然而,技術上各自為陣、改造上不能系統考慮,盲目的改造,大多以效果不理想而告終,單一的電源更換或僅對除塵器本體進行改造,根本無法長期穩定的達到<30 mg/Nm3 、 20 mg/Nm3 新排放標準,更無從談起達到<10 mg/Nm3 超低排放的效果。
在升級改造無望的情況下,于是,眾企業紛紛選擇電改袋來應對嚴酷的環保政策。布袋除塵器在初裝后,其濾塵效率相當不錯,這也導致了一些水泥生產企業,片面的認為只要布袋不破,除塵效果會長期穩定,一些布袋生產企業的營銷人員,也會以此概念混淆用戶,其實真正懂得水泥生產工藝的人都知道,布袋除塵器用在窯尾是完全可以的,但是用在水泥生產線的窯頭,由于是熟料加工,所產生的煙氣溫度和粉塵的粘結性,使用袋除塵并不是十分合適。
而且,袋除塵有其致命的弱點——在濾料壽命周期內,袋除塵的除塵效率會隨著使用時間,自然的持續的衰減。袋除塵同時與煙氣溫度、濾速(與壓力損失密切相關)、粉塵粘度等決定了袋過濾效率,其中,覆膜濾料以膜材料的孔徑決定過濾效率。而且,隨著使用時間的延長,覆膜孔徑磨損擴大,覆膜或濾料絨毛磨損到一定程度時,即便布袋沒有破損,粉塵排放也必然超標。
通過以2500t/d熟料生產線為例的除塵改造對比,我們來看電改電、電改袋的各自優缺點:
2500t/d熟料生產線電改電、電改袋改造及維護費用對比表
通過上表,我們可以一目了然的看出,電改電和電改袋之間的優劣勢。那么,既然電除塵器經技術改造后,仍有這么大的經濟優勢,為什么許多企業選擇了高昂改造費用的電改袋?經走訪發現,由于信息渠道的緣故,許多企業無法獲悉新的改造技術或可靠的電改電改造方案,選擇電改袋也是無奈之舉!
綜合分析認為,目前水泥窯現有電除塵器不能達標排放的主要原因,無外乎下列幾大因素:
1、電除塵器本體原始設計收塵面積,滿足不了現有排放標準;
2、電除塵器使用年久或維護不到位,致使內部結構老化、腐蝕嚴重,極板極線變形或缺失,系統漏風、振打傳動不力致積灰嚴重等,致使二次電壓不高,二次電流偏小。
3、早期窯頭電除塵配置的多為單相工頻電源,單相工頻控制系統和可控硅電源,技術特性不能滿足新的排放要求。
4、水泥生產線余熱發電的利用,在AQC停用時,容易導致除塵器入口溫度過高,造成電場內粉塵比電阻升高,形成反電暈現象,影響收塵效率。
那么,電除塵器是否真的在水泥行業將終結使命?作為專注高端除塵電源技術研發的江蘇一品環保,雖然是行業后起之秀,卻當仁不讓的承擔起技術攻關的社會責任,決意要在電除塵上突破技術瓶頸,讓傳統電除塵通過改造也能達到超低排放效果。
在充分判析研究電除塵器結構和原理的基礎上,江蘇一品總結出兩條重要結論:
1、對電除塵器進行技術改造是達到超低排放的重要基礎;
2、除塵電源是提高除塵效率的核心。
電源技術直接影響到電除塵器收塵效率,能否對進入電場的粉塵形成有效荷電,荷電量是否飽和,科學調配振打次序,系列問題都是影響越低排放的關鍵因素。為此,江蘇一品組織了技術攻關團隊,針對問題,解決問題!
系統技術再升級
控制系統測試
高校專家指導
反復測試
經過不懈努力,并在已經擁有水泥行業豐富電改電達標改造經驗的基礎上,江蘇一品環保通過反復認證和測試,終于成功總結出了一套穩定可靠的“水泥窯電除塵超低排放改造技術”系統方案,具體步驟,大體有以下幾點:
一、本體技術改造和檢修:
除塵器本體是達標和超低排放的重要基礎,有些水泥生產企業,本體使用年久,內部已腐蝕嚴重,殼體漏風,但是企業既想達到超低排放效果,又不想投入對本體進行技術改造,僅僅要求更換電源,卻要求達到超低排放效果,這是不科學不合理的。必須對電除塵器本體進行檢修改造使其設備、裝置符合要求,且工作狀態完好,并按下列改造方案實施,才可能達到超低排放目標。
1、將除塵器前端電場陰極線由原來的V15線全部更換成新型芒刺線,末尾場陰極線全部更換成圓鋼V15加強線。
并對電場本體清掃清灰前全面檢查,極板、極線、灰斗等處清灰,特別是本體內的極板變形與極線變形的問題,會導致電場二次電壓無法達到理想狀態,從而導致電場收塵效率低下。
BS新型整體管狀芒刺線是一種系列芒刺線,它根據放電強度及電流密度分布的均勻性程度的差異具有不同的作用,在第一、二電場,由于含塵量較高,采用電暈電流大BS極線,其芒刺附近電風強烈,所以可有效的防止第一、二電場的電暈封閉現象。末尾電場則采用電流密度均勻性程度極好的V15加強極線,防止高比電阻狀況下的反電暈或局部反電暈現象的發生,也不會因過大的電暈電流而使振打清灰更為困難。
