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        導(dǎo)流抑塵裝置降低二次揚(yáng)塵的研究

        2024-12-04 00:00:00林航英陳曉雷林翔章華熔
        關(guān)鍵詞:旁路

        摘 要:本文針對(duì)現(xiàn)有除塵器煙氣旁路導(dǎo)致的出口排放超標(biāo)問(wèn)題,提出了一種導(dǎo)流抑塵裝置。該裝置不僅能夠解決原除塵器氣流分布板底部與進(jìn)口喇叭底板間隙,陽(yáng)極板底部與灰斗面頂部間隙間煙氣流速過(guò)高,形成煙氣旁路的問(wèn)題,還能將氣流導(dǎo)入除塵器電場(chǎng)內(nèi)部,使旁路的粉塵實(shí)現(xiàn)二次荷電、收塵的過(guò)程,并使氣流不進(jìn)入灰斗內(nèi)部,保證灰斗內(nèi)存灰不被二次擾動(dòng),防止出現(xiàn)灰斗內(nèi)存灰二次擾動(dòng)揚(yáng)塵。

        關(guān)鍵詞:旁路;導(dǎo)流抑塵;煙氣走廊;二次揚(yáng)塵

        中圖分類號(hào):X 701" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        “十三五”以來(lái),電除塵行業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)中能與國(guó)際廠商相抗衡且最具競(jìng)爭(zhēng)力的行業(yè),未來(lái)企業(yè)應(yīng)主動(dòng)融入國(guó)內(nèi)、國(guó)際雙循環(huán)戰(zhàn)略的大格局中[1]。新時(shí)期要求煤電行業(yè)向爐煤種多變、負(fù)荷多變的實(shí)際情況以及低低溫解列依然能夠滿足粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)要求的挑戰(zhàn)[2]。因此,常規(guī)電除塵器通常是被動(dòng)適應(yīng),通過(guò)加大煙氣斷面以降低煙氣流速、增加電場(chǎng)數(shù)量以延長(zhǎng)煙氣停留時(shí)間以及增加極板數(shù)量以提高收塵面積等被動(dòng)適應(yīng)手段來(lái)滿足不斷提高的煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)要求。而上述何種技術(shù)手段均會(huì)導(dǎo)致除塵器能耗增大,與低碳節(jié)能的發(fā)展理念相悖。而一些低成本、高技術(shù)含量的除塵器補(bǔ)丁技術(shù)的應(yīng)用既能夠保證除塵器超低排放的要求,又符合現(xiàn)階段低碳環(huán)保的全球發(fā)展理念。鑒于此,本文提出了一種導(dǎo)流抑塵裝置,并對(duì)其進(jìn)行研究。

        1 現(xiàn)有技術(shù)方案和技術(shù)缺陷

        1.1 現(xiàn)有技術(shù)方案

        現(xiàn)有電除塵器雖然已經(jīng)較成熟,但在一些細(xì)節(jié)方面還不盡如人意,具體如下所示。1)常規(guī)電除塵器在進(jìn)口喇叭位置設(shè)置多層氣流分布板裝置,為防止積灰,其底部與進(jìn)口喇叭底板間留有150mm~200mm的縫隙。2)為防止灰斗滿灰造成陽(yáng)極板變形,同時(shí)避免陰極放電,陽(yáng)極板底部與灰斗頂部留有一定間隙。3)為防止灰斗落灰造成二次揚(yáng)塵和煙氣進(jìn)入灰斗內(nèi)部后擾動(dòng)造成二次揚(yáng)塵,在灰斗內(nèi)部設(shè)置灰斗阻流板裝置。

