锅炉烟气余热回收对静电除尘器的影响

詹永乐

摘  要：随着工业生产中应用到的技术不断增多，技术也在不断完善与进步当中，通过对135 MW机组循环流化床锅炉尾部烟道安装烟气余热回收装置的分析，能够了解烟气余热回收装置在工程当中的应用效果，研究锅炉烟气余热回收对静电除尘器运行带来的影响，对除尘器具有的经济价值。观察烟气余热回收装置投运前后状态，烟温降低38 ℃时，凝结水的温升能够达到45 ℃，最终的研究可以明确：随着烟气温度不断下降，工况烟气量减小，灰尘具有的电阻率随之降低，除尘效果显著。在将除尘温度设置到100℃时，达到了99.9%的除尘效率，烟气粉尘浓度也有所降低，低于20 mg/Nm3;机组发电标准煤损耗降低，下降2.5 g/kWh。

关键词：锅炉烟气;余热回收;静电除尘;除尘效率

中图分类号：TK11+5       文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）35-0179-02

燃烧煤炭的锅炉其温度一般可以控制在110～160 ℃左右，能够产生大量的余热与气体，对环境造成了非常大的污染，资源遭到了浪费。我国开始对部分热能进行回收，并进行研究分析，国外也有很多相同的研究，比如，日本的燃煤锅炉机组使用了保温电除尘工艺，将除尘温度控制到了80～90 ℃，使除尘效率明显改善，粉尘浓度大幅度降低，低于20 mg/Nm3这一标准。下面，本文将以某台燃烧无烟煤的135 MW机组循环流化床（CFB）锅炉应用为例，分析余热回收装置对节能效果的影响，以及飞灰特性与电除尘效率在烟气温度降低时的表现，分析产生的影响，最后对余热回收对机组经济效益的影响进行了探究。

1   技术改造方案与测试方法

为了更好的分析与研究烟气余热回收装置对机组运行、飞灰特性产生的影响，本文选取了一个135 MW机组循环流化床锅炉进行研究，除尘器为配备双室四电场静电形式的。燃烧时产生了余热，这时，余热的回收装置工程被设计成为水冷的结构形态，锅炉的受热面被设计在除尘器的最前端，这一部位的温度通常较高，但是却有着非常良好的换热效果，鉴于换热以后的烟气温度降低，使得工况烟气量减小，并且比电阻也减小，进而能够使除尘效率增强。

在空预器出口与电除尘器进口喇叭间的水平烟道设置余热回收换热装置，在水平烟道A、B分别布置换热装置，通过冷渣器回水和轴封加热器出口两路进水，使其进入到余热回收装置中与烟气换热，并吸收烟气中的热量，再回到5号低压加热器的出口，其循环过程，如图1所示。

通过实验操作与样品采集，在烟气余热回收装置的进、出口烟道上分别布置7个测试孔道。试验仪器设备见表1。|

无烟煤为实验过程燃烧煤种，这一煤种具有非常低的挥发率，煤质具体见表2。运行机组在规定负荷状态下，能够向其中添加其他的物质，比如，石灰石、Ca/S物质，以这种方式进行炉内脱硫，最终Ca/S的量比为2.5，具体见表2。

2  结果分析

2.1  对静电除尘器性能的影响

余热回收与投放将对烟气温度与粉尘排放量、浓度造成很大影响，见表3，当余热回收率在装置中得以最大化冷却时，电除尘器入口烟气温度为100 ℃。

从表3可以看出，烟气余热将被回收到装置进入汽机的低加系统再次利用，这时，除尘器使用效率将大大提升，提升幅度为0.10%。电除尘器烟尘排放量有所下降，其烟气排放质量浓度能够从50.742 mg/Nm3下降到18.678 mg/Nm3，能够使粉尘的排放量得到极大改善，从烟气的温度、电阻、速度以及工作电压、电晕等内容上进行分析。

烟气与温度入口与飞灰的电阻值关系图2所示。

从上图可以看出，在烟气温度达到了137 ℃时，其入口的工况飞灰的电阻值非常高，并且在某点位置处能够达到最高峰值，随后将伴随着温度的降低而再次升高，这时，入口飞灰电阻值将随之降低，在烟气的温度下降到100 ℃时，入口时的工况飞灰电阻值5.56×109 Ω·cm。鉴于原来的除尘器电阻值设计过程中的温度为138 ℃，这时的工况飞灰电阻值达到最高值，为此，在安装烟气余热回收装置以后，烟气的温度会下降到120 ℃以下，能够使入口的飞灰电阻值接近一个数量级。这种状态下将非常有利于电场强度的增加，进而使除尘的效率提高[2]。

粉尘比电阻值成为了测量静电除尘导电性能的关键性指标，堆积在电除尘器表面上的粉尘被电除尘器回收，但是此过程必须要有一个非常好的导电性能的支持，这样才能使电子流的传导更加有效率。高比电阻值状态下，粉尘层将被击穿极限的电流，而这些极限电流强度将由粉尘自身的电阻值决定。为使研究更为直观，在粉尘比中间设置一个电阻值区间，除尘性能能够在这一区间表示，具体如图3所示，此时最适宜的电除尘器的工作电阻值为105～1 011 Ω·cm。

很明显，鉴于烟气将随着温度的降低为降低，粉尘比电阻也将随之减少，为了使除尘器的性能大幅度增强，电阻值就必须要变小。在同样的机组运行状态下，在相同的负荷条件下，烟气余热将随之回收装置的投放而使温度降低38 ℃，对应的烟气流量也将有所下降，下降率为9.2%。

2.2  对机组运行经济效益的影响

烟气余热回收装置通过冷却能够将烟气温度降低，使水温升高30 ～50 ℃范围左右，而这部分热量大部分都会经过5号低压加热器出口流入到系统回路当中。按照等效的焓降定义，鉴于低加回路凝结水的水量减少，使得排挤7号低压加热器、6号低压加热器、5号低压加热器的气量总和为机组等效焓降量。为了使检测的烟气余热回收装置投运对经济指标产生影响，可以对分投运前与投运后的两个工况进行热力试验。

3  结  语

本文主要对锅炉烟气余热回收对静电除尘器运行的影响进行分析，从而表现了除尘器在按照了烟气余热回收装置以后，能够使灰与烟气的特性改善，增强了电除尘器的运行效率。

参考文献：

[1] 李慧君，王树众，张斌，等.冷凝式燃气锅炉烟气余热回收可行性经济   分析[J].工业锅炉，2011，（2）.

[2] 钟希军，刘俊峰，费振伟，等.热管蒸汽发生器用于导热油锅炉烟气余   热回收的可行性分析[J].河南科技，2014，（11）.

[3] 杜红波，张永顺.吸收式热泵在燃气锅炉烟气余热回收中的应用分   析[J].城市建设理论研究，2015，（22）.