電暈線的選用至關重要,針對不同特點,技術上對電暈線的關鍵要求有二個,一是牢固可靠,二是電氣性能好,BS整體新型管狀芒刺線,保證在運行中不斷線,而且它的電暈電流大,起暈電壓低,尤其重要的對提高陽極板的有效利用率和防止反電暈的產生效果十分明顯,由于它主要靠芒刺尖端放電,電風強烈,所以即使在高粉塵濃度條件下,也不會產生電暈封閉。
2、對陽極系統陽極板進行補、焊、加固,對限位卡子、板底部緊固螺栓檢修,對極排定位、極排同極距、平面度調整等進行檢修。對無法維修的陽極板,進行更換。
3、對入口分布板進行校正檢修,電場出口處加裝抑塵板;
氣流分布的均勻程度,直接關系到除塵效率,特別是在高粉塵濃度、高比電阻及高除塵效率的要求下,氣流分布的均勻性程度顯得尤為重要,為了使流入電場的含塵氣體均勻經過電場,必須對入口分布板進行檢修和校正。煙氣如果不能均勻分布于通道中,就容易導致部分電場氣流過快,已荷電粉塵無法沉淀,隨風速直接外排,導致收塵效率下降。
4、檢查除塵器本體是否漏風
電收塵器漏風,降低收塵器內氣體的溫度,可能產生結露,尤其是北方地區的冬季;漏風還會使已沉降的粉塵再次被卷入氣流中,造成嚴重的二次揚塵。如果設備漏風過大將直接增大了設備的負荷,而電收塵器對處理風量非常敏感,因此要做好本體漏風處理。
二、對振打系統進行徹底修復和更換
電收塵器的陰陽極振打停開的時間是有很嚴格的要求,過于頻繁收塵,反而引起二次揚塵,過低則影響極性放電效果。合理改造振打系統,科學設置振打次序,提高清灰效果,保證電暈極持續高效釋放電暈電流,提高對粉塵的荷電效率。
三、煙氣調質
對電除塵器入口加裝煙氣調質裝置,秋冬季氣候干燥,或在AQC停機,短時溫度升高時,起到降溫和對粉塵進行比電阻調節,作為調節手段和措施,將粉塵比電阻調節在合適比電阻范圍是10^4-10^11Ω.cm內。
四、控制電源的選擇
由于窯頭粉塵特性和生產工藝問題,進入窯頭電場的粉塵,大部分具備高比電阻特性。目前水泥行業電除塵器大多使用的是工頻電源,控制技術已無法滿足新的排放要求。
達到超低排放的必要手段,除了本體進行技術改造外,還必須對控制電源進行更換升級,使用直流疊加脈沖技術,是目前可使用的可靠方案。脈沖電源技術主要針對高比電阻粉塵,消除反電暈現象,主要是通過自動調整脈寬、脈幅、脈沖重復頻率,改變電流密度,使粉塵層的比電阻與電流密度和乘積小于粉塵層的擊穿電壓,讓帶負電的粉塵到達陽極后緩慢中和變成中性粉塵,有利于粉塵振打剝離落入灰斗,進而避免粉塵層擊穿出現反電暈,大大提高電除塵除塵效果的技術。
“智能變頻脈沖電源"系統技術,系江蘇一品聯合東南大學電力電子研究中心,組織多名電氣專業博士研究生,應用先進的電除塵技術設計理念,成功研制出了與國際先進電除塵技術同步水平的除塵電源,真正實現降低電除塵器能耗、提高電除塵器收塵效率,除塵效率明顯高于市場上現有的傳統工頻和高頻除塵電源,具有國內領先的技術地位,應用在水泥生產線電除塵控制系統,已取得顯著效果。
▲ 智能變頻脈沖電源輸出電壓紋波系數通常小于5%,遠低于工頻電源35%-45%的紋波百分比;
▲ 閃絡電壓高,運行電流可達普通工頻電源的1.5~3倍,火花后電壓恢復快;
▲ 峰值電壓高,單位空間內被激發出的電子密度大,轟擊飛灰粒子表面,使粒子的荷電量超過飽和電場荷電的極限,從而使粉塵獲得更快的趨近速度,提高除塵效率。
▲ 提高電場的工作電壓和荷電電流,有效應對高比電阻和細微粒徑粉塵,克服反電暈現象。
▲ 高火花率,提高電離子濃度,提高高比電阻粉塵荷電機率
▲ 精準火花頻率,使電場保持在最佳火花率運行,提高除塵效率
▲ 工作頻率500Hz以上,火花閃絡后電壓恢復快
▲ 內置專家系統控制,根據電場溫度、濕度、粉塵濃度、運行電壓等電參量反饋,采用模糊數學計算控制系統,啟用智能閉環控制,優化電源工作模式。
可實現30%~50%的節能效果
▲ 相比工頻和高頻電源,可獲得更高的二次電壓
▲ 智能調整電源頻率,平衡系統諧振點,實現高電壓、低電流
電除塵器的除塵效率,仍有很大發揮空間,只是電除塵器和電源研發企業各自為陣,未能緊密合作共同探索挖掘技術潛力。江蘇一品環保目前已與本體制造企業進行戰略合作,共同繼續投入對電除塵器提效減排的技術攻關。其實,電除塵器只要改造方案正確,改造技術過硬,選擇好合適的控制電源,平時對本體加以有效維護,完全可以達到超低排放且效果穩定。
江蘇一品的上述系統改造方案,通過對除塵器本體進行科學合理的技術改造,并將原有的控制電源根據電場順序更換成江蘇一品環保生產的系列“智能變頻脈沖電源”,已對數十條水泥生產線進行了“達標排放”和“超低排放”改造,均達到了滿意的預期效果。