山東海化集團自備熱電廠現(xiàn)有5臺130t/h煤粉爐。由于煤的來源比較復雜，部分煤的硫分、灰分比較高，因此排放煙氣中S02和煙塵濃度都比較高。鍋爐原配備的是文丘里水膜除塵器系統(tǒng)，這種除塵器除塵效率較低，一般在90%～95%之間，耗水量大，容易出現(xiàn)煙氣機械帶水、風機積灰振動等現(xiàn)象。由于�；瘓F自備熱電廠建在海邊，燃燒高硫煤影響該地區(qū)旅游經(jīng)濟的發(fā)展和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因此，廠方要求對原除塵系統(tǒng)進行改造。盡可能解決好除塵和脫硫2方面的問題，是我們的目標。
1、原除塵系統(tǒng)情況分析
從除塵系統(tǒng)運行情況來看，造成該系統(tǒng)不能正常運行的原因是多方面的。我們主要從原系統(tǒng)的設計、安裝和管理3方面來探討。
1.1設計不合理
(1)文丘里漸擴段存在積灰問題。煙氣經(jīng)過喉口高速流動與液滴混合后進入漸擴段，流速減小，動壓轉(zhuǎn)化為靜壓。在漸擴段壁面由于存在溫差，產(chǎn)生煙氣靜止現(xiàn)象，煙塵容易發(fā)生沉降，原系統(tǒng)底部沒有沖洗水，從而造成漸擴段底部有大量積灰，嚴重時厚度達30～50cm，致使?jié)u擴段管徑變小，壓降增大，影響風機的正常工作負荷，造成鍋爐引力不夠。
三門峽富通新能源銷售的生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，如下所示：
(2)水膜除塵器的干段長度不夠。水膜除塵器分濕段和干段2部分；濕段的長度關系著煙氣與洗滌液之間接觸界面的大小、接觸時間的長短以及水膜除塵器的除塵效率。干段主要是去除煙氣中夾帶的機械水。原水膜除塵器于段只有2m左右，除霧板過于靠近煙氣出口，造成二次機械帶水，使得煙氣中夾帶的機械水去除不徹底，在風機葉片背面出現(xiàn)積灰現(xiàn)象，引起風機異常振動，縮短了風機的壽命。同時，由于煙氣含濕量大，隨著煙溫降低，煙氣容易結(jié)露，從而使煙氣中的顆粒物發(fā)生凝并現(xiàn)象，隨煙氣擴散產(chǎn)生的“灰雨”影響了廠區(qū)環(huán)境和職工的健康。
(3)排煙段積灰嚴重。煙氣經(jīng)過引風機后，進入排煙段。5號爐與煙囪的距離為50m，排煙段過長是設計的一個重大失誤。運行結(jié)果表明：排煙段積灰嚴重，有時厚達70～80cm，經(jīng)常需要工人清掃，既增加勞動負荷，又影響正常的生產(chǎn)。由于煙道過長，保溫措施稍有不當，就會造成溫度下降過大，引起煙氣結(jié)露，加重了積灰，從而影響煙氣的抬升高度。
1.2施工安裝中的問題
(1)保溫措施不力。煙氣進口煙道和文丘里除塵器是用花崗巖材料砌成的，花崗巖之間用膠泥填充。煙氣進口溫度為170～180C。原系統(tǒng)在進口段并沒有作保溫處理，內(nèi)外溫差過大、散熱過快使花崗巖之間出現(xiàn)裂縫，漏風嚴重。人為增加風量，則降低了煙氣溫度，導致負壓降低而影響到風機的引風能力。
(2)測試點不全。原系統(tǒng)除在出口留有測孔外，其他部位沒有預留測試點，這給系統(tǒng)調(diào)試帶來很大困難。系統(tǒng)的除塵效率、阻力、煙溫、風壓等不能方便測定，導致管理上的盲目性。
(3)防腐力度不夠。�；瘓F熱電廠處在鹽堿地上，空氣含鹽量高，雨水或露水附著在鋼材表面，對鋼材的腐蝕特別嚴重。同時，除塵用洗滌液是海水，水膜段的鋼管和噴頭腐蝕嚴重，經(jīng)常出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。因此，施工時必須作嚴格的防腐處理，以杜絕后患。
1.3運行管理不善
(1)監(jiān)測儀表失靈。因原系統(tǒng)的流量表和壓力表全部失靈，平時操作全依賴工人的經(jīng)驗，一旦發(fā)生管道堵塞或其他意外情況，操作管理人員一時察覺不出，將嚴重影響整個系統(tǒng)的安全運行。監(jiān)控手段健全是系統(tǒng)正常運行的重要保證，因此，對儀器要做好保養(yǎng)和更換工作。
(2)積灰處理不及時。除霧板積灰是濕式除塵器普遍存在的問題，積灰清理不及時，直接影響風壓和引風機負荷。另外，煙道內(nèi)的積灰必須及時清理，否則將影響系統(tǒng)的阻力。廠區(qū)內(nèi)的“灰雨”與排煙道積灰再次揚起隨煙氣排出有直接的關系。
總之，由于上述諸多原因，必須對原除塵系統(tǒng)進行技術改造。
