水泥窯電除塵器超低排放改造方案

  2018開(kāi)始，國(guó)家政策對(duì)大氣污染排放的要求日益嚴(yán)格，各種環(huán)保政策的發(fā)布，直指所有燃煤企業(yè)，空氣質(zhì)量的持續(xù)嚴(yán)峻的情況下,空煙氣治理，已上升為民生大事，在此，中央適時(shí)提出了堅(jiān)決打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的決心和目標(biāo)！水泥企業(yè)自2015年7月1日起執(zhí)行窯頭窯尾的粉塵排放濃度限值為30mg/m3，部分地區(qū)小于20mg/Nm3,河南省于2018年已開(kāi)始執(zhí)行水泥行業(yè)顆粒物排放不得大于10mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，其他省份執(zhí)行<10mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)已為期不遠(yuǎn)。

  目前，國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)早期設(shè)計(jì)的電收塵器已不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求,究其原因,主要?dú)w納為下表中幾大因素:

  在國(guó)家政策和環(huán)保的巨大壓力下，水泥企業(yè)紛紛計(jì)劃對(duì)原有電除塵器實(shí)施減排改造，改造方案大致分為電改電、電改袋、電袋復(fù)合，甚至有上濕電除塵的，綜合各自的改造方案的投資成本和技術(shù)，改下日在許多企業(yè)無(wú)法尋找到高效除塵電源和本體改造技術(shù)的情況下,許多企業(yè)選擇電改袋方案。

  為此，我們經(jīng)對(duì)比和測(cè)算，從投資成本上，電改袋總投資是電改電的2-3倍，后期維護(hù)和每年的換袋成本，也十分高昂；況且，電改袋的改造工期約需40-50天，有的甚至更長(zhǎng)，在目前水泥行情看漲的情況下，停窯期間的效益損失，也是一筆不小的數(shù)目。

  在此背景下，江蘇一品環(huán)保聯(lián)合東南大學(xué)電力電子研究中心，組織多名電氣專(zhuān)業(yè)博士研究生，充分調(diào)研國(guó)外電除塵前沿技術(shù)，走訪眾多水泥企業(yè)，細(xì)致分析國(guó)內(nèi)電除塵器不能滿足現(xiàn)有排放標(biāo)準(zhǔn)的原因和技術(shù)的瓶頸，組rfij另辟蹊徑，借鑒國(guó)外先進(jìn)的電除塵技術(shù)設(shè)計(jì)理念，成功研制出了與國(guó)際先進(jìn)電除塵技術(shù)同步水平的智能脈沖電源，該產(chǎn)品具有以下幾大技術(shù)優(yōu)勢(shì):

  運(yùn)行電壓高、輸出功率大

  ▲ 智能變頻脈沖電源輸出電壓紋波系數(shù)通常小于5%，遠(yuǎn)低于工頻電源35%-45%的紋波百分比。

  ▲ 閃絡(luò)電壓高，運(yùn)行電流可達(dá)普通工頻電源的1.5～3倍，火花后電壓恢復(fù)快。

  直流疊加脈沖供電

  ▲ 峰值電壓高，單位空間內(nèi)被激發(fā)出的電子密度大，轟擊飛灰粒子表面，使粒子的荷電量超過(guò)飽和電場(chǎng)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(chǎng)的工作電壓和荷電電流，有效應(yīng)對(duì)高比電阻和細(xì)微粒徑粉塵，克服反電暈現(xiàn)象。

  實(shí)現(xiàn)火花率智能控制

  ▲ 高火花率，提高電離子濃度，提高高比電阻粉塵荷電機(jī)率

  ▲ 精準(zhǔn)火花頻率，使電場(chǎng)保持在最佳火花率運(yùn)行，提高除塵效率

  ▲ 工作頻率500Hz以上，火花閃絡(luò)后電壓恢復(fù)快

  智能適應(yīng)工況

  ▲ 內(nèi)置專(zhuān)家系統(tǒng)控制，根據(jù)電場(chǎng)溫度、濕度、粉塵濃度、運(yùn)行電壓等電參量反饋，采用模糊數(shù)學(xué)計(jì)算控制系統(tǒng)，啟用智能閉環(huán)控制，優(yōu)化電源工作模式。

  高電壓、低電流

  ▲ 可實(shí)現(xiàn)30%～50%的節(jié)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(diào)整電源頻率，平衡系統(tǒng)諧振點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高電壓、低電流。

  ◆品質(zhì)保證

  江蘇一品通過(guò)近4年市場(chǎng)技術(shù)實(shí)踐和摸索，創(chuàng)立一套切實(shí)可靠的電改電達(dá)到超低排放的系統(tǒng)工程技術(shù)方案?，F(xiàn)我公司針對(duì)不同地區(qū)和用戶，提出兩套方案供用戶選擇：

  一、達(dá)標(biāo)排放方案：即在必須確保本體各項(xiàng)工況正常的情況下，僅通過(guò)將原有電源更換成我公司生產(chǎn)的“智能變頻脈沖電源”，即可達(dá)到<20mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)；并且可實(shí)施不停窯改造，改造工期為1-2天，無(wú)需顧慮停窯的效益損失。

  二、超低排放方案：即通對(duì)本體和振打系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，加上除塵電源的更換，改造工期為15-20天，以確保達(dá)到<10mg/m3的超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

