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龙净环保谈喷雾系统在电力行业运用

作者:龙净环保 邱时友来源:百度文档 浏览次数: 日期:2013年8月14日 17:35

(邱时友 福建龙净环保股份有限公司,福建龙岩 0E5222)
摘要:
大唐石门发电有限责任公司#1机组配套的FL型布袋除尘器自2010年6月投运来,已连续稳定运行一年多,各项考核指标优异。根据项目实际情况配备的喷水降温系统经验证是成功的,布除尘器入口温度控制在150℃以下,布袋没有发生糊袋等现象。此项目的成功应用,为喷水降温系统在电力行业上运用提供借鉴和参考。 

 

 

 

布袋除尘器的核心部件之一是滤袋装置,滤袋装置包括滤袋和袋笼。滤袋的使用温度是有范围的,不同材质的滤袋使用温度不同。当烟温超过滤袋所能承受的极限温度时,滤袋长时间工作于超温烟气中容易损坏失效。锅炉运行时不确定因数比较多,有时候锅炉排放的烟气温度会超过预期的温度范围,可能会超过滤袋使用的极限温度。解决这一问题的方法很多,例如在除尘器前烟道开口掺冷风,通过热交换使烟温下降;也有在除尘器前烟道上喷冷水(或做水冷壁),使烟温下降的。两种方法热交换效率太低。掺冷风的方法不仅效率低,而且大量增加烟气量,提高滤袋过滤风速,给滤袋和引风机等带来了沉重的负担。本文推崇在预热器出口安装喷水降温系统,通过在烟气中喷入雾化的水微粒,使烟气温度迅速降低。

 

 

1. 工程概况

大唐石门发电有限责任公司#1机组电除尘器改造纯布袋除尘器,此项目为300MW机组改造项目,双室双列结构,两个预热器出口,分四条矩形烟箱进入一个汇风烟箱,汇风烟箱分四个出口进入除尘器,采用下进风方式。矩形烟箱截面尺寸为3.6x3.2m(高x宽),矩形烟箱比较单纯,无转角预热器出口距汇风烟箱中心距离为15.94m。业主反映此项目锅炉夏季频繁超温运行,其他季节正常运行,各通道内烟气温度相差较大业主要求在除尘器入口设置喷水降温系统,使烟气温度能够控制在150℃以下,确保夏季锅炉超温运行时布袋除尘器能正常投入使用。

最大处理烟气量:2150000m³/h(工况);正常允许烟气运行温度:130-170℃(允许烟气瞬间最高温度 190℃,年运行时间累计不大于 100h);滤袋材质:PPS 基布+P84,P84含量<20%,PTFE溶液浸渍;滤袋保护装置:预涂灰装置+嵌入式旁路烟道+喷水降温系统。                                

锅炉满负载(300MW)运行,喷水降温系统投入使用后,降温效果见表1。

 

 

2. 参数系统

 

2.1满足条件

 

降温幅度:设计最大降温幅度30℃,烟气从180℃降到150℃;除盐水:水温20℃,水压0.45MPa,系统耗水量小30t/h;压缩空气:气压0.4MPa,系统耗气量小于800m³/h;单通道烟气量:537500m³/h(工况),不均匀度按±5%考虑;喷枪使用环境:燃煤锅炉预热器出口烟道内,在环境温度-20℃至+200℃条件下正常工作;控制要求:能实现对单个超温通道自动进行喷水降温;喷嘴要求:喷嘴耐磨可拆卸防堵;喷枪标准:喷枪属于喷雾冷却系统配件,组成喷雾冷却系统所有设备管件必须满足相应国家标准要求,并配备过滤装置;检验标准:喷枪出厂前按设定参数进行试压,所有喷枪必须喷雾且雾气均匀,喷嘴应达到 ASTM E799-03标准颗粒测试要求。

 

2.2技术参数

 

经喷嘴厂家的工程师计算单通道共需要3把喷枪,以下是一把喷枪参数。

喷嘴型号:广州奥工喷雾设备有限公司AOOPO32-W3/4-A11-1/2双流体喷枪;理论温降时间:3.5S;安全系数:1.1;喷雾量:32L/min/把(水压0.45MPa);耗气量:43m³/h/把(气压0.4MPa);雾化颗粒度:小于100um(粒径10um的水微粒在180℃时完全蒸发需约0.2S);接口尺寸:进水口3/4″(DH20);进气口1-1/2″(DN40);中间固定DN80,法兰均为GH20592标准;喷枪保护措施:喷法兰枪材质均为不锈钢,整套喷雾装置加装防磨挡板,所选材质适用此项目工况条件,喷嘴设计可拆卸且有防堵功能。

