除尘器模块化设计及改造

摘要 :文章针对某公司除尘器内部漏风、清洁室腐蚀等问题,提出了除尘器模块化的设计方法。最终实现了改造目标,为今后同类设备的改造提供了借鉴。

关键词 :袋式除尘器 ;模块化设计 ;除尘器改造

概况

某公司二期工程配置一台 400t/d 机械炉排焚烧炉、一台 32.3t/h 余热锅炉和一套 12MW 汽轮发电机组。机尾除尘系统各配备 1 台 2440m2 脉冲袋式除尘器。2006 年项目投产,目前,通过运行参数及对除尘器检修发现袋式除尘器箱体钢板及清洁室腐蚀严重,多个仓室均有不同程度锈蚀破洞,布袋使用差压偏大,烟气旁路虽已封堵,但烟道锈蚀严重,多次发现内漏烟气的风险。

除尘器参数表

项目 参数值

处理风量 /(Nm3/h) 80 409

过滤风速 /(m/min) 0.85

过滤面积 /m2 2440

设备阻力 /Pa 1500

入口含尘浓度(标况)/(g/Nm3) ≤ 3

出口含尘浓度 /(mg/Nm3) ≤ 10

除尘效率 /% > 99.9

进行大修。

2018 年 7 月对袋式除尘器

滤袋规格 /mm Φ150×6000

袋笼规格 /mm Φ147×6000

袋式除尘器设备参数见右表 [1]。本袋式除尘器改造项目的主要目标是使粉尘浓度 <10mg/m3,同时要求减少灰斗进风烟道堵灰情况,并保证除尘器本体密封性良好。本项目工期紧张,由于垃圾焚烧发电厂每年停炉有时间限制,且停炉后经济损失较高,公司要求只停炉 22 天。因此,设计时必须考虑安装方便、质量可靠等因素。

烟气参数的选定

    1. 滤袋材质的选择

垃圾焚烧发电厂余热锅炉出口烟温为

190℃~ 210℃,经过半干法反应塔喷石灰浆液及冷却

收稿日期 :2019-09-20 ;修回日期 :04-09

第一作者简介:秦为军(1983―),男,江苏盐城人,学士,工程师,主要从事垃圾焚烧发电行业技术管理及研发方面工作。

50 中202国0 环年第保产4 期业

滤袋材质 PTFE+PTFE 覆膜滤袋数量 / 条 864

进气温度 /℃ 150

漏风率 /% <2

设备耐压 /Pa -10 000

脉冲阀数量 / 只 72

脉冲阀规格 DC24V3″ 淹没式压缩空气清灰压力 /MPa 0.2~0.3

压缩空气耗气量 /(Nm3/min) 2

水降温后,除尘器进口温度降至 150℃~ 160℃。布袋选用 PTFE+PTFE 覆膜材质,其中纤维 100%PTFE, 基布 100%PTFE,连续工作温度 <240℃,后处理采用穿透式高温热定型覆膜工艺[2]。PTFE 材质抗腐蚀、抗氧化性能优异,聚四氟乙烯合成纤维滤袋自润性极佳、不吸潮,适用于垃圾焚烧行业布袋除尘器内的恶劣工况。

FOCUS ON DEFENDING BATTLE OF BLUE SKIES | 聚焦蓝天保卫战

    1. 袋笼的选择

袋笼的制作尺寸需要和滤袋尺寸配套并且相互配合。工作状态下,袋笼支撑滤袋,使滤袋在过滤及清灰过程中保持一定的形状。袋笼材质使用 Q235B,外表面经有机硅处理。20 根竖筋均匀分布,横向每隔200mm 左右内侧设置圆形支撑环,表面镀有有机硅 ; 竖筋 φ3.8mm。圈筋 φ4mm,圈筋间距 200mm,袋笼喉部带文丘里管。目前部分资料里写到袋笼使用 20# 钢材质,相比于 Q235B 在相同规格下 20# 钢韧性更强 [3],焊接一定时间后,横向的圆形支撑环会在焊缝处崩裂开,难以达到 4 年使用寿命的行业要求。

    1. 过滤风速及过滤面积的选择

过滤风速是除尘器的重要参数之一,过滤风速的大小影响除尘器的过滤效率。垃圾焚烧行业的袋式除尘器过滤风速一般选择为 0.6~0.9m/min[4],本项目初

相邻模块对焊形成 ;烟气进出侧板块由四块 2400mm× 290mm 板块与相邻模块对焊形成(2 块带进出口法兰

2280mm×1500mm);进风烟道底板由三块 2400mm×

3500mm 板块(带法兰 1400mm×1000mm)对焊形成。

%title插图%num

图 1 模块化中箱体主视图

%title插图%num

图 2 模块化中箱体俯视图

选过滤风速为 0.8m/min。因 v Q v 为过滤风速,

60S

Q 为工况烟气量,S 为过滤面积),把标况烟气量换算为工况烟气量后,计算出过滤面积为 2420m2。本项目选择 φ150mm×6000mm 的滤袋,每个仓室长宽方向各用 12 条布袋,共 6 个仓室,过滤面积为 2443m2。本除尘器过滤风速为 0.793m/min,一室清灰时过滤风速为 0.951m/min。

