鍋爐煙氣余熱回收對靜電除塵器的影響

詹永樂

摘 ?要：隨著工業(yè)生產(chǎn)中應用到的技術(shù)不斷增多，技術(shù)也在不斷完善與進步當中，通過對135 MW機組循環(huán)流化床鍋爐尾部煙道安裝煙氣余熱回收裝置的分析，能夠了解煙氣余熱回收裝置在工程當中的應用效果，研究鍋爐煙氣余熱回收對靜電除塵器運行帶來的影響，對除塵器具有的經(jīng)濟價值。觀察煙氣余熱回收裝置投運前后狀態(tài)，煙溫降低38 ℃時，凝結(jié)水的溫升能夠達到45 ℃，最終的研究可以明確：隨著煙氣溫度不斷下降，工況煙氣量減小，灰塵具有的電阻率隨之降低，除塵效果顯著。在將除塵溫度設置到100℃時，達到了99.9%的除塵效率，煙氣粉塵濃度也有所降低，低于20 mg/Nm3;機組發(fā)電標準煤損耗降低，下降2.5 g/kWh。

關(guān)鍵詞：鍋爐煙氣;余熱回收;靜電除塵;除塵效率

中圖分類號：TK11+5 ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）35-0179-02

燃燒煤炭的鍋爐其溫度一般可以控制在110～160 ℃左右，能夠產(chǎn)生大量的余熱與氣體，對環(huán)境造成了非常大的污染，資源遭到了浪費。我國開始對部分熱能進行回收，并進行研究分析，國外也有很多相同的研究，比如，日本的燃煤鍋爐機組使用了保溫電除塵工藝，將除塵溫度控制到了80～90 ℃，使除塵效率明顯改善，粉塵濃度大幅度降低，低于20 mg/Nm3這一標準。下面，本文將以某臺燃燒無煙煤的135 MW機組循環(huán)流化床（CFB）鍋爐應用為例，分析余熱回收裝置對節(jié)能效果的影響，以及飛灰特性與電除塵效率在煙氣溫度降低時的表現(xiàn)，分析產(chǎn)生的影響，最后對余熱回收對機組經(jīng)濟效益的影響進行了探究。

1 ? 技術(shù)改造方案與測試方法

為了更好的分析與研究煙氣余熱回收裝置對機組運行、飛灰特性產(chǎn)生的影響，本文選取了一個135 MW機組循環(huán)流化床鍋爐進行研究，除塵器為配備雙室四電場靜電形式的。燃燒時產(chǎn)生了余熱，這時，余熱的回收裝置工程被設計成為水冷的結(jié)構(gòu)形態(tài)，鍋爐的受熱面被設計在除塵器的最前端，這一部位的溫度通常較高，但是卻有著非常良好的換熱效果，鑒于換熱以后的煙氣溫度降低，使得工況煙氣量減小，并且比電阻也減小，進而能夠使除塵效率增強。

在空預器出口與電除塵器進口喇叭間的水平煙道設置余熱回收換熱裝置，在水平煙道A、B分別布置換熱裝置，通過冷渣器回水和軸封加熱器出口兩路進水，使其進入到余熱回收裝置中與煙氣換熱，并吸收煙氣中的熱量，再回到5號低壓加熱器的出口，其循環(huán)過程，如圖1所示。

通過實驗操作與樣品采集，在煙氣余熱回收裝置的進、出口煙道上分別布置7個測試孔道。試驗儀器設備見表1。|

無煙煤為實驗過程燃燒煤種，這一煤種具有非常低的揮發(fā)率，煤質(zhì)具體見表2。運行機組在規(guī)定負荷狀態(tài)下，能夠向其中添加其他的物質(zhì)，比如，石灰石、Ca/S物質(zhì)，以這種方式進行爐內(nèi)脫硫，最終Ca/S的量比為2.5，具體見表2。