 

2.3喷枪布置方式

 

一个矩形烟箱布置3把喷枪,按边长1.2m正三角形布置,喷嘴大致在同一个水平面上,水平面距烟箱顶面约1m,烟气方向与喷雾方向一致。喷嘴前1m内无烟道管撑。喷嘴安装在预热器出口烟道上,安装位置离除尘器越远越好。

 

 

3. 工作原理

 

原理图如下图1所示

 

 

 工作原理为:锅炉烟气温度在正常情况下喷水降温系统处于关闭状态。当烟气温度超温时,控制系统先启动气路电磁阀⑦,压缩空气从储气罐⑩经过调压阀⑨调压后进入喷枪⑥,后启动水路电磁阀⑤,除盐水从水箱①经过U型过滤器②后进入水用调压阀③调压后进入喷嘴⑥,压缩空气和除盐水在喷嘴内雾化后进入烟道内,当被雾化后的颗粒与高温烟气混合后,在短时间内迅速蒸发,带走热量,达到降低烟气温度。原理图中远传压力表④⑧分别作除盐水和压缩空气进入喷嘴前的压力监视。

 

4. 系统特点

 

4.1采用AOOPO32 双流体喷枪

 

4.1.1  AOOPO32 双流体喷枪原理

   双流体喷嘴正常工作时,需要同时供给一定压力的压缩空气(或氮气)和一定压力的水,在喷嘴的内部,压缩空气与水经过若干次的击打,产生非常细小的颗粒。

 

4.1.2  AOOPO32双流体喷枪结构

   喷枪外形如图2所示,喷枪由枪体和喷嘴组成,枪体内水通道和气通道相隔离,两通道在喷嘴内汇合。枪体材质为304不锈钢管,喷嘴材质为316不锈钢。

 


 

4.1.3  AOOPO32 双流体喷枪优点

  雾化颗粒非常细小,平均直径为40-80um,确保100%蒸发,避免湿底现象发生;单只喷嘴水量大,水量调节比可达10:1,在水量变化范围内,雾化颗粒基本保持不变,确保在大水量时湿底现象不发生;喷射角度大于120°,喷雾覆盖面积大,喷雾直径可达3-4m,更有利于烟气降温调质;优异的抗堵性;喷嘴孔径可达6.3mm,能适应不同水质的要求;喷嘴耐腐蚀,使用寿命非常长,通常情况下平均寿命可达2-3 a;对水源和气源压力要求低,电厂内易获得。

 

4.2 采用分组控制

 

    一个通道的喷嘴编为一组,对各通道单独控制,当某一通道烟气温度过高时,开启相应的喷嘴,只对该通道的烟气进行降温,避免过量水分进入烟气中,节约能源。

 

4.3 采用电磁阀

 

    电磁阀反应时间快,动作时间仅为几十毫秒,当烟气温度过高时,喷水降温系统能迅速开启。

 

4.4 采用自动控制

 

    在预热器出口设置一组温度检测,当温度过高时,控制系统发出信号将电磁阀打开,喷水降温系统启动;当温度恢复正常时,控制系统发出信号将电磁阀关闭,喷水降温系统关闭。

 

4.5 系统不足点

 

    喷入的水量无法根据烟温调节;系统长期不用易瘫痪;必须经常对电磁阀、减压阀等维护,以防需要用时卡涩。

 

 

5. 应用场合

 

喷水降温系统最早用于水泥行业,水泥行业具备条件:烟道单纯;烟气流速低,水蒸发能充分吸热,达到最佳热交换。

电力行业:烟道复杂,内部管撑多,烟气流速大,热交换效率低,实际效果不好,长不用易瘫痪,故电力行业不推荐用喷水降温装置。

但在同时满足下列条件时,可以考虑使用喷水降温装置:烟道比较单纯,无拐角,工况下烟气流速<13m/s;预热器出口到除尘器入口的距离比较长,烟气至少有大于1s的通过时间;烟气中的粉尘在水汽含量较高时不容易结块硬化;选用的滤袋必须有良好的耐水解性;锅炉年运行中,超温运行时间比较集中。

 

 

6 结语

 

喷水降温系统在大唐石门发电有限责任公司#1机组电除尘器改造纯布袋除尘器项目上的成功运用,说明只要符合条件,电力行业也可以推广使用喷水降温系统,此项目的成功为相关应用提供参考。

 

 

文章来源:百度文库 http://wenku.baidu.com/view/e0872dcd2cc58bd63186bdf3.html

所属类别: 喷雾系统技术

该资讯的关键词为:喷水降温系统  AOOPO32双流体喷枪  布袋除尘器  电力行业喷雾应用  龙净环保 

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