1.河南能源化工集团洛阳永龙能化有限公司 河南省洛阳市 471100
2.洛阳香江万基铝业有限公司 河南省洛阳市 471800
摘要：随着我国社会、经济的不断发展和人民生活水平的提高，国家对燃煤锅炉烟气的排放标准更加严格，烟尘的控制指标由30mg/m3（《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2011）下降至10mg/m3（《河南省燃煤电厂大气污染物排放标准》DB41/1424-2017）。这意味着原来设计的静电除尘器无法满足需要，在确保烟尘达标排放的基础上，选用静电-布袋相结合的复合式除尘器。
关键词：静电-布袋复合；循环流化床；锅炉；应用
引言
随着经济的快速发展，人们将越来越多的矿产资源转化为工业原料和产品，燃煤工厂、发电站、日用烟道气带走了大量的煤粉，不仅浪费了燃料，同时也将越来越多的废物投入自然界。没有必要的保护，很容易生病。循环流化床燃烧（CFB）是一种新型的高效、低污染的洁净煤燃烧技术，能够有效地解决目前存在的问题。
1.循环流化床锅炉
循环流化床锅炉（CFB）是一种高效、低污染的清洁燃烧技术。在国际上，该技术已广泛应用于电站锅炉、工业锅炉和废物处理与利用等领域，并已发展到数十万千瓦的大型循环流化床锅炉。在我国，这一领域的研究、开发和应用正在逐步兴起，数百台循环流化床锅炉已经投入运行或正在生产中。未来几年将是循环流化床快速发展的重要时期。
在鼓泡床锅炉（流化床锅炉）的基础上，可以将鼓泡床的一些理论和概念应用于循环流化床锅炉。但两者有很大的不同。早期循环流化床锅炉流态化速度快，被称为快速循环床锅炉。快速床的基本理论也可应用于循环流化床锅炉。长期以来，对鼓泡床和快速床的基本理论进行了研究，并形成了一些理论。为了了解循环流化床（CFB）的工作原理，必须了解鼓泡床和快速床的理论，以及不同状态下物料从鼓泡床到湍流床的动态特性、燃烧特性和传热特性。
我公司采用循环流化床锅炉，具体参数如下表所示：
2.除尘器分类
工艺除尘方法一般分为两类，一种是干式除尘，另一种是湿式除尘。主要方法有旋风除尘、静电除尘和袋式除尘。旋风分离器主要用于生产过程中的物料回收和气固分离，在气体除尘中得到广泛应用，压力损失和耐磨性方面性能良好。静电除尘器（ESP）是一种静电除尘装置。它具有除尘性能好、能耗低、空气阻力低等优点，可从低温到高压应用。袋式除尘器是一种高效的除尘设备，除尘效率可达99.99%。袋式除尘技术对高浓度烟尘具有良好的适应性，其浓度可达1000 g/m3以上，适用于循环流化床锅炉的半干式烟气脱硫和烟气处理。
3.烟气除尘系统工艺流程
我公司锅炉烟气处理装置除尘系统采用静电预除尘+布袋除尘方式，炉膛出口烟气经静电预除尘后进入反应塔，经循环水增湿活化后，由Ca（OH）2将烟气中的SO2、HCl等酸性气体吸收，部分较大颗粒的烟尘沉降在反应塔底部排出，大部分烟尘经连接烟道进入布袋除尘器除尘，经过布袋捕集后外排，从而达到除尘的目的，除尘后的洁净烟气从烟囱排出，烟尘排放浓度≤10mg/Nm3。
3.1静电预除尘
静电除尘器的工作原理是利用高压直流非均匀电场使烟气中的气体分子电离，产生大量的电子和离子，在电场作用下向两极移动。在运动过程中，气流中的尘埃粒子被充电和充电。在电场作用下，带电粉尘移动到与气流极性相反的极板或极线。当带电粉尘到达极板或极线时，通过静电吸附在极板或极线上，并通过振动装置将粉尘落进灰斗净化烟气。静电预除尘器的高压设备控制着放电极与收尘极之间的电场强度，这是通过使用供电装置实现的，它包括：高压硅整流器和控制计量与保护回路。电力系统保持着高电压，但放电极与收尘板之间不应产生过度火花，此电力装置通常也称为变压整流装置。
