关于自激式水浴脱硫除尘器的新应用技术

赵秀红 刘彩霞 杨军萍

我单位SZL14-1.25/130/70-AⅡ燃煤热水锅炉在2007年～2008年度冬季采暖运行中,由于原配套的麻石水浴除尘器体积小,烟气流程短,大量含尘烟气经过除尘器时没有足够的空间和时间沉降和脱水,大量含尘带水烟气进入引风机,吸附粘结在叶片上,造成转子不平衡,引起风机振动,无法正常运行,锅炉经常被迫停炉。改造除尘器,解决引风机带水振动现象,满足国家环保要求成为迫在眉睫的问题。

1 改造方案

2008年夏季,我单位对除尘器进行了大胆的改造,在多次试验和计算的基础上,突破传统的设计方案,探索创新,首次采用将引风机前置到除尘器之前安装的方式,并将水浴除尘器扩大空间,加固结构,安装在引风机之后,即改造前烟气流程:锅炉尾部烟道→水浴除尘器→引风机→烟囱,改造后烟气流程:锅炉尾部烟道→引风机→水浴除尘器→烟囱。

改造完成后经过1年的运行,效果良好,引风机不存在带尘带水现象,通过调节水浴除尘器水位和水的碱度,烟尘排放浓度完全达到国家环保要求,改造获得圆满成功。具体改造方案如下。

1.1 新型水浴除尘器结构与原理

新型水浴除尘器主要由主、副筒体、隔烟墙、下部排污孔、清渣孔、液位控制箱等组成。其工作原理是:使用高压喷雾方式,使水与烟气接触面积大大增加,在除尘基础上,碱性水与含硫烟气充分接触,反应时间加长,除尘与脱硫效果大大增强。

从锅炉尾部排出的含尘烟气在风机的吸力作用下首先经过引风机,然后从风机出口鼓入除尘器,除尘器在运行过程中呈微正压状态。烟气进入除尘器入口,通过扁而宽的下行通道以高速冲击水面,其中大部分尘粒由于与水粘附后重量加大留在水中,此阶段为冲击阶段;在此阶段产生后,烟气继续以相当快的速度从上下隔墙与水的狭隙中掠过。翻过三道耐冲刷隔墙后,即烟气经过三个小室,夹带着它们激起的水滴、水雾和泡沫,发生强烈的对撞,烟气中残留的尘粒被水滴、泡沫粘附的机会大大增加,并弹溅到小室内壁上被粘附,逐渐积累增大而落入水中。含尘气体在此区域内又进一步水雾净化,此阶段为水浴阶段;同时因为进入除尘器的烟气温度一般不低于80℃,由于烟气温度高,在接触水面时会产生一定数量的蒸汽混合在烟气中,进一步提高捕集小尘粒的能力;最后在除尘器尾部,烟气改变方向,向上运动,在出口段上方装有两套折流式汽水分离装置,并且除尘器上部有一段较长的空间,烟气在此空间上行时截面平均速度降低,由于重力作用使汽水分离。通过以上三种方式净化后,干净的烟气从除尘器出口处进入烟囱。

1.2 改造示意图

水浴除尘器示意图见图1。

1.3 主要技术指标

除尘效率:95%～98%。脱硫效率:70%～85%。筒体阻力:600 Pa～900 Pa。

2 改造主要特点

1)改造首次大胆采用了将引风机安装在水浴除尘器前的方式,完全杜绝了风机带尘带水现象,解决了风机含尘带水振动这个多年来困扰正常运行的最大问题,有极大的推广价值。2)由于锅炉含尘烟气中含硫,改造中除尘器采用原有麻石砌筑,降低了成本,内部与烟气接触的钢件全部采用耐腐蚀的316L不锈钢制作,经过1年运行后检查,不锈钢钢件没有腐蚀损坏现象。3)除尘器下部安装有单链刮板出灰机,清除除尘器内部捕捉和沉淀下来的积灰。同时也设计有排污孔、清渣孔、液位控制箱等附件,根据运行的风压、风量、负荷等参数调整除尘器水位,达到良好的运行状态。4)由于除尘器在运行过程中呈微正压状态,除尘器外部用钢制结构覆盖,增加强度和密封性。5)为确保引风机的正常使用,进入风机的烟气温度应控制在130℃以下,因此在锅炉尾部烟道内,根据计算,增加了一部分铸铁省煤器受热面,适当降低烟气温度,选择耐温120℃的原锅炉配套的引风机就可以满足运行要求。6)改造投资小,运行费用低,使用麻石和不锈钢材料,具有耐冲刷、耐腐蚀、耐高温、使用寿命长的特点,价格低,安装方便。水可循环利用,在水池中加入碱性物质,可起到脱硫效果。7)经过连续1年的观察测试,锅炉烟尘排放浓度不大于80 mg/m3,SO2排放浓度不大于900 mg/m3,完全达到国家环保要求。

自激式水浴脱硫除尘器的新应用技术,打破了传统的设计模式,首次采用将引风机前置到除尘器之前安装的方式,将水浴除尘器扩大空间、加固结构,安装在引风机之后,完全杜绝了风机带尘带水现象,解决了风机含尘带水振动问题,同时满足国家环保要求,有极大的推广价值。在2009年度根据取得的经验,又陆续对10 t/h,6 t/h等锅炉进行了改造,都取得了圆满成功。

注:郝文新同志参与了本文的撰写工作。