加热炉烟气除尘技术应用研究

王宝生，宫彦杰，李彦斌，王 强，顾 嫣

胜利油田河口采油厂，山东东营 257200

加热炉烟气除尘技术应用研究

王宝生，宫彦杰，李彦斌，王 强，顾 嫣

胜利油田河口采油厂，山东东营 257200

本文介绍了加热炉烟气除尘系统的重要性。根据要求，提出了除尘系统主体设备的选型依据，并对除尘系统的主要参数进行了计算；给出了除尘系统的防腐措施，通过研究，除尘系统达到了自动化程度高、除尘效果好、环境污染轻的技术要求。

加热炉；除尘系统；滤袋选材

1 立项的必要性及意义

由供油压力波动、燃料油物性变化、点炉过程及燃烧器故障等原因，长输管道原油加热炉在投运过程中会产生燃油不完全燃烧的现象，导致烟气中炭黑成分高，大大超过相应的国家标准，对周边农田及环境造成严重污染，急需进行无害化处理。同时，因烟尘多而造成的烟道堵塞现象，是影响加热炉热效率的一个重要因素。因此，集输油站库开展加热炉烟气除尘系统的应用研究工作是势在必行的。

2 技术发展趋势

加热炉一般以原油为燃料，在其运行过程中，大量烟尘沉落在炉体内，烟尘的不断堆积，导致加热炉热效率下降，而吹扫炉膛又使大量烟尘进入环境，造成环境污染。为达到污染物的国家排放标准，就必须对排放的烟尘进行回收治理。根据燃油烟尘易漂浮并沾粘的特点，对以下几种除尘技术进行综合对比。

2.1 静电除尘

含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。

2.2 水膜式除尘

水膜除尘器利用含尘气体冲击除尘器内壁或其他特殊构件上用某种方法造成的水膜，使粉尘被水膜捕获，气体得到净化。含尘气体由筒体下部切向引入，旋转上升，尘粒受离心力作用而被分离，抛向筒体内壁，被简体内壁流动的水膜层所吸附，随水流到底部锥体，经排尘口卸出。水膜层的形成是由布置在筒体的上部几个喷嘴、将水顺切向喷至器壁。这样，在简体内壁始终覆盖一层旋转向下流动的很薄水膜，达到提高除尘效果的目的。

应用范围及特性：该设备结构简单，金属耗量小，耗水量小。但高度较大，布置困难，并且在实际运行中发现有带水现象，且需建设沉淀池，要消耗新鲜水，冬季容易冻坏辅件。

2.3 旋风分离式除尘

旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来的除尘装置。它具有结构简单，体积较小，不需特殊的附属设备，造价较低，阻力中等，器内无运动部件，操作维修方便等优点。

应用范围及特性：适用于净化大于5μm～10μm的非粘性、非纤维的干燥粉尘，除尘效率可达80%以上，但其捕集微粒小于5μm的效率极低。

2.4 滤袋式除尘

利用滤料对含尘气体进行过滤。含尘气体进入除尘器后，气流速度下降，烟尘中较大颗粒直接沉淀至灰斗，其余尘粒从外至内穿过滤袋进行过滤，清洁烟气从滤袋内侧排放，飞灰被阻留在滤袋外侧。随着积灰的不断积累，除尘滤袋内外侧的压差逐步增加，当压差达到设定值时，脉冲阀膜片自动打开，脉冲空气通过喷嘴喷入滤袋，滤袋膨胀，从而使附着在滤袋上的粉尘脱落，达到除尘的效果。

The general form of surface potential ψsλ(y) in GSGCDMT-SON MOSFET can be obtained by solving the second order differential equation given in Eq. (11). Its solution is given as

应用范围及特性：袋式除尘器应用广泛，用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物，捕获粉尘微粒可达0.1μm，具有极高的净化效率，捕集率可达到99%以上。但是，当用它处理含有水蒸汽的气体时，应避免出现结露问题。

根据以上四种除尘技术的综合对比，以及现场应用的要求，选择除尘效果较好的滤袋式除尘技术。

3 主要研究内容及技术指标

根据集输站队加热炉运行状况进行除尘系统应用技术研究，包括除尘器类型选择、烟道设计等；然后开展除尘系统防腐技术研究及自控系统技术研究。

3.1 除尘系统应用技术研究

传统的除尘系统的工艺流程（图1）是：开启风机、烟道阀门、补风阀，调节风机阀门和补风阀门的开度；待加热炉达到规定的炉膛负压时，电脑发出吹灰指令；含尘烟气进入旋风除尘器，收集并处理大颗粒烟尘，细小颗粒烟尘进入布袋除尘器，过滤后的洁净烟气由风机排人空气中；吹灰结束后，延时关闭除尘系统和相应阀门，加热炉正常燃烧运行；除尘系统关闭后，根据电脑指令，用高压空气吹扫布袋外壁粘附的积灰，吹落的积灰直接进入布袋除尘器的灰斗；布袋清灰完成后，关闭空压机等设备。除尘系统回收的烟尘收集在旋风除尘器和布袋除尘器的灰斗内，根据积灰的积存量，可以现场启动卸灰按钮，用编织袋收集烟尘积灰，运送至封闭灰库存放，用于制砖或进行填埋等无害化处理。

3.2 烟风系统改造研究

集输现有加热炉的炉型大部分是H1323B/2，加热炉的烟气量约为1 400m3/h～2 400m3/h；烟气最高温度250℃，最低温度150℃，平均温度200℃；炉内负压一20Pa～40Pa。炉型偏小，烟气量偏低，不适合传统的除尘系统。加热炉排放烟气炭黑尘浓度低于22mg/ m3。（依照GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》）

根据传统烟风系统的数据，加热炉的烟尘排放浓度在运行时和吹灰期间有较大的变化，前者一般不超过250mg/m3，林格曼黑度小于1级；后者烟尘平均浓度可达到2 500mg/m3，这是加热炉最大的烟尘浓度，此时的林格曼黑度在3级左右。如果除尘系统能达到最高烟灰浓度技术指标，就能够满足环境保护的要求，要进一步提高烟尘和二氧化硫的浓度排放限值，所以滤袋的选择就尤为重要。

选择布袋除尘器应遵循的原则是：布袋除尘器应具有较强的清灰能力和强度；滤料具备一定的耐水性。

4 应用规模及效益预测

4.1 经济效益预测

以平均每年约清理一台加热炉炉膛烟道为例，每次费用约3万元，增设烟气除尘系统，以设备10年寿命计算，10年节约经济效益为10×3=30万元

4.2 社会效益及应用规模

加热炉烟气除尘系统具有结构简单，不易损坏；排污方便，利于清理，维修；操作简单，极易上手，增加设备使用寿命等多项优点。通过研究应用，加热炉烟气除尘系统将达到自动化程度高、除尘效果好、环境污染轻的技术要求，提高烟尘回收率，既符合节能减排的要求，同时也保护了环境，减少了废气排放对大气的污染以及对职工身体造成的伤害，适合应用推广到所有油田联合站库具有管道加热炉的单位。

TK1

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1674-6708（2011）36-0119-02