变压整流装置中，变压器将电压从380伏提升到高压。此高压使烟气分子电离，使烟气中的粉尘带电。变压器将交流转化为电除尘需要的直流，通常使用固态的硅整流器和注油的高压变压器，电除尘器控制回路通常是采用变压器初级侧带线性反应器的硅控整流器自动电压控制器，控制回路中还包括表计、监控电输入中的变量。
3.2布袋除尘
含尘气体由反应塔出来后，再经过连接烟道和布袋进风烟道后，从各个进风弯头均匀地进入布袋除尘器，在每一灰斗挡板作用下气流均匀平稳上升，较大粉尘在初级沉降及自身重力的作用下，沉降至灰斗中；另一部分较细粉尘气流在引风机的作用下，吸附在滤袋表面上，洁净空气穿过滤袋进入净气室，汇集于出风管道内由出风口排出。随着积附在滤袋表面上的粉尘不断增加，相应就会增加设备的运行阻力。为了保证系统的正常运行，除尘器阻力应维持在限定的（≤1400Pa）的范围以内，必须将布袋上吸附到一定厚度的粉尘清理下来，以降低设备运行阻力。
本布袋除尘器是采用“脉冲反吹清灰”的方式来清灰的。即除尘器在运行一段时间后，阻力达到了一定限度时，使用反向脉冲气流对每个布袋进行清灰。清灰采用 “定时清灰”和“定压清灰”两种方式，该除尘器通过配套的电控柜，进行定时或定压地脉冲清灰方式，在压缩空气气源的作用下，造成布袋瞬间鼓胀，抖落粉尘。布袋清灰时采用在线清灰。
锅炉烟气的部分偏酸性，酸露点较高，在除尘器灰斗上设有蒸汽加热装置，保证在锅炉冷启动和临时停产时使布袋灰斗内壁不至于出现酸结露和灰斗内存灰板结。
3.3锅炉烟气除尘效率
按照除尘系统设计要求，锅炉烟气出口烟尘浓度为35760mg/Nm3，经除尘系统过滤后排放浓度为10mg/Nm3以下，设计除尘效率为99.99%。
参照《第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册》关于循环流化床工业锅炉（热力生产和供应行业）产排污系数表进行计算，我公司2018年锅炉烟气中烟尘实际产生量约为67240.65t，通过烟气在线监测数据统计，烟尘排放量约为10.16t，经计算，实际除尘效率约为99.99%。
通过以上数据，充分证明静电-布袋复合式除尘器在锅炉烟气应用中的科学合理性，完全符合《河南省燃煤电厂大气污染物排放标准》（DB41/1424-2017），满足锅炉烟气超低排放要求，对于降低燃煤工业锅炉污染物排放、改善大气环境质量具有重要意义。
4.结束语
（1）将静电除尘器和袋式除尘器有机结合在一起，扬长避短，较好地解决了静电除尘器对工况适应能力弱、除尘受限、不能稳定达标及袋式除尘器运行阻力较高、除尘布袋等配件寿命较短的弊端，全面提升除尘器的总体技术水平和对各种工况的适应能力。
（2）静电预除尘减轻了袋式除尘器的过滤负荷。粉尘荷电后，异性相吸，小颗粒凝聚大颗粒；同性相斥，排列有序，尘并结构疏松。使袋式除尘器的清灰周期延长，过滤阻力降低，运行能耗降低。适用于高含尘浓度的烟气除尘净化。
（3）静电预除尘作为缓冲空间，有利于减缓烟气温度忽高忽低，四管爆裂等异常工况对袋式除尘器的影响。
参考文献：
[1]岳光溪. 循环流化床技术发展与应用[ J] . 节能与环保，2004（1）：11～12.
[2]刘德昌，吴正舜，张世红，等. 我国循环流化床锅炉的发展现状和建议[J] . 动力工程，2003，23（3）：2377～2379.
论文作者:王涛1,汪显华1,刘慧思2
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/14
标签：烟气论文; 流化床论文; 锅炉论文; 除尘器论文; 布袋论文; 静电论文; 粉尘论文; 《建筑模拟》2018年第34期论文;