加熱爐煙氣除塵技術(shù)應(yīng)用研究

王寶生，宮彥杰，李彥斌，王 強(qiáng)，顧 嫣

勝利油田河口采油廠，山東東營 257200

加熱爐煙氣除塵技術(shù)應(yīng)用研究

王寶生，宮彥杰，李彥斌，王 強(qiáng)，顧 嫣

勝利油田河口采油廠，山東東營 257200

本文介紹了加熱爐煙氣除塵系統(tǒng)的重要性。根據(jù)要求，提出了除塵系統(tǒng)主體設(shè)備的選型依據(jù)，并對(duì)除塵系統(tǒng)的主要參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算；給出了除塵系統(tǒng)的防腐措施，通過研究，除塵系統(tǒng)達(dá)到了自動(dòng)化程度高、除塵效果好、環(huán)境污染輕的技術(shù)要求。

加熱爐；除塵系統(tǒng)；濾袋選材

1 立項(xiàng)的必要性及意義

由供油壓力波動(dòng)、燃料油物性變化、點(diǎn)爐過程及燃燒器故障等原因，長輸管道原油加熱爐在投運(yùn)過程中會(huì)產(chǎn)生燃油不完全燃燒的現(xiàn)象，導(dǎo)致煙氣中炭黑成分高，大大超過相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)周邊農(nóng)田及環(huán)境造成嚴(yán)重污染，急需進(jìn)行無害化處理。同時(shí)，因煙塵多而造成的煙道堵塞現(xiàn)象，是影響加熱爐熱效率的一個(gè)重要因素。因此，集輸油站庫開展加熱爐煙氣除塵系統(tǒng)的應(yīng)用研究工作是勢在必行的。

2 技術(shù)發(fā)展趨勢

加熱爐一般以原油為燃料，在其運(yùn)行過程中，大量煙塵沉落在爐體內(nèi)，煙塵的不斷堆積，導(dǎo)致加熱爐熱效率下降，而吹掃爐膛又使大量煙塵進(jìn)入環(huán)境，造成環(huán)境污染。為達(dá)到污染物的國家排放標(biāo)準(zhǔn)，就必須對(duì)排放的煙塵進(jìn)行回收治理。根據(jù)燃油煙塵易漂浮并沾粘的特點(diǎn)，對(duì)以下幾種除塵技術(shù)進(jìn)行綜合對(duì)比。

2.1 靜電除塵

含有粉塵顆粒的氣體，在接有高壓直流電源的陰極線和接地的陽極板之間所形成的高壓電場通過時(shí)，由于陰極發(fā)生電暈放電、氣體被電離，此時(shí)，帶負(fù)電的氣體離子，在電場力的作用下，向陽板運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中與粉塵顆粒相碰，則使塵粒荷以負(fù)電，荷電后的塵粒在電場力的作用下，亦向陽極運(yùn)動(dòng)，到達(dá)陽極后，放出所帶的電子，塵粒則沉積于陽極板上，而得到凈化的氣體排出防塵器外。

2.2 水膜式除塵

水膜除塵器利用含塵氣體沖擊除塵器內(nèi)壁或其他特殊構(gòu)件上用某種方法造成的水膜，使粉塵被水膜捕獲，氣體得到凈化。含塵氣體由筒體下部切向引入，旋轉(zhuǎn)上升，塵粒受離心力作用而被分離，拋向筒體內(nèi)壁，被簡體內(nèi)壁流動(dòng)的水膜層所吸附，隨水流到底部錐體，經(jīng)排塵口卸出。水膜層的形成是由布置在筒體的上部幾個(gè)噴嘴、將水順切向噴至器壁。這樣，在簡體內(nèi)壁始終覆蓋一層旋轉(zhuǎn)向下流動(dòng)的很薄水膜，達(dá)到提高除塵效果的目的。

應(yīng)用范圍及特性：該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，金屬耗量小，耗水量小。但高度較大，布置困難，并且在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有帶水現(xiàn)象，且需建設(shè)沉淀池，要消耗新鮮水，冬季容易凍壞輔件。

2.3 旋風(fēng)分離式除塵

旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流所產(chǎn)生的離心力將塵粒從合塵氣流中分離出來的除塵裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，不需特殊的附屬設(shè)備，造價(jià)較低，阻力中等，器內(nèi)無運(yùn)動(dòng)部件，操作維修方便等優(yōu)點(diǎn)。

應(yīng)用范圍及特性：適用于凈化大于5μm～10μm的非粘性、非纖維的干燥粉塵，除塵效率可達(dá)80%以上，但其捕集微粒小于5μm的效率極低。

2.4 濾袋式除塵

利用濾料對(duì)含塵氣體進(jìn)行過濾。含塵氣體進(jìn)入除塵器后，氣流速度下降，煙塵中較大顆粒直接沉淀至灰斗，其余塵粒從外至內(nèi)穿過濾袋進(jìn)行過濾，清潔煙氣從濾袋內(nèi)側(cè)排放，飛灰被阻留在濾袋外側(cè)。隨著積灰的不斷積累，除塵濾袋內(nèi)外側(cè)的壓差逐步增加，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，脈沖閥膜片自動(dòng)打開，脈沖空氣通過噴嘴噴入濾袋，濾袋膨脹，從而使附著在濾袋上的粉塵脫落，達(dá)到除塵的效果。

