不同，锅炉燃烧产生的烟气特性则不同，锅炉使用年代和燃烧参数调整也会影响到烟气的成分，因此袋式除尘器设计选型过程中并不能简单的移植或组合，而需要有针对的选择除尘器结构形式、滤袋材质和保护措施。通常情况下，煤粉锅炉较循环流化床锅炉产生的烟气NOX含量、排烟温度要高，旧锅炉因漏风率提高要比新锅炉产生的烟气含氧量、排烟温度要高，锅炉掺烧高炉煤气时烟气含氧量、排烟温度要升高，掺烧煤泥时烟气湿度、露点温度要升高，燃烧煤矸石时烟气含尘浓度大大增加，燃料的变化也会影响到烟气成分的变化和粉尘的特性，如含硫量、灰分的增加，也会导致烟气条件变得更加恶劣。,滤袋失效原因分析,燃煤电厂滤袋的失效分为物理失效和化学失效两种，而物理失效包括机械磨损、烟气冲刷、堵塞失效三种类型，化学失效包括高温损伤、酸碱腐蚀和氧化腐蚀。,滤袋失效形式-物理失效,滤袋失效形式-物理失效,滤袋失效形式-化学失效,清灰系统的重要性,袋式除尘器的清灰系统及清灰制度的设置合理与否将直接影响到除尘器的运行稳定性、运行安全及滤袋的使用寿命。从袋式除尘器的除尘机理来看,除了滤料本身的过滤作用外,袋式除尘器外粘附的粉尘层也有过滤作用,这就是所谓的“粉尘过滤粉尘”,因此,对袋式除尘器的清灰来说,清灰太彻底不行,因为这样会失去粉尘层的过滤作用,更多的超细粉尘会直接进入滤料内部而引起过滤阻力不断上升,以及清灰力过大会影响滤袋寿命等。清灰不彻底也不行,这样会使滤袋的过滤阻力过高,而影响整个机组的正常运行。另外,袋式除尘器的清灰还必须尽可能地保证整个滤袋及各个区域清灰程度均匀,否则会引起整个系统阻力分布不均匀,从而影响到内部的气流分布。,脉冲喷吹装置,脉冲喷吹装置采用固定行喷式结构，一只脉冲阀对应一根喷吹管，而一根喷吹管对应14-16个喷嘴，喷嘴孔径大小不一，呈规则排布，并与滤袋逐一对应，脉冲阀开启时间为0.1秒，补气时间为10秒。电磁脉冲阀采用进口产品，喷吹压力为0.250.4MPa（可调），气量为0.20.25m3/次。,低压脉冲固定行喷吹清灰的原理是依靠脉冲阀膜片快速开启，在瞬间释放压缩空气，压气从喷嘴中高速喷出，引射数倍的周围气体注入袋内，滤袋快速膨胀，袋壁产生很大的加速度，抖落滤饼，从而实现清灰。,脉冲喷吹装置,袋式除尘器与电除尘器一样对除尘器内的气流分布均匀度有较高的要求，但气流分布不均匀对两种除尘器的影响是不同的。对电除尘器而言，直接的影响是除尘效率下降。而对袋式除尘器来说，对除尘效率的影响并不明显，但会造成整台除尘器滤袋的滤尘负荷不均匀，在气流比较集中区域的滤袋由于滤尘负荷比较大，过滤风速比较高，容易造成破袋，而一旦出现了滤袋的破损，该区域的气流流动阻力会更低，气流也就会更集中，从而造成更大区域滤袋的破损。因此，袋式除尘器在运行过程中一旦发现破袋，应及时更换或将破损滤袋的袋口封堵住。,袋式除尘器气流分布,对袋式除尘器来说，烟气在除尘器内的流动路径及流场要复杂得多，无论采取何种进风方式，袋式除尘器内的烟气流动都是一条曲折的不断变速的路径，因此，要实现除尘器内的气流均布相对要复杂的多、困难得多，不仅需要考虑除尘器入口处烟气流通截面上的均流措施（与电除尘器一样设多孔均流板，由于需要它兼有一定的导流作用，因此，上下孔板孔径的大小及密度是不同的）及导流措施，还需要在除尘器静压室、洁净室等处考虑导流、阻流等措施，以求得整台除尘器结构阻力上的平衡。,袋式除尘器气流分布,袋式除尘器的阻损比电除尘器要大得多，其中约80%来自滤袋的过滤阻力，还有约20%来自结构阻力。因此，在袋式除尘器的系统设计及结构设计时应尽可能减少其结构阻力，使烟气进入除尘器后能顺畅、平缓的流动，并尽可能缩短烟气在除尘器内的流程，尽可能减少和消除局部涡流。袋式除尘器能否实现气流均匀分布，以及尽可能降低其阻损，除必须采取均流、导流、阻流等措施外，还与其进风方式、分室方式以及滤袋的型式及布置等因素有着密切的关系。,袋式除尘器气流分布,烟气流场分布设计的检验,CFD模拟,物理模型,冷态测试,保护系统,预喷涂装置 紧急喷淋降温系统 滤袋检漏装置,预喷涂装置,除尘器的预喷涂是除尘器投入运行前必须要做的工作，目的是在除尘器运行前在滤袋表面形成由碱性粉末组成的灰层，防止烟气对滤袋的腐蚀。 具体实施：在除尘器的每列进风管道上安装预涂灰接管，上料口距地面1m，预喷涂所用的粉料由罐车通过气力输送至每列进风管内，在主风机开启后利用除尘器内部形成的负压将粉末吸入并附着在滤袋表面。将风机开启度调定到80%，直至当前列阻力增加值达到200300Pa时，进行完毕。,紧急喷淋降温系统,除尘器进风总管上设置了紧急喷淋降温系统。紧急喷水降温系统设置两级，采用气液两相喷嘴，保证雾化效果，同时，在平时利用压缩空气保持喷嘴的畅通并清除结垢。 当烟气温度过高时，通过设置在进风总管上的温度传感器反馈信号至PLC，控制紧急喷淋降温系统启动第一级喷嘴，进行降温；如未达到设定温度以下，则开启第二级喷嘴；当温度依旧超标时，此时必须切换旁路以保护滤袋。 该系统的降温作用不小于30。,紧急喷淋降温系统,滤袋检漏装置,通过设置在每个仓室花板上下的差压检测装置可实现单仓压差数据的显示和报警，如个别仓室压差明显偏小，原因可能是灰斗进风口手动调节阀没有完全打开或出风口气动提升阀意外关闭，如烟囱有肉眼可看到的烟尘出现或通过除尘器出口烟道设置的浊度仪，可断定当前仓室有滤袋破损，需要检修更换。如个别仓室压差明显偏大，可以判定当前仓室清灰系统有故障或清灰效果不理想，有粘袋现象发生。,荧光粉检漏,性能保证,除尘器粉尘排放浓度保证值为20mg/Nm3以下 除尘器运行阻力：前三年1000Pa，终期1200Pa 除尘器本体漏风率2% 除尘设备的使用寿命为30