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低温电除尘器完全蒸汽加热技术介绍

2018/5/31 17:17:46 点击:
低温电除尘器完全蒸汽加热技术介绍
     本文对除尘器的加热现状和存在的问题进行了全面分析,提出来系统性的蒸汽加热解决方案。该方案以电厂辅汽为热源,对除尘器灰斗、灰斗气化风、绝缘子吹扫风进行梯度加热,在保证各加热温度的同时,将凝结水温度降低到60-90℃,实现蒸汽热能的最大利用率,并使凝结水完全回收利用。该方案是低低温电除尘器最经济的加热方案,值得推广应用。
       1.前言
       随着电力行业节能减排工作的推进,越来越多的机组已经或正在将原来的常规除尘器改造成低低温除尘器。常规除尘器本身的灰斗、灰斗气化风、绝缘子箱都是需要加热的,加热功率在500KW以内,不算很大。但如果烟气温度降低到露点附近,烟气中的干灰会变潮,流动性会变差,造成灰斗下灰困难,并有一定的腐蚀性,所以灰斗的加热功率要大大提高。
       另一方面,低温烟气在温度较低的瓷套内壁或瓷轴表面也会粘灰和结露,即使将瓷套外壁加热到较高温度,由于瓷套壁很厚,加上积灰,导致内壁温度越来越低,最终会失去加热效果。这样都会降低绝缘子的绝缘性能,甚至会造成爬电。因此,保险的做法是灰斗加热高度达到锥部的2/3,绝缘子用一股热风对外表面进行加热,然后对瓷套内表面进行吹扫,防止爬电。
       从目前低低温除尘器的加热现状来看,灰斗基本上都采用了蒸汽加热,主要是因为蒸汽加热节能,而且加热区域温度均匀。加热方式都是盘管加热,饱和疏水,蒸汽耗量很大,凝结水带大量闪蒸汽,回收困难。绝缘子大多数还是用电加热。
       由于节电需要,所设计的风量和电功率都偏小,所以加热温度偏低。运行人员出于绝缘室加热温度的需要,只能关闭进风,结果吹扫风形同虚设,长期运行存在较大的安全隐患。虽然有的机组的绝缘子采用了蒸汽加热的热风吹扫,但换热器功率偏小,只能保证较小的风量下的额定加热温度,而绝缘子数量众多,要做到每个吹扫点的风量均匀是不可能的。风量分配不均会造成部分吹扫点风量太小,不能满足加热要求。
       解决上述问题的最好途径,就是采用全面优化的蒸汽加热方案,对灰斗、灰斗气化风、绝缘子吹扫风进行蒸汽加热,完全替代电加热。这样既保证低低温除尘器的加热需要,又大幅度减少蒸汽消耗,而且不需要耗电,经济性最佳。这就是本文介绍的低低温除尘器完全蒸汽加热方案。
       2.低低温除尘器加热的基本要求
       2.1灰斗加热
       低低温除尘器的烟气温度一般低于90℃,燃用含硫量0.5-1%的煤机组的露点温度在85-100℃,因此,低低温除尘器的烟气温度一般正处于露点温度附近。为防止灰的粘结和腐蚀,灰斗壁的加热温度应高于酸露点温度10℃以上。因此一般要求灰斗壁的加热温度在100-120℃。加热面一般是灰斗锥部以上2/3灰斗高度。
       灰斗加热的功率与灰斗大小、烟气温度、环境温度、保温状况等有关,通常的设计功率为15-20KW/灰斗。
       2.2灰斗气化风加热
       灰斗气化风的作用是使灰斗内的积灰流化,防止板结,排灰顺畅。电除尘器一般采用电加热器,配罗茨风机,将加热到120-150℃的热风输送到除尘器的气化风管道,然后从每个灰斗锥部两侧的气化板进入除尘器灰斗内。气化风的风量较小,每个灰斗约30-40Nm3/h,因此每台600MW机组除尘器的灰斗气化风加热功率在50-100KW不等,与灰斗数量有关。
       2.3绝缘子吹扫风加热
       常规除尘器的每个绝缘子的加热功率在1-1.5KW,由于烟气温度在100-120℃,绝缘子通常只在环境温度较低的时候才需要加热。而低低温除尘器的烟气温度通常低于90℃,处于露点温度附近或以下,因此绝缘子室必须不间断地加热,而且要对表面进行吹扫,防止积灰和结露。

       热风吹扫通过三方面防止绝缘子爬电:首先热风对瓷套外壁加热,可防止外表面空气结露;其次热风对内表面吹扫,可清洁瓷套内壁面,防止积灰和酸雾粘附;再次热风进入瓷套内部,形成一股微弱的空气流向瓷套防尘筒,可阻止烟气进入瓷套内,大大降低瓷套内的烟气浓度,也就大大降低了内部气体的露点温度。

       因此,只要进入绝缘子内的热风达到100℃左右,即使除尘器内烟气酸露点温度很高,瓷套内的气体露点温度也不高,不会在内壁结露,可保证低低温除尘器的安全运行。湿式电除尘器的绝缘子吹扫能说明这个道理。湿式除尘器的烟气温度已经处于水露点以下了,其绝缘子采用温度只有60-70℃热风进行吹扫,由于风量比干式除尘器大很多,瓷套内没有湿烟气进入,就可以安全运行。
       由此可见,绝缘子的热风吹扫是十分必要的,在平均风量45Nm3/h左右的情况下,热风温度保持在100℃左右即可。
       3.完全蒸汽加热方案
       完全蒸汽加热方案是指整个低低温电除尘器的低压加热全部采用蒸汽。具体方案为:
       辅汽经过减压装置后,压力保持在0.7-0.9MPa,先加热除尘器灰斗,使灰斗加热区域的温度达到100-120℃。灰斗加热后的饱和水或汽水混合物,再进入灰斗气化风蒸汽加热器和绝缘子吹扫风蒸汽加热器,将气化风和吹扫风的温度加热到130-150℃,凝结水最后以70-90℃的过冷温度排出,进入锅炉启动扩容器水箱回收利用。如图1所示。
典型的低温电除尘器完全蒸汽加热系统示意图
       本方案与普通蒸汽加热方案的不同之处,在于带压力的饱和水热能得到了进一步利用,最后以很大过冷度的低温水排出,蒸汽的热能利用率可达到90%,因此汽耗量显著降低。过冷排水不会产生闪蒸蒸汽,方便回收利用。
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