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天潔公司SDMC型生物質鍋爐除塵器技術總結報告

天潔公司SDMC型生物質鍋爐除塵器技術總結報告

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濰坊天潔環保科技有限公司新產品鑒定會技術總結報告
一、  概述
    隨著國家可持續發展戰略的實施,大力貫徹國務院關于建設資源節約型和環境友好型社會的戰略部署,科學、環保地利用可再生的生物質能源成為我們必須高度重視的重要課題。
我國幅員遼闊,生物質資源豐富,據統計每年僅農作物秸稈就約7億噸,其它如木屑、稻殼、棉柴等生物質原料也數量巨大。如此之多的資源,除了一小部分用于畜牧、造紙等外,其余的大部分被視為"廢棄物",以直接燃燒的方式將其浪費,這樣既浪費了資源,又污染了環境。秸稈是一種很好的可再生能源,平均含硫量只有3‰,而煤的平均含硫量約達1%,非常有利于環保。
秸稈的大規模能源化利用是大勢所趨,勢在必行,符合我國國情,秸稈供熱,秸稈發電或秸稈熱電聯產是規模化利用秸稈較為成熟的技術,所以利用秸稈等生物質原料發電就越來越受到電廠的關注。目前,國內生物質燃料鍋爐的設計及運行已經比較成熟。因此,設計研發一種結構更加合理、性能更加優良、煙塵凈化效果更加明顯的生物質鍋爐用除塵器成為除塵器制造行業的當務之急。
我公司適應市場需求,在深入研究國際先進生物質鍋爐除塵技術的基礎上,依托多年設計生產袋式除塵器的技術優勢,融合國內外生物質鍋爐除塵設備的優點,結合我國國情自主研發了新型生物質鍋爐袋式除塵器。該設備以自動化程度高、投資小、維護費用低、成品質量穩定等顯著特點,成功解決了生物質鍋爐煙氣在袋式除塵器上的各種適應性問題,為生物質鍋爐除塵提供了切實可行的解決方案,經濟、社會與環境效益顯著。產品通過生物質鍋爐電廠的使用,其性能完全達到了設計要求,其效果明顯優于其他類型的除塵器。
二、本項目的主要研究內容、用途及適用范圍
(一)本項目的主要研究內容
    本項目通過研究生物質鍋爐燃料的燃燒特點,有針對性的研究除塵器的整體結構,過濾、送風、清灰及自動化控制方式,解決袋式除塵器在生物質鍋爐煙氣除塵上的各種適應性問題。
(二)具體研究內容及措施
    生物質鍋爐的鍋爐型式多為水冷振動爐排秸稈燃燒爐,鍋爐燃料多以秸稈為設計燃料,以果木枝條為校核燃料,同時兼顧了其它生物質燃料,如小麥秸稈、棉花秸稈、糠醛渣等,并以煤為緊急備用燃料。
    1、生物質鍋爐燃燒的特點(以秸稈為主燃料):
(1)燃燒粉塵量大:秸稈燃燒后所產的渣份很小,幾乎都成為灰粉,所以煙氣中含塵濃度會很大。
(2)燃燒不充分,易形成二次燃燒:試驗證明有極少量秸稈不能在鍋爐內完全燃燒,而且煙道里由于含氧量少,達不到燃燒條件,所以不能立即再次燃燒,較大顆粒粉塵也由于煙氣熱交換時間很短會保持著燃燒溫度,所以一旦具備氧氣條件,就會再次燃燒。
(3)燃燒后粉塵堆積密度小:生物質燃料燃燒后的粉塵很輕,堆積密度很小,因此會造成輸灰設備的容量增大,灰斗內積灰量增多。
(4)燃燒粉塵粒徑小,比電阻大:因此生物質鍋爐除塵只適合使用布袋除塵器,不適合使用靜電除塵器。
(5)燃燒粉塵易結焦:燃燒后灰分含有有機物等,溫度一旦降低,就會出現結焦現象,易造成堵塞,卸灰困難,所以必須設計破拱裝置。
(6)燃燒產生的煙氣溫度高:由于存在可能的二次燃燒、鍋爐結焦,所以煙氣溫度會比燃煤鍋爐偏高。
(7)生物質燃料燃燒后的粉塵很輕,流動性差,卸灰較困難。