        1.2 現(xiàn)有技術(shù)缺陷

        現(xiàn)有技術(shù)雖然能夠在一定程度上起到緩沖作用,但或多或少存在一定缺陷。1)作為氣流均布的一種手段,氣流分布板的作用是使煙氣進(jìn)入除塵器前由無(wú)序狀態(tài)轉(zhuǎn)化為有序狀態(tài)[3],但出于防止積灰的考慮,在氣流分布板底部與喇叭底板間通常留有150mm~200mm的間隙,煙氣流經(jīng)此區(qū)域時(shí),流速將為電場(chǎng)區(qū)域的2~3倍,從而形成煙氣走廊,高速流經(jīng)的氣流將攜帶走大量粉塵(如圖1所示)。2)灰斗頂部與陽(yáng)極板底部間留有較大間隙,同樣存在高風(fēng)速區(qū),進(jìn)而形成煙氣走廊,灰斗落灰造成的二次揚(yáng)塵和經(jīng)由氣流分布板底部煙氣走廊攜帶的粉塵等均將由此區(qū)域到達(dá)電場(chǎng)尾部,無(wú)法得到有效捕集,造成除塵器出口排放超標(biāo)(如圖1)。3)雖然灰斗內(nèi)部設(shè)置有阻流板裝置,但是其主要目的為防止氣流進(jìn)入灰斗內(nèi)部造成灰的二次擾動(dòng),并且其布置位置通常為前、后2個(gè)電場(chǎng)灰斗內(nèi),中間電場(chǎng)無(wú)設(shè)置,擾動(dòng)的粉塵將隨煙氣走廊到達(dá)電場(chǎng)尾部,造成除塵器出口排放超標(biāo)。

        2 導(dǎo)流抑塵裝置研究

        2.1 研究目的

        基于分布板底部預(yù)留間隙、灰斗頂部與陽(yáng)極板底部空間大、灰斗內(nèi)部只有前/后電場(chǎng)安裝阻流板等現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,本文研究了一種既能實(shí)現(xiàn)煙氣零旁路,又能防止粉塵堆積的裝置。其主要目的是使氣流最大限度地進(jìn)入電場(chǎng)內(nèi)部,防止形成煙氣走廊,提高除塵效率。

        2.2 導(dǎo)流抑塵裝置組成

        該裝置主體可分為以下4個(gè)部分:前置導(dǎo)流抑塵裝置、進(jìn)口流線型導(dǎo)流抑塵裝置、中部流線型導(dǎo)流抑塵裝置以及出口流線型導(dǎo)流抑塵裝置。

        本文通過(guò)與附圖對(duì)照方式進(jìn)一步闡述該導(dǎo)流抑塵裝置,如圖2所示。

        2.3 前置導(dǎo)流抑塵裝置

        原則上,氣流分布板的安裝應(yīng)覆蓋進(jìn)口喇叭整個(gè)橫斷面,但考慮其對(duì)粉塵具有一定的攔截作用,因此其底部與喇叭底板留有150mm~200mm的間隙,防止積灰。正是該間隙的存在,導(dǎo)致該區(qū)域風(fēng)速過(guò)高,進(jìn)而形成煙氣走廊?;谏鲜霾缓侠憩F(xiàn)象,本文在分布板底部安裝一定數(shù)量的前置導(dǎo)流抑塵裝置,其層數(shù)與分布板層數(shù)一致。鑒于此處入口粉塵濃度較高,前置導(dǎo)流抑塵裝置結(jié)構(gòu)形式選用平板間隔布置的平板式,平板能夠覆蓋間隙高度,根據(jù)入口粉塵濃度、分布板結(jié)構(gòu)形式以及飛灰特性確定平板和間隔大小,同時(shí),在煙氣流經(jīng)方向,將各層進(jìn)行交錯(cuò)安裝(如圖3所示)。

        2.4 進(jìn)口流線型導(dǎo)流抑塵裝置

        氣流經(jīng)過(guò)分布板底部后,在慣性和電場(chǎng)風(fēng)速的作用下,一部分進(jìn)入第一電場(chǎng)灰斗內(nèi)部,對(duì)灰斗內(nèi)存灰進(jìn)行二次擾動(dòng),造成二次揚(yáng)塵;另一部分在風(fēng)速的作用下,沿陽(yáng)極板底部、灰斗頂部間隙進(jìn)入下一級(jí)電場(chǎng)煙氣走廊內(nèi)。鑒于此,需要除塵器進(jìn)口下端板頂部位置增設(shè)進(jìn)口流線型導(dǎo)流抑塵裝置,目的是將氣流進(jìn)行強(qiáng)制改向,一方面阻止其進(jìn)入灰斗內(nèi)部,對(duì)存灰造成二次擾動(dòng),同時(shí)抑制振打落灰造成的二次揚(yáng)塵;另一方面使改向的氣流進(jìn)入除塵器電場(chǎng)內(nèi)部,實(shí)現(xiàn)粉塵荷電、收塵的過(guò)程。由于該進(jìn)口流線型導(dǎo)流抑塵裝置布置于第一電場(chǎng)內(nèi)部,粉塵濃度較高且具有氣流改向作用,其結(jié)構(gòu)形式選取弧形梳齒板。根據(jù)入口粉塵濃度、一電場(chǎng)收塵效率、飛灰特性以及前端前置導(dǎo)流抑塵裝置的形狀統(tǒng)一確認(rèn)該弧形梳齒板梳齒大小、間隔和梳齒數(shù)量,并根據(jù)第一電場(chǎng)柱距、電場(chǎng)有效長(zhǎng)度等基礎(chǔ)參數(shù)計(jì)算確認(rèn)弧形梳齒板長(zhǎng)度(如圖4所示)。

