喉管喷水_文丘里管_湿式除尘器_孙良能

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1、一管一傅一寸/一拿 卿文丘里管)家象象拿多孙良能陆 天 一火力发电厂煤粉锅炉烟气中之灰尘一般是粒径在0.1至5 0微米之间的细 尘粒。电厂通常采用多管式旋风除尘器,CLP型旋风除尘器及洗涤栅水膜除尘器捕集这种尘粒,效率都很低,锅炉排烟不能 达到国家规定的烟气排放标准。如湖 北 省松木坪电厂于1972年投产的1号炉(1 30吨/分塑丈允里朴意田时),原设计安装P一 2502一 10 一13型多管式除尸尸=己己巴巴一一一一一一一一. . . . . . . . . . .乙士士岌国国崇、f 、犷鄂甲 缨蕉?趣净粤再丁喉管喷水(文丘里管)湿式除尘器悦夕尘器,其除尘效率为7 8.5%、烟 囱出口排灰量

2、高达1200公斤/时,超过排放标准规定排放量的7.4倍。为了改进除尘效率,1 9 74年该厂改建成了两台处理烟气量为70000标米“/时的喉管喷水(文丘里管)湿式除尘器,投产后经初步测定,在各种工况时除尘效率可达到9 6 9 9%,烟 囱出口灰尘排放量减少至 1 00公斤/时,达到了国家 规定的排放标准,改变了浓烟 滚 滚 的局面。现在该厂 烟囱排烟是青烟袅袅,烟气在早晨呈薄纱水汽状,中午呈透明浅黄色。这种改变得到附近 工农兵群众的一致赞扬。一、喉管喷水湿式除尘器的工作原理:喉管喷水湿式除尘器是综合了冲击捕尘原理 及离心分离原理的离心式旋风水膜除尘器。一般离心式除尘器是利用烟气在除尘器内的旋转

3、运动使尘粒产生离心力,因而得到离心加速度,然后甩向外径(筒壁)方向。尘粒在筒壁又随向下气流及沉降作用下落到筒底,从而完成从烟气中分离尘粒的过程。但是,由于煤粉锅炉产生的灰尘的颗粒很小,所以这些除尘器很难把它们捕捉千净。利用冲击捕尘原理,使烟气中尘粒以高速猫塑文丘萝 管不意图口口口口口口二二二二二二二二二二二二二二丫户户飞乙乙/ / / / / / / / / / / / / / / / / / /、- - - 盯几二二二二二二二二二二二二二二二/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /飞飞. 岁一一一、! ! ! ! ! ! !

4、! ! ! ! ! ! ! !一10一冲击水滴,使尘粒被水润湿,变为粒径较大的灰粒团,然后进人旋风分离筒,就可以将烟气中的细 尘粒团在离心水膜除尘器中除去。这样就大大提高了除尘器的效率。松木坪电厂的喉管喷水湿式除尘器的主要部件喉管,喷嘴,离心式捕滴器,以及斜管灰水澄清池的工作原理如下:(l )喉管(文丘里管):喉管也称文丘里管是 由进口渐缩管,喉管,出口渐扩管三段组成的特种流体管道。它的特点是利用管道截面的缩小使流体速度增加到喉部达到最高,同时流体的压力则降至最低,然后至扩散段,其速度和压力又渐恢复。这种管道最初用于测量流体流速,也可作抽吸液体及气体的流体泵。利用文丘里管加速烟气并喷水捕集尘粒

5、是近二十五年来的事。我国上海硫酸厂于1956年已试验成功文丘里管除尘器 作沸腾炉烟气的降温,除尘,除雾器用。在冶金系统已用文丘里管作高炉及转炉煤气洗涤器,在这方面都有很多成功的经验。最初这类除尘器效率高但阻力损失大,当时几乎无法在大型锅炉中采用,近年来由于改变了喉管设计,降低了阻力,使阻力损失降到8 010 0毫米水柱,从而解决了发电厂锅炉引风机压头 不 足 的问题,所以逐步为发电厂所采用。在喉管之前烟道烟气的流速一般为1 01 4米/ 秒。进入喉管的收缩段后烟气的流速增加到67米/秒。烟气中的尘粒也随主汽流一起得到加速,增加了动能。在喉部烟气和从周沿喷嘴引入的压力水发生冲击;喷入的水柱被高速