    2、SDMC型生物質鍋爐除塵器采取的技術措施
根據以上生物質鍋爐燃燒的特點和所產生的粉塵的性質,我公司通過參考國外先進技術,結合、借鑒其他除塵器的經驗,對SDMC型生物質鍋爐除塵器進行了針對性的研究。
(1)采用積木式結構,結構簡單緊湊,方便安裝。
(2)采用外濾式布袋過濾,維護簡單,煙塵捕集、回收方便。
(3)采用負壓式送風,保障鍋爐運行安全,防止煙氣泄露。
(4)采用脈沖噴吹式清灰,保證濾袋壽命,濾塵效果優良,實現連續運轉。
(5)采用聯鎖、報警保護,包括:溫度顯示器報警;高溫聯鎖,除塵器入口煙溫超過設定溫度,自動開啟旁通閥;低溫聯鎖,煙溫低于設定溫度,自動開啟旁路閥;高料位報警;壓差變送器報警。
(6)在線檢測離線清灰方式,可以保證除塵器連續工作,檢修方便,清灰徹底。
(7)下進上出式送風,利于清灰和收集粉塵。采用下進氣方式,較粗顆粒的粉塵受慣性力和重力的作用直接落入灰斗,只有細小粉塵接觸濾袋,減少濾袋磨損,延長濾袋的使用壽命。
(8)設置旋風分離器和霧化增濕裝置。因粉塵微細,且會夾帶未充分燃燒的細小桿狀物或碳化物,易產生二次燃燒。在袋式除塵器前,設置旋風分離器作為燃燒沉降室。旋風分離器頂端布置霧化增濕裝置,對煙氣進行調質,通過溫濕度控制儀控制霧化量,防止煙溫過高損壞濾袋,由于有增濕霧化過程,有利于增加細粉的積聚能力,同時增加細小桿狀物或碳化物的重度,以達到預除塵效果。
(9)設置了預噴涂系統:針對秸稈燃燒尾氣粉塵中含有炭黑等粘滯性成分,易造成粘袋,因此,設置了預噴涂系統安放在旋風分離器與袋式除塵器之間的煙道上。預噴涂系統還可將未被旋風分離器去除的小顆粒粉塵進行包裹,利于清灰,避免彌漫現象的發生。
(10)加大灰斗傾角,提高粉塵在灰斗內的流動性,并在灰斗上設置強力空氣炮,保證順利卸灰。
(三)本項目產品的用途及適用范圍
該產品適應于生物質鍋爐的煙氣凈化除塵
 
三、產品的主要設備組成及除塵器的工作原理
(一)產品的主要設備組成
(1)旋風分離器,包括霧化增濕裝置
(2)袋式除塵器本體,包括:
1)設備本體。灰斗及灰斗支架、箱體、凈氣室及煙道等;2)濾袋、籠骨和花孔板;濾袋和籠骨組成了除塵器的濾灰系統;花板用于支撐濾袋組件和分隔過濾室(含塵段)及凈氣室,并作為除塵器濾袋組件的檢修平臺;濾袋組件從花板裝入。3)噴粉系統。4)進氣系統。包括進風導流總管、導流板、進風口手動調節閥。5)排氣系統。包括由排氣管道等組成的除塵器凈化氣體排放系統。6)卸灰系統。7)平臺、欄桿、爬梯及手動閥門的檢修平臺。8)除塵器頂部防雨設施。用于保護電磁脈沖閥等除塵器頂部裝置。9)除塵器照明系統。
  (3)保護系統,包括在線檢測裝置、旁路系統及濾袋檢漏裝置。
  (4)壓縮空氣系統,包括儲氣罐、壓縮空氣管道、減壓閥、壓力表、氣源處理三聯件等。
  (5)控制系統,包括儀器儀表、上位工控系統、以PLC可編程控制器為主體的除塵器主控柜、MCC柜、現場操作柜、檢修電源箱、照明電源箱等。
(二)生物質鍋爐袋式除塵器的工作原理
    鍋爐煙氣經一級旋風分離器后,由進氣口進入灰斗,較粗顆粒粉塵經旋風分離器后大部分被去除,小部分由于慣性作用直接落入灰斗。細顆粒粉塵經濾袋過濾,粉塵被擋在濾袋外表面,氣體透過濾袋,經凈化后沿濾袋內部進入凈氣室,由出風口排出。隨著過濾工作的不斷進行,附著于濾袋外表面的粉塵不斷增多,氣流通過的阻力也隨之增大,當阻力達到一定值時,脈沖噴吹控制儀根據反饋信號開始工作,定時按順序啟動脈沖閥,使氣包內壓縮空氣由噴吹管噴出,通過文氏管誘導數倍于一次風的周圍空氣進入濾袋,使濾袋在瞬間急劇膨脹,在反向氣流和振動的作用下,附著于濾袋表面的粉塵迅速脫離濾袋落入灰斗,完成清灰的過程。灰斗內積聚的粉塵由于具有易結塊特點,采用強力空氣炮進行破拱達到順利卸灰的目的。