        2.5 中部流線型導(dǎo)流抑塵裝置(一)

        電場(chǎng)風(fēng)速作用下的氣流和部分紊流氣流到達(dá)第一電場(chǎng)末端時(shí),由于原設(shè)計(jì)未采用導(dǎo)流、阻流措施,因此粉塵將在電場(chǎng)風(fēng)速作用下進(jìn)入第二電場(chǎng),并在后續(xù)的電場(chǎng)中重復(fù)上述進(jìn)程。鑒于此,在除塵器第一電場(chǎng)尾部、灰斗面頂部位置設(shè)置中部流線型導(dǎo)流抑塵裝置(一),其目的也是將氣流進(jìn)行強(qiáng)制改向,一方面最大限度阻止氣流進(jìn)入下級(jí)電場(chǎng)煙氣走廊,并抑制振打落灰造成的二次揚(yáng)塵;另一方面使改向的氣流最大限度地進(jìn)入除塵器電場(chǎng)內(nèi)部,在后級(jí)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)粉塵荷電、收塵。該中部流線型導(dǎo)流抑塵裝置(一)同樣布置于第一電場(chǎng)內(nèi)部,粉塵濃度較高且具有氣流改向作用,其結(jié)構(gòu)形式選取弧形梳齒板。根據(jù)入口粉塵濃度、一電場(chǎng)收塵效率、飛灰特性統(tǒng)一確認(rèn)該弧形梳齒板梳齒大小、間隔和梳齒數(shù)量,并根據(jù)第一電場(chǎng)柱距、電場(chǎng)有效長(zhǎng)度等基礎(chǔ)參數(shù)計(jì)算確認(rèn)弧形梳齒板長(zhǎng)度(如圖4所示)。

        2.6 中部流線型導(dǎo)流抑塵裝置(二)

        由于第一電場(chǎng)收塵效率為50%以上,當(dāng)粉塵通過(guò)第一電場(chǎng)后,其濃度已經(jīng)降低,通常為10g/Nm3以下。此時(shí)粉塵比第一電場(chǎng)收集的粉塵顆粒更細(xì)。當(dāng)由第一電場(chǎng)流經(jīng)的氣流到達(dá)第二電場(chǎng)后,攜帶的粉塵量相對(duì)較少,此時(shí)在第二電場(chǎng)前設(shè)置中部流線型導(dǎo)流抑塵裝置(二)。其作用與上述導(dǎo)流抑塵裝置基本一致,但粉塵量較少且更細(xì),結(jié)構(gòu)形式選取開(kāi)孔方式為長(zhǎng)孔的弧形孔板。根據(jù)前述導(dǎo)流格柵及入口粉塵濃度等參數(shù)確定該弧形孔板中孔的大小、;開(kāi)孔率等。一般情況下,長(zhǎng)孔長(zhǎng)度為60mm~100mm,寬度為40mm~50mm,開(kāi)孔率為30%~55%。弧形孔板長(zhǎng)度根據(jù)電場(chǎng)柱距、電場(chǎng)有效長(zhǎng)度等基礎(chǔ)參數(shù)確定(如圖5所示)。

        2.7 中部流線型導(dǎo)流抑塵裝置(三)