2 ?結(jié)果分析

2.1 ?對靜電除塵器性能的影響

余熱回收與投放將對煙氣溫度與粉塵排放量、濃度造成很大影響，見表3，當余熱回收率在裝置中得以最大化冷卻時，電除塵器入口煙氣溫度為100 ℃。

從表3可以看出，煙氣余熱將被回收到裝置進入汽機的低加系統(tǒng)再次利用，這時，除塵器使用效率將大大提升，提升幅度為0.10%。電除塵器煙塵排放量有所下降，其煙氣排放質(zhì)量濃度能夠從50.742 mg/Nm3下降到18.678 mg/Nm3，能夠使粉塵的排放量得到極大改善，從煙氣的溫度、電阻、速度以及工作電壓、電暈等內(nèi)容上進行分析。

煙氣與溫度入口與飛灰的電阻值關(guān)系圖2所示。

從上圖可以看出，在煙氣溫度達到了137 ℃時，其入口的工況飛灰的電阻值非常高，并且在某點位置處能夠達到最高峰值，隨后將伴隨著溫度的降低而再次升高，這時，入口飛灰電阻值將隨之降低，在煙氣的溫度下降到100 ℃時，入口時的工況飛灰電阻值5.56×109 Ω·cm。鑒于原來的除塵器電阻值設計過程中的溫度為138 ℃，這時的工況飛灰電阻值達到最高值，為此，在安裝煙氣余熱回收裝置以后，煙氣的溫度會下降到120 ℃以下，能夠使入口的飛灰電阻值接近一個數(shù)量級。這種狀態(tài)下將非常有利于電場強度的增加，進而使除塵的效率提高[2]。

粉塵比電阻值成為了測量靜電除塵導電性能的關(guān)鍵性指標，堆積在電除塵器表面上的粉塵被電除塵器回收，但是此過程必須要有一個非常好的導電性能的支持，這樣才能使電子流的傳導更加有效率。高比電阻值狀態(tài)下，粉塵層將被擊穿極限的電流，而這些極限電流強度將由粉塵自身的電阻值決定。為使研究更為直觀，在粉塵比中間設置一個電阻值區(qū)間，除塵性能能夠在這一區(qū)間表示，具體如圖3所示，此時最適宜的電除塵器的工作電阻值為105～1 011 Ω·cm。

很明顯，鑒于煙氣將隨著溫度的降低為降低，粉塵比電阻也將隨之減少，為了使除塵器的性能大幅度增強，電阻值就必須要變小。在同樣的機組運行狀態(tài)下，在相同的負荷條件下，煙氣余熱將隨之回收裝置的投放而使溫度降低38 ℃，對應的煙氣流量也將有所下降，下降率為9.2%。

2.2 ?對機組運行經(jīng)濟效益的影響

煙氣余熱回收裝置通過冷卻能夠?qū)煔鉁囟冉档?，使水溫升?0 ～50 ℃范圍左右，而這部分熱量大部分都會經(jīng)過5號低壓加熱器出口流入到系統(tǒng)回路當中。按照等效的焓降定義，鑒于低加回路凝結(jié)水的水量減少，使得排擠7號低壓加熱器、6號低壓加熱器、5號低壓加熱器的氣量總和為機組等效焓降量。為了使檢測的煙氣余熱回收裝置投運對經(jīng)濟指標產(chǎn)生影響，可以對分投運前與投運后的兩個工況進行熱力試驗。

3 ?結(jié) ?語

本文主要對鍋爐煙氣余熱回收對靜電除塵器運行的影響進行分析，從而表現(xiàn)了除塵器在按照了煙氣余熱回收裝置以后，能夠使灰與煙氣的特性改善，增強了電除塵器的運行效率。

參考文獻：

[1] 李慧君，王樹眾，張斌，等.冷凝式燃氣鍋爐煙氣余熱回收可行性經(jīng)濟 ? 分析[J].工業(yè)鍋爐，2011，（2）.

[2] 鐘希軍，劉俊峰，費振偉，等.熱管蒸汽發(fā)生器用于導熱油鍋爐煙氣余 ? 熱回收的可行性分析[J].河南科技，2014，（11）.

[3] 杜紅波，張永順.吸收式熱泵在燃氣鍋爐煙氣余熱回收中的應用分 ? 析[J].城市建設理論研究，2015，（22）.