四、產品基本參數、性能指標
(一)SDMC型生物質鍋爐除塵器基本參數性能指標
序號
處理風量m3/h
過濾面積m2
除塵效率%
允許入口煙氣溫度℃
入口含塵濃度g/Nm3
出口排放濃度mg/Nm3
阻力Pa
過濾風速m/min
噴吹壓力MPa
漏風率%
1
80000
1380
≥99.99
130~190
<100
≤30
≤1200
0.95~1.1
0.3
~0.4
≤1
2
95000
1402
3
100900
1494
4
110000
1580
5
120000
1860
6
134600
1969
7
157000
2181
8
164000
2492
9
179400
2804
10
190800
2935
11
20190000
3116
12
2243000
3600
五、產品的技術路線及主要技術特點
(一)產品研究的技術路線
    煙氣性質分析→總體方案設計→工作圖設計→工藝工裝設計→生產準備→樣機試制→安裝試車調試→信息反饋→改進設計→產品鑒定。SDMC型生物質鍋爐除塵器圖紙的設計完全采用了先進的CAD輔助設計系統,貫徹執行了相關現行的國家標準,圖紙及各種技術文件準確規范、完整統一,為樣機的試制成功奠定了堅實的基礎。
(二)產品的主要技術及結構特點
(1)在袋式除塵器前設置旋風分離器作為燃燒沉降室,旋風分離器頂端布置霧化增濕裝置。對煙氣進行調質。
(2)在旋風分離器與袋式除塵器之間的煙道上,設置了噴涂系統。
(3)根據煙氣溫度、對秸稈等生物質燃料的成分和燃燒產生煙氣性質與灰分的分析,選用聚苯硫醚濾料,并經防油、防水和阻燃處理,濾塵效果好,使用壽命長。
(4)針對生物質鍋爐煙氣酸堿性特點,骨架采用有機硅噴涂提高其防腐性能。
(5)采用淹沒式電磁脈沖閥,膜片經久耐用,安裝對中可靠,壓力損失小。
(6) 采用積木式結構
  采用積木式結構,考慮清灰的徹底及故障的排除,將除塵器分成若干單元,這樣可以保證細粉塵不會被再次吸附,也可以實現不停機檢修,達到運行穩定的效果。
(7)旁路設置
  在鍋爐出現異常情況時,對除塵器必須進行保護。
(8) 實現全自動化的控制
  減少運行的人力投入,提高運行可靠性。
(9)強力的破堵、破拱裝置
  由于除塵器可能會出現粉塵結塊、搭拱現象,會造成除塵器卸灰不順,因此采用強力的空氣炮進行破堵。
六、SDMC型生物質鍋爐袋式除塵開發研制中關鍵技術難題及解決措施
(一)開發研制中關鍵技術難題
(1)燃燒不充分,易形成二次燃燒:秸稈不可能在鍋爐內完全燃燒,而且煙道里由于含氧量少,達不到燃燒條件,所以不能立即再次燃燒,較大顆粒粉塵也由于煙氣熱交換時間很短會保持著燃燒溫度,所以一旦具備氧氣條件,就會再次燃燒。
(2)針對秸稈燃燒尾氣粉塵中含有炭黑等粘滯性成分,易造成粘袋,以及彌漫現象的發生。
(3)在鍋爐出現異常情況時,不能及時排除、點火投油等。
(4)濾袋發生氧化腐蝕及酸腐蝕。
(5)燃燒后粉塵堆積密度小。
(6)除塵器可能會出現粉塵結塊、搭拱現象,會造成除塵器卸灰不順。
2、其它影響鍋爐正常安全運行
氣源系統異常
3、保障除塵設備及濾袋的正常使用
    (1)進出風方式及煙氣在各分室的導流均布情況;
(2)減少粉塵對料袋的沖刷磨損、有效的延長使用壽命
(3)有效徹底地清除粉塵
(4)使收集的煙塵順利落入下游氣力輸送設備.
