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炼钢行业烧结机头静电除尘提效减排技术方略
 点击数:677次 添加时间:2017/9/20 [打印] [返回] [收藏]

随着当前大气污染形势日趋严峻,国家出台了新的环保排放标准。《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》( GB 28662-2012  2012-10-01实施)中规定钢铁行业,除烧结机头排放标准为50mg/m3 (限值地区40 mg/m3)外,其它工业污染源排放标准为30 mg/m3,(限值地区20 mg/m3)。

由于标准对排放值要求的指标提高幅度较大,且国家环保部对钢铁行业的环境保护也不断加大执法力度,因此钢铁企业的烟气排放治理设备,都急需进行技术升级改造问题来实现烟气达标排放。在钢铁企业排放出的粉尘当中,烧结机粉尘排放占到主要部分。所以在对钢铁企业排放粉尘进行控制的过程中,首要任务就是对烧结机除尘器进行控制,保证烧结机除尘器的高效率运行,进而减少粉尘排放量。

                                    

    经过长期的实践和不断的总结各类静电除尘技术的基础上,江苏一品环保技术人员积累了丰富的静电除尘器提效减排改造技术方案,尤其是针对炼钢行业的烧结机头和水泥行业的除尘减排改造,拥有大量的实绩案例。

据此,我们总结出以下几条实践经验,供行业用户参考和同行指正:

1、正确合理选型

选择电除尘器的规格大小,布置方式(即选型)是保证除尘效率的关键,选型过大会增加投资,造成浪费;选型过小,使排放不能达标,满足不了设计要求,后果会更加严重。根据众多的实践案例的总结和不断分析改进学习,江苏一品环保技术人员在充分考虑烟气成分和粉尘的特性的基础上,保证除尘效率达到设计要求同时,确定所用电除尘器规格大小,再根据现场的具体条件来确定电除尘器布置方式(特别是进、出口封头的方式)。

2、选择相适应的极板、极线形式

针对每台电除尘器所需处理的烟气条件,选择一个最佳的极板及配置方式是电除尘器设计的关键极板方式采用480C阳极板(SPCC材料)配新型BS管形芒刺线(SPCC材料)。

480C型阳极板是电除尘器最常用的极形式其主要优点:

480C型阳极板

2.1板面压有多管道沟槽,易于吸尘与清灰,有效收尘面积提高10%左右。

2.2极板两旁的折边成“[”型,不仅增加了极板的刚性,而且形成了一道防风沟,可以防止振打振落下来的粉尘的二次飞扬。

2.3采用日本牌号的SPCC板材,在高温和振打作用下抗变形能力强,振打加速度传递性能好。

2.4具有良好的电性能,极板电流密度均匀。

2.5安装时每块极板相对独立,对安装精度的要求较低,相邻通道间气流可以相互贯通,气流均匀性好。

3、电晕线的选用

BS新型整体管状芒刺线是一种系列芒刺线,它根据放电强度及电流密度分布的均匀性程度的差异具有不同的作用,在第一电场,由于含尘量较高,采用电晕电流大(i=1.325mA/m2)的极线,其芒刺附近电风强烈,所以可有效的防止第一电场的电晕封闭现象。其余二、三电场则采用电流密度均匀性程度极好的极线(σr0.245)。以防止高比电阻状况下的反电晕或局部反电晕现象的发生,也不为因过大的电晕电流而使振打清灰更为困难。

 

电晕线的选用至关重要,针对不同特点,技术上对电晕线的关键要求有二个,一是牢固可靠,二是电气性能好,本厂根据国外先进极线自行研制成功的BS整体新型管状芒刺线,保证在运行中不断线,而且它的电晕电流大,起晕电压低,尤其重要的是它在阳极板上产生的电晕电流的分布十分均匀。阳极板上电流密度的均匀性程度可以用相对均方根差σr来评价。

σr愈小,电流密度分布愈均匀。在同极间距为400mm时,在相同的试验条件下普通的RS线的σr0.516,星形线的σr0.473,而BS新型整体管状芒刺线的平均σr0.245,可见BS新型整体管状芒刺线的电流密度的均匀性不仅大大优于普通RS线,而且也明显地优于以电流密度均匀著称的星形线,这对提高阳极板的有效利用率和防止反电晕的产生效果十分明显,由于它主要靠芒刺尖端放电,电风强烈,所以即使在高粉尘浓度条件下,也不会产生电晕封闭。BS整体管状新型芒刺线在众多的电除尘器的实际运行中起到了十分重要的作用。