6、烟气雾化分散为单体的水滴,水滴又借其喷入速度穿透气流整个截面并形成周密的水滴网。这时每一个水滴在其运动的轨道上和气流发生冲击形成气流碰撞运动形式。在水滴横穿过主气流时,气流受水滴的阻挠而 发生偏转,而气流中的尘粒则因其具有较大的惯性而欲保持其原有的运动轨胁,这样尘粒 即偏离主气流,而位于水滴附近流线上的尘粒就击中水滴,并借其原有的高速功能克服水滴的表面张力,而冲进水滴内并和水滴聚集在一起,这样水滴在沿途捕集细 尘并使微细粉尘凝聚变为粒径较大的水滴。所以气流进入离心捕滴器后受离心 力的作用就较易捕集。经过喉管喷水后的烟气状况也有较急剧的改变,烟气温度一般下降到6 0.c左右,部份水滴吸 收了烟气

7、的热量蒸发成水蒸汽提高了烟气湿度,其余部份水滴和尘粒一起经喉管的扩散段迸入离心捕滴器。在扩散段烟气的流速因为管道截面扩大而降低。但这时水滴及尘粒又因为惯性较大所以运动速度仍大于气流速度,这样就又存在着相对运动,所以还会有细 尘粒被水滴冲击捕集。( 2)喷嘴:喷人 主气流的水滴是喉芒中捕集尘粒的主要工具,因此喷嘴的工作情况直接影响捕集效率和经凝聚后尘粒的粒径,根据水滴捕尘的机理要求喷嘴主要 具备以下性能 使水滴有足够的穿透力,适当的粒径,合适的喷嘴位置。这三者的关系也并非孤立而是相互影响的。经试验当喷嘴的水压在1.5公斤/厘米2左右时水滴从直射喷嘴喷出的水滴即具有穿透宜扮喷嘴确水枷沈日日日杯杯L

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10、刀二尸-)7】尹二尸77万 7 , 犷犷卜尸尸,户, , 勺夕I,?l鱼扮咬心琳娜琳嘴 嘴嘴水橄筋较好。除了上述两项之外,喷嘴的位置以及对主气流的入射角是决定水滴网是否能在喉管气速最高的部份形成封闭网的重要因素。现在一般以水柱速度及气流作用在水滴上的速度的向量和求封网的运动轨踌以决定喷嘴的布置。(3 )离心捕滴器:离心式旋风捕滴器是最后完成从烟气 中分离尘粒的重要部件。经喉管喷水加工以后的烟气携带着水滴,从捕滴器下部靠筒体外壁的切线方向以1 52 0米/ 秒的切线速度进人捕滴器筒体。然后烟气即形成螺旋上升气流作旋转运动并使气流中的水滴得到离J白力向筒壁移动。水滴到达筒壁之后即和筒壁的水膜混合并

11、被水膜收集清除下落至集灰斗中,再经水封筒排人灰水澄清池。在捕滴器中筒壁水膜是比较重要的,它可 以避免尘粒粘结在筒壁上而产生二次飞溅。据国外报道捕滴器的形式也比较多样,由于喉管喷水后的水滴及尘粒一般已大于 1 00微米,因此就有可能采用较简单但更高效的形式如弯头脱水器等,在这方面还须进一步进行试验改进。(4 )灰水澄清池:由于喉管喷水湿式除尘器的耗水量较一般水膜除尘器大,因此大量洗涤灰水若排人河道,一方面增加了水耗,另一方面也会污染河道,故在除尘器下设计了灰水澄清池。从捕滴器水封放灰管排出的灰水进入澄清池的中央水管进行竖流式澄清,然后 返回向上经设在清水区的斜管澄清器进一步澄清,浑独度达到30