2、除塵器技術改造方案的確定
2.1目標及要求
考慮到目前國家的環(huán)保要求以及改造工程的具體情況，我們提出�；瘓F自備熱電廠煙氣除塵脫硫改造工程的主要目標是：
(1)所有鍋爐煙氣除塵效率提高到97%以上，煙塵濃度符合國家相應排放標準。
(2)在系統(tǒng)通過調(diào)試達到正常運行條件、脫硫系統(tǒng)配備齊全時，要求整個系統(tǒng)的脫硫效率達到70%以上。
(3)消除尾部煙氣的機械帶水，風機無積灰，解決風機因積灰而產(chǎn)生異常振動的問題。
(4)利用原有塔體基礎、副筒和風機等設施，降低系統(tǒng)改造的投資費用。
(5)盡可能利用�；瘓F現(xiàn)有的廢堿資源，以廢治廢，降低運行費用。
(6)重點考慮系統(tǒng)防腐問題，確保塔使用壽命不低于6年。
2.2方案的確定
2.2.1除塵器類型選定
方案要求只改造除塵器主體結(jié)構(gòu)類型，其他設施應盡量保留。由于水膜除塵器存在缺陷，必須對其全面改造�？紤]到目前濕式脫硫是最成熟的脫硫工藝，況且海化集團擁有豐富的廢堿資源，以廢堿液作脫硫劑已獲成功，為選型提供了依據(jù)，因此我們決定選擇濕式除塵器�？紤]到原水膜除塵器的空塔氣速、全塔壓降、塔高、液氣比等方面的綜合因素，我們選擇旋流板塔作為主體設備脫硫除塵器。因為旋流板塔的空塔氣速為2.5~ 3.5m/s，屬于高速塔，根據(jù)計算，塔徑與原水膜除塵器基礎相吻合，原基礎完全不需要改造，可以節(jié)省大量的基建費用。同時，中試結(jié)果表明，旋流板塔如果用3塊內(nèi)向型板進行除塵脫硫，2塊外向型板進行除霧，總壓降為900Pa左右，不影響原引風機的負荷，并且，旋流板塔間距可以調(diào)節(jié)，能保證除塵器干段的長度，防止機械帶水；另外，在液氣比為1的情況下，該裝置的脫硫能力達75 010以上，只要除塵脫硫水系統(tǒng)部分配備完善，向水系統(tǒng)中加入廢堿液，該裝置就能同時進行煙氣的除塵和脫硫。所以該裝置具有潛在的脫硫能力，符合方案提出的目標。
2.2.2除塵系統(tǒng)工藝配置
由于塔體進口段的煙溫在140～170℃之間，若進口段不降溫，就無法對塔體內(nèi)部進行襯膠或涂抹樹脂等防腐措施，同時旋流板葉片兩面的溫差過大易使葉片開裂，加快葉片鋼板的腐蝕而縮短旋流板的使用壽命，所以，我們在文丘里除塵器拆除后，設計了一個噴淋裝置，主要起降低煙溫和防止煙道積灰的作用，控制塔體進口段煙溫在70～90℃。為了防止塔體內(nèi)出現(xiàn)瞬時高溫，在塔體進口段設置一個溫控系統(tǒng)，利用熱電偶傳感器監(jiān)測塔體進口段煙溫，以便在煙溫過高時改變進口段的噴淋水量，控制該處煙溫在要求范圍之內(nèi)。
為了控制尾部煙道內(nèi)的煙溫，消除原除塵系統(tǒng)存在的缺陷，我們對整個系統(tǒng)特別是在管路的接口和測孔處進行保溫處理。同時在煙道進口和每層塔板都預留了測孔，為獲取系統(tǒng)調(diào)試和正常運行參數(shù)提供方便。
為了防止系統(tǒng)因循環(huán)液的pH值過高或過低而產(chǎn)生亞硫酸鈣或硫酸鈣垢，設置了一套自動加廢堿液的控制系統(tǒng)，利用pH值傳感器自動監(jiān)測供液池內(nèi)吸收液的pH值。正常pH值應為7~9。當pH值超過此范圍時，廢堿液貯槽停止往調(diào)節(jié)池加液；當pH值低于此范圍時，廢堿液貯槽自動啟動開始加液。
由于塔基、副筒、引風機、排煙道和煙囪仍使用原有部分，大大降低了工程造價。改造后系統(tǒng)的工藝流程如圖1。
3、改造后除塵系統(tǒng)的運行情況改造后的除塵系統(tǒng)于1999年5月正式運行。1999年8月我們與當?shù)丨h(huán)保部門一起對系統(tǒng)進行了測試。
4、結(jié)語
(1)改造后的除塵系統(tǒng)運行情況良好，系統(tǒng)阻力低，排放煙塵質(zhì)量濃度為252mg/m3，林格曼黑度小于1，均達到國家二級排放標準。除塵效率達98.88%，超過了廠方提出的97%要求。
(2)用旋流板塔作除塵器和除霧器，基本解決了原系統(tǒng)存在的因機械帶水、風機積灰而產(chǎn)生異常振動和廠區(qū)出現(xiàn)的“灰雨”問題，同時保持了塔的主體不變。塔體進口段使用噴淋裝置，起到了對煙氣的冷凝降溫作用和對進口段底部的清灰作用。
(3)當利用廢堿液作為循環(huán)液時，該裝置能實現(xiàn)除塵脫硫一體化的目標，在液氣比為1的情況下，脫硫效率可達到75%。