4、除塵器鋼結構殼體在溫度變化時的伸縮補償措施。
(二)采用的關鍵技術措施
1、抗結露脈沖除塵技術
   氣源系統應徹底去除水分、油污,同時除塵器外部和上箱蓋采用整體保溫,外帶保溫提高除塵器的抗結露性能。
2、超音速引流噴射技術
    脈沖行噴吹嘴部加超音速引流噴嘴,合理調配同一吹管上噴嘴口徑大小,有效保護濾袋口部不受損傷。
3、文丘里管,產生二次誘導風技術
    采用文丘里管清灰更徹底、濾袋更干凈。
    脈沖閥動作時產生的聲波還可以使濾袋產生微振動,起到輔助清灰作用。
4、氣流均布技術
除塵器設置梯形進氣煙道;灰斗內設置氣流均布裝置,使氣流均勻進入每個氣室并達到均布。
5、濾袋噴涂保護技術
    根據生物質煙塵中含有炭黑等粘滯性成分,易造成粘袋,設置噴涂系統可實現定時對濾袋進行噴涂,還可對煙氣中的小顆粒進行包裹,以利于清灰和防止糊袋。
6、門蓋高效密封技術
    除塵器所有焊縫采用雙面焊接,除塵器上部門蓋處為鋼體與耐溫、耐酸堿的特種橡膠膠條線性密封。這種橡膠具有耐化學穩定性好,耐臭氧、耐老化、耐高溫等特點。
7、旁通保護技術
    除塵器設置內置型旁路,美觀實用.當出現異常情況時,系統自動打開旁路.
8、檢測、監控技術
    針對除塵器使用特點,設置了煙氣溫度、除塵器運行壓力、灰斗料位檢測及運行設備故障檢測等先進的在線檢測監控設備。
9、壓縮空氣氣源發生故障保護技術
    在除塵器附近的儲氣罐頂裝壓力變送器,對氣源壓力實時監控,當壓力超過正常波動范圍持續下降時,PLC發出打開氣路旁通閥的指令信號,并同時切斷通向除塵器頂部氣管路,將儲氣罐內儲存的有限的壓縮空氣集中供給旁通閥門氣管路。
10、除塵器殼體采用溫度變化伸縮補償技術
    除塵器設置一個固定支座,多個單向活動支座,多個多向活動支座。固定支座可實現除塵器與支腿的牢固對接,活動支座可有效消除熱脹冷縮對基礎的不利影響。
七、創新性與先進性
1、抗結露脈沖除塵、超音速引流噴射、文丘里管產生二次誘導風、氣流均布、濾袋噴涂保護、門蓋高效密封、旁通保護技術、溫度及運行壓力等的控制、壓縮空氣氣源的故障保護、殼體溫度變化伸縮補償等10多項先進技術的有機整合;
2、研發了特種旋風分離器作為燃燒沉降室,特種旋風分離器頂端布置霧化增濕裝置,使鍋爐煙氣達到預除塵、降高溫、滅明火的優化處理;
3、研發了氣力噴涂系統可實現定時對濾袋進行噴涂,還可對煙氣中的小顆粒進行包裹,以利于清灰和防止糊袋。
4、分室結構,實現在線檢測,離線清灰;
5、自動化程度高,異常狀況報警、連鎖,保護健全,安全性能優良。
八、結束語
    濰坊天潔環保科技有限公司與山東大學天潔環保技術研究所共同研發成功的SDMC型生物質鍋爐除塵器,具有很好的技術性能價格比。經山東省產品質量監督檢驗研究院檢驗結果證明,該產品的各項技術性能指標完全達到了設計要求和企業標準要求。確認該系列產品可作為生物質鍋爐的安全、可靠輔機。
 
    

發布時間:2009/11/24 10:28:42
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