12、0毫克/升。这样澄清后的灰水 又可由除尘水泵供给喉管喷嘴作喷洗水用或作其他用途。澄清池底部的灰浆可浓缩至30 0公斤/米”左右,然后经排灰阀定期排人灰浆沟,再由灰渣泵送至灰场进行综合利用。二、松木坪电厂的喉管喷水(文丘里管)湿式除尘器19 7 4年湖北省松木坪电厂1号炉(1 30吨/时)建成了两台处理烟气量各为7 0.00 0标米3/时的喉管喷水(文丘里管)湿式除尘器,并列运行。为了进行试验和探索,这两台除尘器的唯管设计成方、圆两种不同的管型。每种管型均装有直射及溅射板式两种喷嘴。喉管(文丘里管)的主要参数如下:收缩管的收缩角:2 32 5,扩散管的扩散角:7。8。,烟气在喉管中的流速:5 5

13、7 0米/秒,喉管截面形状:圆形、方形,喷进喉管的水量(水气比),0.20.4公斤/米3(烟气)。1.技术经济效果:通过3 1次对烟气中含尘量的取样 测定,除尘器出口含尘量平均为1 24公斤/时( 0.93克/标米”),已经低于国家排放标准(8 0米高烟囱折合每台锅炉允许排放1 63公斤/时)的规定,除尘效率达9 8.7 6 %。通过 7 5次对气流阻力值的测定,这组装置中喉管(文丘里管)的阻力损耗平均约8 4毫米水柱;除尘器的阻力损耗平均约3 5毫米水柱,整个装置的总阻力损耗平均约11 6毫米水柱,为通用规格的锅炉引风机的全风压所能胜任。根据测定结果整理的喉管(文丘里管)阻力计算公式为:H一

14、“+氛)纂式中:氛不喷水时喉管的阻力系数氛喷水后喉管的阻力系数L水气比公斤/米3烟气2按喉管进口工况的烟气比重w烟气流速g重力加速度H阻力损失毫米水柱喉管喷水(文丘里管)湿式除尘器的运行特点是:除尘效率与阻力损耗都随着喉管内喷水一12一甲口;自月量的增加而增高,它 的除尘效果和阻力特性曲线如上。喉管喷水(文丘里管)湿式除尘器在火电厂大烟气量锅 炉上试用取得成效,是 有很大经济意义 的。因为使用水膜式除尘器的锅炉,只要将除尘器前段的烟道改变成喉管形式,就可变成喉管喷水(文丘里管)湿式除尘器。不但花钱少,而且技术要求简单,一般电厂都能自己制造安装。松木坪电厂1号炉,在建造喉管喷水(文丘里管)湿式除

15、尘器时,包括拆除旧设备(多管除尘器),新造水膜除尘器和 澄清池,仅花1 2万元,而改装电气除尘器,需投资9 0万元。2.存在问题:松木坪电厂的喉管喷水(文丘里管)湿式除尘器,是火电厂正式投产的第一台设备。半年来的运行证明,它 还存在一些缺点,需要 改进。其中最主要的是除尘器后烟道及风机部位带水积灰问题。这种除尘器净化烟气的能 力虽然较高,但仍有约1%左右的灰粒进入尾部烟道。由于灰已被润湿,所以很容易附着在烟道底壁、风量调节板和引风机叶片上,积少成多,需要经常清除。现正在研究处理中。 喉管内受高浓度含尘气流冲刷,磨损情况突出。第一次投运后仅五天,就将收缩管5毫米厚的钢壁磨穿,后在内壁覆 盖 2

16、5毫米厚水玻璃铸石粉胶泥,磨损情况有好转。喉芒部位烟速最高,设计时选用 了铸铁材料,加大壁厚并涂以环氧树脂。运行十天后,环氧树脂层完好,但能否经得住长期考验,还需继续观察。尾部烟道腐蚀问题,由于烟气冲过喉管(文丘里管)的水帘后,气温必然大幅度下降(从1 400C降到7 0Oc左右),低于二氧化硫的露点,经初步测定,除尘下来的灰水PH位为3一4,因此 尾部烟道将会遭到腐蚀。另外,水力除灰系统可能会出现问题。需要研究采取预防措施。 (上接第9页)同时,建立了必要的规章制 度。对新建、扩 建项目,从产品选择、工艺路线、科研设计、从 建施工、直到试车投产,都把“三废”治理 列为重要内容,规定了审批程序和把关 制度。对“三废”排放控制指标,作了 明确规定,并要求分别纳人操作规程、岗位责任制和 工艺卡片。对水和大气实行定点、定项、定期检测。有的污水处理场还建立了班组评比制度。在全厂范围