The general form of surface potential ψsλ(y) in GSGCDMT-SON MOSFET can be obtained by solving the second order differential equation given in Eq. (11). Its solution is given as

應(yīng)用范圍及特性：袋式除塵器應(yīng)用廣泛，用以捕集非粘結(jié)非纖維性的工業(yè)粉塵和揮發(fā)物，捕獲粉塵微粒可達(dá)0.1μm，具有極高的凈化效率，捕集率可達(dá)到99%以上。但是，當(dāng)用它處理含有水蒸汽的氣體時(shí)，應(yīng)避免出現(xiàn)結(jié)露問題。

根據(jù)以上四種除塵技術(shù)的綜合對(duì)比，以及現(xiàn)場應(yīng)用的要求，選擇除塵效果較好的濾袋式除塵技術(shù)。

3 主要研究內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)集輸站隊(duì)加熱爐運(yùn)行狀況進(jìn)行除塵系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)研究，包括除塵器類型選擇、煙道設(shè)計(jì)等；然后開展除塵系統(tǒng)防腐技術(shù)研究及自控系統(tǒng)技術(shù)研究。

3.1 除塵系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)研究

傳統(tǒng)的除塵系統(tǒng)的工藝流程（圖1）是：開啟風(fēng)機(jī)、煙道閥門、補(bǔ)風(fēng)閥，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)閥門和補(bǔ)風(fēng)閥門的開度；待加熱爐達(dá)到規(guī)定的爐膛負(fù)壓時(shí)，電腦發(fā)出吹灰指令；含塵煙氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵器，收集并處理大顆粒煙塵，細(xì)小顆粒煙塵進(jìn)入布袋除塵器，過濾后的潔凈煙氣由風(fēng)機(jī)排人空氣中；吹灰結(jié)束后，延時(shí)關(guān)閉除塵系統(tǒng)和相應(yīng)閥門，加熱爐正常燃燒運(yùn)行；除塵系統(tǒng)關(guān)閉后，根據(jù)電腦指令，用高壓空氣吹掃布袋外壁粘附的積灰，吹落的積灰直接進(jìn)入布袋除塵器的灰斗；布袋清灰完成后，關(guān)閉空壓機(jī)等設(shè)備。除塵系統(tǒng)回收的煙塵收集在旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器的灰斗內(nèi)，根據(jù)積灰的積存量，可以現(xiàn)場啟動(dòng)卸灰按鈕，用編織袋收集煙塵積灰，運(yùn)送至封閉灰?guī)齑娣?，用于制磚或進(jìn)行填埋等無害化處理。

3.2 煙風(fēng)系統(tǒng)改造研究

集輸現(xiàn)有加熱爐的爐型大部分是H1323B/2，加熱爐的煙氣量約為1 400m3/h～2 400m3/h；煙氣最高溫度250℃，最低溫度150℃，平均溫度200℃；爐內(nèi)負(fù)壓一20Pa～40Pa。爐型偏小，煙氣量偏低，不適合傳統(tǒng)的除塵系統(tǒng)。加熱爐排放煙氣炭黑塵濃度低于22mg/ m3。（依照GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》）

根據(jù)傳統(tǒng)煙風(fēng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，加熱爐的煙塵排放濃度在運(yùn)行時(shí)和吹灰期間有較大的變化，前者一般不超過250mg/m3，林格曼黑度小于1級(jí)；后者煙塵平均濃度可達(dá)到2 500mg/m3，這是加熱爐最大的煙塵濃度，此時(shí)的林格曼黑度在3級(jí)左右。如果除塵系統(tǒng)能達(dá)到最高煙灰濃度技術(shù)指標(biāo)，就能夠滿足環(huán)境保護(hù)的要求，要進(jìn)一步提高煙塵和二氧化硫的濃度排放限值，所以濾袋的選擇就尤為重要。

選擇布袋除塵器應(yīng)遵循的原則是：布袋除塵器應(yīng)具有較強(qiáng)的清灰能力和強(qiáng)度；濾料具備一定的耐水性。

4 應(yīng)用規(guī)模及效益預(yù)測

4.1 經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

以平均每年約清理一臺(tái)加熱爐爐膛煙道為例，每次費(fèi)用約3萬元，增設(shè)煙氣除塵系統(tǒng)，以設(shè)備10年壽命計(jì)算，10年節(jié)約經(jīng)濟(jì)效益為10×3=30萬元

4.2 社會(huì)效益及應(yīng)用規(guī)模

加熱爐煙氣除塵系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，不易損壞；排污方便，利于清理，維修；操作簡單，極易上手，增加設(shè)備使用壽命等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。通過研究應(yīng)用，加熱爐煙氣除塵系統(tǒng)將達(dá)到自動(dòng)化程度高、除塵效果好、環(huán)境污染輕的技術(shù)要求，提高煙塵回收率，既符合節(jié)能減排的要求，同時(shí)也保護(hù)了環(huán)境，減少了廢氣排放對(duì)大氣的污染以及對(duì)職工身體造成的傷害，適合應(yīng)用推廣到所有油田聯(lián)合站庫具有管道加熱爐的單位。

TK1

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1674-6708（2011）36-0119-02