  超低排放需按以下3點(diǎn)進(jìn)行改造：

  1、將原有工頻電源更換成“智能脈沖除塵電源”

  除塵效率的高低，重要因素是取決于除塵電源的技術(shù)和先進(jìn)性。原有的工頻電源，采用簡(jiǎn)單的是直流波形輸出，且運(yùn)行電壓偏低，粉塵荷電效率不高，無(wú)法有效解決窯頭的高比電阻粉塵及應(yīng)對(duì)反電暈工況。所以，必須將原有工頻電源更換成“智能脈沖除塵電源”，脈沖電源技術(shù)主要是針對(duì)高比電阻粉塵，能有效消除反電暈現(xiàn)象，智能控制技術(shù)通過(guò)自動(dòng)調(diào)整輸出脈寬、脈幅、脈沖重復(fù)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(fù)電的粉塵到達(dá)陽(yáng)極后緩慢中和變成中性粉塵，有利于粉塵經(jīng)振打剝離落入灰斗，進(jìn)而避免粉塵層擊穿出現(xiàn)反電暈現(xiàn)象，大幅提高電除塵效果。

  2、對(duì)本體進(jìn)行技術(shù)改造和合理調(diào)整振打系統(tǒng)

  本體是除塵效果的重要基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的電除塵器原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和配置，已無(wú)法滿足國(guó)家現(xiàn)有的水泥行業(yè)顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)，加之許多水泥企業(yè)除塵器本體使用年久，內(nèi)部結(jié)構(gòu)老化，極板腐蝕和極線的斷裂變形，導(dǎo)致二次電壓不高，頻閃嚴(yán)重，二次電流偏小，難以對(duì)粉塵進(jìn)行有效荷電，部分企業(yè)在后期生產(chǎn)工藝改進(jìn)過(guò)程中，管道工藝布置的不科學(xué)合理，電收塵器的進(jìn)風(fēng)不均，導(dǎo)致收塵效果不佳。有些因窯頭后期增加的余熱發(fā)電后，使粉塵的比電阻偏高，原使用的工頻電源，無(wú)法適應(yīng)反電暈工況，振打系統(tǒng)失效或振打能力弱等，均是造成粉塵排放超標(biāo)的主要因素。

  鑒于上述問(wèn)題，江蘇一品環(huán)保，通過(guò)實(shí)踐和摸索，對(duì)除塵器本體實(shí)施了科學(xué)合理的技術(shù)改造，即對(duì)一二電場(chǎng)和末尾電場(chǎng)的陰極線，應(yīng)用不同型號(hào)的陰極線，分別進(jìn)行更換。

  在第一、二電場(chǎng)，由于含塵量較高，采用電暈電流大陰極線，其芒刺附近電風(fēng)強(qiáng)烈，所以可有效的防止第一、二電場(chǎng)的電暈封閉現(xiàn)象，其余電場(chǎng)則采用電流密度均勻性程度極好的加強(qiáng)極線，防止高比電阻狀況下的反電暈或局部反電暈現(xiàn)象的發(fā)生，也不會(huì)因過(guò)大的電暈電流而使振打清灰更為困難，通過(guò)對(duì)本體內(nèi)部技術(shù)改造，不僅提高了收塵效果，同時(shí)，由于電流密度加大,也相當(dāng)于增加了收塵面積。合理改造振打系統(tǒng)，提高清灰效果，保證電暈極持續(xù)高效釋放電暈電流,提高對(duì)粉塵的荷電效率。增

  3、預(yù)裝煙氣調(diào)質(zhì)裝置

  由于水泥行業(yè)生產(chǎn)工藝的可變性，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)入口溫度過(guò)高，或在季節(jié)性氣候變化至氣溫低于-4℃時(shí)及因空氣干燥等因素,均可導(dǎo)致粉塵比電阻過(guò)高，這些因素導(dǎo)致電除塵器的除塵效率大打折扣。

  窯頭粉塵比電阻曲線

  因此，我們建議采用從余熱鍋爐引出飽和蒸汽到電除塵器入口，在出現(xiàn)上述工況時(shí)開(kāi)啟，對(duì)電除塵器入口粉塵進(jìn)行煙氣調(diào)質(zhì)，此裝置僅是備用，無(wú)需長(zhǎng)期使用，故對(duì)余熱發(fā)電造成的影響微乎其微。

  目前，江蘇一品環(huán)保已成功為中國(guó)建材南方水泥、西南水泥、浙能集團(tuán)長(zhǎng)廣水泥、兆山水泥、重慶國(guó)貿(mào)水泥、安徽珍珠水泥、蘇州東吳水泥、寧波科環(huán)水泥、蒙古巴彥淖爾中聯(lián)水泥、河南新能等60余條水泥生產(chǎn)線進(jìn)行了達(dá)標(biāo)和超低排放改造，眾多的業(yè)績(jī)案例，使江蘇一品積累了豐富的改造經(jīng)驗(yàn)和成熟的改造方案！

  江蘇一品在水泥行業(yè)電改電超低排放典型案例：

  不停窯除塵改造典型案例-- 湖州煤山南方水泥

  不停窯除塵改造典型案例--浙能集團(tuán)長(zhǎng)廣水泥

  不停窯除塵改造典型案例--槐坎南方水泥

  除塵改造典型案例--兆山諸暨水泥