4、合理设计振打系统,提高清灰效果,保证电除尘器持续高效运行

按标准设计的阳极振打加速度amin180g,而阴极振打加速度amin仅为80g左右。经现场试验,当amin达到150g时即能有效地清除芒刺尖端的小球。

我们采用绕臂锤机械振打系统,来有效地达到所要求的振打加速度,且振打加速度分布的均匀性程度σr<0.45,以合理的振打力来达到有效的清灰和产生最小的二次扬尘。

5、采用独特设计的进口气流分布板

气流分布的均匀程度,直接关系到除尘效率,特别是在高粉尘浓度、高比电阻及高除尘效率的要求下,气流分布的均匀性程度显得尤为重要,为了使流入电场的含尘气体均匀经过电场,在电场入口前装有进口气流分布板,一般厂家采用的大多为纯阻流型气流分布板,这种气流分布板在调整时,需通过开孔或补孔,调整困难,且流体阻力较大,磨损严重,气流分布均匀性往往达不到设计要求,本公司在该项目中采用阻流加导流型的气流分布板,由于开孔直径由原来的Φ35增加到Φ85,大大减少了流体阻力,流体通过导流板悬挂位置即可达到目的,不需要开孔、补孔。经过调整,其气流分布均匀性均能到美国RMS标准中的良好水平,在该项目中,我们可以保证其气流分布均匀性程度经现场调整后达到良好水平。

进口气流均布孔板

出口迷宫槽板

6、防止电晕封闭的其他技术措施

在进口气流分布上设置导流板,这不仅是气流分布均匀性的要求,而且利用机械除尘器的原理。对入口高含尘量烟气进行粗颗粒除尘。

7、解决振打系统的故障和磨损

选择合理的振打系统,其前提首先应能保证清灰效果,同时也不能忽视其运行的可靠性,我公司选用机械振打系统,同时对易产生问题的部件进行彻底改进:(1)将原标准的8字形抱臂改为整体精密铸造结构,消除由于长期运行抱臂张开而产生掉锤;该结构虽然制造成本高出原结构一倍,但可靠性很好。(2)采用转动锤头结构,使每次振打的打击点都不在锤头的同一点,延长锤头的使用寿命,经实验室模拟试验,该种锤头经打击1305700次后,尚可继续使用。1305700次,这意味着锤头在电除尘器的正常运行时连续使用25年的打击次数;(3)将双曲面形尘中轴承改为使用带耐磨套的托滚式尘中轴承及中心尘中轴承;(4)振打轴系采用刚性连接和挠性连接相结合,保证在运行过程中不产生过大的热变形。

8、保证阴极线不断线、不掉线

BS新型整体管状芒刺线是一种改进型的系列管型芒刺线,它的支撑主体是Φ20圆管,其强度大、刚性好,运行中保证不断线。原连接结构,如果安装疏忽,掉线现象时有发生,造成电场短路。通过不断的试验,改进了极线与框架之间的连接方式,采用承插式结构,就是掉了螺栓也不会掉线,自九六年正式使用以来,从无掉线、断线现象出现,大大提高了正常投运率。

 

9、灰斗

电除尘器在使用过程中,灰斗堵灰是常见故障,经多年探索,针对性地采取了下列措施,从而保证灰斗畅通,排灰系统正常运行。

A、 灰斗夹角不小于70°, 相邻壁交角的内侧做成圆弧形,圆角半径200mm,消灭“死角”。灰斗壁采用振打器,每只灰斗装一个可用大锤敲打的在水平方向伸出灰斗加固筋外缘300mm的垂直打击面,其安装位置在灰斗捅灰也相邻的侧壁上。

B、 灰斗下部设置电加热,灰斗外部良好保温,保证灰斗内温度稳定地高于露点

C、 每只灰斗设置高灰位限制性料位,当输灰系统出故障时,灰斗处于设计灰位时,即出现报警,低料位时自动关断卸灰装置,以达到良好的尘封锁气功能。灰斗有密封性能良好的捅灰孔和人孔门各一个,便于检查和在灰斗堵塞时操作。

采取上述措施后,基本杜绝了产生堵灰现象。

 

10、人孔门

电除尘器的密封性也是保证除尘效率和使用寿命的关键,漏风将造成电场逐步腐蚀和工况条件的改变,因此,必须确保漏风率小于3%。为检修和维护电场,在每个电场前、后都装有人孔门,在每个灰斗上方也装有人孔门。这些人孔门都使用双层人孔门,安装双层人孔门的作用有二点:一是为了保证密封性能:二是为了保证保温性能。人孔门的密封材料采用专利产品—玻纤胶绳,其密封性能和使用寿命绝非其它厂家所使用的油浸石棉所能相比的。