改造方案

本除尘系统改造项目的主要目标是消除除尘器局

部漏风,并使粉尘浓度 <10mg/m3。本项目系离线改造, 工期要求 22 天。整体下部钢架系统利旧、平台及楼梯利旧、电气仪表利旧、保温系统利旧。这样既可降低投资,也可缩短工期。由于考虑到工期紧张及运输方便,在图纸设计中,把中箱体、清洁室、进风系统等部件按照模块化设计 [5]。整个中箱体按照上下两层每层高度 3m 设计,共设计为 8 个框状结构,其次用12 块钢板把 8 个框状结构现场焊接固定 [6](见图 1、图 2)。进风系统锥斗部分、进风管部分也按照模块化设计,尽量减少现场安装工作量。每个仓室对应的清洁室在加工车间组装、焊接好后发至现场拼装。

    1. 中箱体设计

#1、#2、#5、#6 仓室上下两层用钢板拼接成 8 个框状模块,#3、#4 仓室由 8 块 3500mm×2900mm 板块与

由于反应塔出口烟道为圆形可避免方形结构的烟道顶部堆积石灰,故除尘器进口烟道采用圆形,可省去一次变径。出口烟道采用方形,可防止灰尘堆积在中箱体出口。

    1. 进风系统设计

由于原灰斗进风阀处易堵塞,分析其原因,系由于此阀门位置烟气进风方向为水平。在喷消石灰、活性炭粉末时,由于半干法反应塔的烟气经喷水降温, 烟气潮湿且黏性大。故该位置进风阀门下部容易挂灰。改造中抬高系统进风口高度,使进风系统的锥斗坡度加大,更易溜灰。同时进风管烟道阀门设计为垂直方向安装(法兰面水平)。

    1. 清洁室设计

清洁室设计是除尘器设计的关键,花板孔间距过

CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDU20S2T0R.4Y 51

聚焦蓝天保卫战| FOCUS ON DEFENDING BATTLE OF BLUE SKIES

%title插图%num 大,则浪费成本 ;花板孔间距过小,则气流上升速度过快,滤袋摆动过快,少数项目还会出现滤袋被吹进清洁室的情况。本项目滤袋规格为 φ150mm×6000mm, 花板间距为 240mm×240mm,计算气流上升速度为

60n  )(Q 为工况烟气量,n 为滤袋条数,l

v Q

相邻花板孔中心距,r 为花板孔半径),计算出气流上升速度为 60.18m/min,在 60~80m/min 的合理范围内。中箱体壁板与相邻花板孔中心安全距离为 250mm, 可避免滤袋在工作状态下气流与箱体内壁产生摩擦。

本项目清洁室同样根据模块化设计思路,兼顾改造现场空间紧张。把每个仓室对应的清洁室单独设

图 3 模块化清洁室

器改造项目于 2018 年 7 月顺利完工。投产后,除尘器

计、单独加工制造。整个清洁室部件由 6 个分清洁

室和 1 个提升阀箱体组成(见图 3)。现场安装用时不到 2 天,极大地减少了现场工作量。

除尘器顶部盖板虽结构简单,但此处影响清洁室的密封性,容易被安装单位甚至维保单位忽视。除尘器运行状态下,清洁室外顶盖未拧固定螺栓的现象较

各项参数运行良好,粉尘出口浓度日均值为达到了预期目标。

%title插图%num 参考文献 :

2.8mg/Nm3,

常见。时间久了,清洁室盖板易漏风,是使清洁室内部腐蚀的重要原因。清洁室检修门使用双层结构,顶部检修门与密封框架设计成圆弧形可避免盖板硅橡胶的密封间隙,消除原矩形密封结构存在的死角。

改造效果

本改造项目于 2018 年 7 月动工,在仅停炉 22 天

的情况下完成了布袋除尘器的改造。由于模块化设计, 很多加工工序在加工车间进行,减少了现场安装过程中的工作量,本项目的设计思路值得同行借鉴。除尘

  1. 李珊红,丁倩倩,李彩亭 . 低压脉冲长袋袋式除尘器清灰模拟 [J].

环境工程,2018,36(08):79-82.

  1. 杨琳,李军状,张运宇,等 . 基于新标准的燃煤机组电除尘器提效改造性能试验研究 [J]. 环境污染与防治,2018,40(08): 922 926 949

– + .

  1. 肖述明,王祖武,叶寅,等 . 静电激发袋式除尘器的阻力特性实验研究 [J]. 环境科学与技术,2016,39(04):27-30.
  2. 叶玉奇,钱付平 . 基于响应曲面法袋式除尘器清灰性能的数值研究 [J]. 环境科学学报,2012,32(12):3087-3094.
  3. 张殿印,王海涛 . 除尘设备与运行管理 [M]. 北京 :冶金工业出版社,2010.
  4. Liang J.Retrofit of a Boiler Dust Precipitator[J]. Power Equipment, 2016.

Modular Design and Transformation of Dust Collector

QIN Wei-jun

[Everbright Environmental Protection Technical Equipment (Changzhou) Limited, Changzhou Jiangsu 213000, China]

Abstract: Aiming at the internal air leakage and corroded cleaning room of the dust collector in a company, the modular design of dust collector was put forward. Finally realizing the transformation goal, and providing a reference for the similar equipment transformation.

Key words: bag-house filter; modular design; precipitator transformation

相关新闻

工业废气粉尘治理解决方案一站式服务商
方案设计 / 设备制造 / 施工安装 / 售后服务 / 环保检测