        氣流到達(dá)第二電場(chǎng)末端時(shí),常規(guī)除塵器在此位置未設(shè)置其他導(dǎo)流手段,粉塵將在電場(chǎng)風(fēng)速的作用下進(jìn)入第三電場(chǎng)且同樣會(huì)被煙氣走廊帶入后級(jí)電場(chǎng),影響收塵效率。因此在此位置設(shè)置中部流線型導(dǎo)流抑塵裝置(三),作用與前述導(dǎo)流抑塵裝置基本一致。但該裝置處于第二電場(chǎng)尾部,粉塵濃度比上述導(dǎo)流抑塵裝置更低,結(jié)構(gòu)形式可選取長(zhǎng)孔式弧形孔板,也可以為圓孔式弧形孔板,具體選取方式需要根據(jù)上述導(dǎo)流抑塵裝置形式、入口粉塵濃度而定,并通過(guò)計(jì)算選取長(zhǎng)(圓)孔的大小、開(kāi)孔率等參數(shù)。當(dāng)選用長(zhǎng)孔式孔板時(shí),長(zhǎng)孔長(zhǎng)度為60mm~90mm,寬度為40mm~50mm,開(kāi)孔率為30%~55%;當(dāng)選用圓孔時(shí),其孔徑為40mm~50mm,開(kāi)孔率為30%~55%,孔板長(zhǎng)度根據(jù)電場(chǎng)柱距和有效長(zhǎng)等基礎(chǔ)參數(shù)計(jì)算確定(如圖5、圖6所示)。

        2.8 中部流線型導(dǎo)流抑塵裝置(四)~(六)

        粉塵通過(guò)第一、二電場(chǎng)后,其濃度已經(jīng)非常低,常規(guī)在1g/Nm3以下。此時(shí)粉塵屬細(xì)微粉塵的范疇,除塵器收集的粉塵量較少,本文在后級(jí)電場(chǎng)前設(shè)置中部流線型導(dǎo)流抑塵裝置(四)、(六),在后級(jí)電場(chǎng)尾部設(shè)置中部流線型導(dǎo)流抑塵裝置(五)。作用與上述導(dǎo)流抑塵裝置基本一致,結(jié)構(gòu)形式為圓孔式弧形孔板,孔板開(kāi)孔率、孔的大小等參數(shù)根據(jù)上述導(dǎo)流抑塵裝置形式、入口粉塵濃度等確定。一般情況下,圓孔孔徑為30mm~50mm,開(kāi)孔率為30%~50%??装彘L(zhǎng)度根據(jù)電場(chǎng)柱距和電場(chǎng)有效寬度等基礎(chǔ)參數(shù)確定(如圖6所示)。

        2.9 出口導(dǎo)流抑塵裝置

        除塵器末電場(chǎng)是出口排放把關(guān)的重要一環(huán),少量粉塵逃逸都會(huì)造成出口排放超標(biāo),為此在出口下端板位置設(shè)置出口導(dǎo)流抑塵裝置。其目的是將流經(jīng)此處的無(wú)序氣流調(diào)整為有序氣流,并在前級(jí)導(dǎo)流抑塵裝置的配合下,將此處的煙氣流速降至與電場(chǎng)內(nèi)部基本一致,甚至更低。流經(jīng)的粉塵能夠在電場(chǎng)力的作用下被捕集,同時(shí)能夠防止氣流進(jìn)入灰斗內(nèi)部,對(duì)灰斗內(nèi)存灰進(jìn)行二次擾動(dòng),造成二次揚(yáng)塵。由于煙氣難以進(jìn)入灰斗內(nèi)部,振打落灰后粉塵不會(huì)被氣流帶起,因此能夠起到抑塵作用。該出口導(dǎo)流抑塵裝置采用圓孔式弧形孔板,孔板開(kāi)孔率、圓孔大小等參數(shù)根據(jù)上述導(dǎo)流抑塵裝置形式等確定。一般情況下,圓孔孔徑為30mm~50mm,開(kāi)孔率為30%~45%??装彘L(zhǎng)度根據(jù)電場(chǎng)柱距和電場(chǎng)有效寬度等基礎(chǔ)參數(shù)確定(如圖6所示)。

        3 結(jié)語(yǔ)

        本文在分布板底部設(shè)置前置導(dǎo)流抑塵裝置,不僅具有緩解煙氣走廊的作用,還可以使上部的分布板氣流更均勻。在除塵器內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流抑塵裝置,可以最大限度地使氣流不進(jìn)入灰斗內(nèi)部,防止灰斗二次揚(yáng)塵,并可使氣流進(jìn)入除塵器電場(chǎng)內(nèi)部,其攜帶的粉塵進(jìn)入電場(chǎng),實(shí)現(xiàn)荷電、收塵。同時(shí)也能保證振打落灰不被氣流裹挾,避免落灰造成的二次揚(yáng)塵,并提高除塵效率。

        參考文獻(xiàn)

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