11、绝缘子、瓷转轴保护措施

一般工况起动低负运行时,此时进入电除尘器的烟气温度低、负压低,烟尘容易吸附在瓷轴和绝缘子上,如除尘器开始升压投运,则容易产生瓷套、瓷轴被高压击穿,我们采用给瓷套、瓷轴设置热风吹扫装置,使油雾与低温进入不到瓷套、瓷轴所在空间,此外对绝缘子小室单独加热,并设置准确的温控装置,一方面保证了绝缘子室加热稳定性和可靠性,另一方面,由于加热范围减少,有效地延长了电加热器的寿命,减少电除尘器的耗电。同时,将阴极振打的传动装置设在顶部,取消了极易发生积灰而产生的漏电现象。

绝缘子加热及瓷套吹灰

12、智能变频高压除尘电源

电除尘电源是电除尘装置的核心部分,其性能直接影响除尘的效率。从上世纪80年代至今目前普遍采用的是输入为两相的可控硅移相控制电源(工频),其转换效率低于70%,耗费大量电能,在实际使用中又存在输出纹波大、电场电压低、对高比电阻等烟气的除尘效果差。已达不到环保领域粉尘排放的新要求

 “智能除尘电源"系统技术,系江苏一品联合东南大学电力电子研究中心,组织多名电气专业博士研究生,应用先进的电除尘技术设计理念,成功研制出了与国际先进电除尘技术同步水平的除尘电源真正实现降低电除尘器能耗、提高电除尘器收尘效率,除尘效率明显高于市场上现有的传统工频和高频除尘电源,具有“国内惟一、国际领先”的技术地位。

智能变频高压除尘电源彻底改变了传统电除尘控制器的控制方式,大幅提高智能化水平,并具有以下几大技术优势:

1、智能变频高压除尘电源通过采用强大的多达32位处理器并行处理架构,搭建核心硬件平台,使产品的总体性能和软件升级能力有了显著提升。

2SENIOR智能变频除尘电源采用三相平衡供电方式无功耗损比原有的工频除尘电源减少25%-32%;由于采用纯直流电源给IGBT供电模式,不仅可以输出更高的电晕电压,而且波形非常平稳,可以有效杜绝单相工频电源由正弦波波峰、波谷带来的影响。

3、先诺SENIOR智能变频高压除尘电源具有独特的输出电压波纹系数低的特性,纯直流供电时的输出电压纹波通常小于5%,远低于工频电源35%-45%的纹波百分比;其闪络电压高,运行电压可达普通工频电源的1.3倍,使电除尘器能够保持在接近火花临界点电压运行;运行电流可达普通工频电源的1.5倍,大幅提高电晕电压,从而增加电场内粉尘的荷电效率和荷电机率,进一步提高除尘效率。

4、针不同煤种、不同工况产生的烟气和粉尘的特性,及时启用不同工作模式;

5、使电源控制系统输出最优化的电源变频频率和最适合的电压幅值和脉冲,达到最佳输出电流;

6、在出现反电晕情况下,智能变频电源通过自动改变工作频率,在有效提高电场运行电压的同时降低电场电流密度。提高粉尘有效驱进速度和加速极板上粉尘的放电,克服反电晕的不利影响,提高除尘效果。

先诺SENIOR智能变频高压除尘电源,通过改变频率提供低电流密度、高电压的电场特性,结合脉冲供电,抑制反电晕现象,除尘效率明显高于市场上现有的传统工频和高频除尘电源, 适用于对原设计为100mg/m3的除尘系统进行减排提效改造和新建除尘系统的电源应用。

同类产品技术性能对比

技术线路

智能高压变频脉冲型

高频型

工频型

控制模式

PWM脉宽调制

PFM定脉宽调频

导通角控制

电流波形

供电方式

3相

3 相

单相

开关频率

中(500Hz / 10KHz)

高(20KHz - 50KHz)

100Hz

功率因数

~1

~1

~0.75

实现功率

100KV/2.4A

72KV/1.6A

/

处理器

多处理器

双处理器

单/多处理器

火花反应时间

50us

40us

10ms

节能方式

间隙供电

间隙供电

间隙供电

电能转换效率

90%以上

90%以上

60%以上

降低除尘器出口排放

40%~70%

30%~40%

变压器控制柜布置型式

分体式

一体式

分体式

可靠性及可维护性

可靠性好、便于维护

可靠性差、维护不便

可靠一般、便于维护


备案/许可证编号: