兗州礦區環境保護與煙塵治理新技術
近幾年來,兗州礦業(集團)有限責任公司及其下屬廠礦對水污染、煙塵排放、固體廢棄物和噪聲污染等多個方面進行綜合治理,依靠科技進步加快治理步伐,取得了明顯的效果。
煙塵治理
1)矸石電廠復合濕式除塵
兗州礦業(集團)公司南屯煤礦矸石熱電廠對機組增容改造后,原先配置的除塵器不適應鍋爐增容后的環保要求,煙塵排放濃度超標,以致機組時常壓負荷運行。為此,該廠將原有的文丘里水膜除塵器改造為復合濕式除塵器,鍋爐運行低、中、高負荷時的除塵效率為98.5%~98.8%,林格曼黑度為一級,脫硫率為 25%,顯著提高了除塵效率。該除塵器是集水膜噴淋和泡沫除塵于一體的高效脫硫除塵器,外形為圓筒體,采用新型的復合材料做成。圓筒的底部為集灰水區,下部為水膜噴淋段,中部為泡沫段。為了保證塔內的氣流分布均勻,其間在水平設置了多層篩板,篩板的上部為氣水分離區并且安裝有脫水器。
針對使用中出現的問題,他們進行了幾項改進:拆除現有除塵器和副筒內的2個脫水裝置,降低了篩板段的高度,在除塵器的上部重新設計安裝高效脫水除霧裝置,增加脫水以后的干段高度,提高脫水效果;縮短噴淋段的高度,減少在噴淋段的降溫,有利于克服尾部結露帶水;減少曬板的面積,既有利于泡沫的形成,又減少煙氣與水的熱交換時間,可以提高尾部的煙氣溫度,消除結露現象;改革布水方式,增加調節彈性,保證篩板上布水均勻,改善了篩板段的工作狀態;對于進口處的煙道底部和風機的外殼進行保溫,防止水蒸氣因為溫度過低而結露,對副筒的表面抹灰,提高其密封性,減少煙氣的帶水率,使得風機葉輪的積灰和腐蝕減輕,風機的異常振動現象基本消除;在除塵器與煙道水平部分的交接處增設擋水沿,減少水平煙道因沾水受潮而積灰結塊;在對除塵效率影響不大的情況下,將篩板的孔徑加大 2mm,減少系統的壓力,除塵水改用水質比較好的循環冷卻水,并且用管道泵增加水壓,防止篩板的孔堵塞。
2)靜電除塵器在煤泥鍋爐的首次使用
兗州礦業(集團)公司東灘煤礦煤泥熱電廠的鍋爐是國內首臺75t/h煤泥循環流化床鍋爐。為了滿足環保的要求,在國內第一個為煤泥鍋爐選配了靜電除塵器。經過幾年的使用和摸索,取得了滿意的效果,煙塵排放濃度不大于150mg/m3,除塵效率在99%以上。
為確保首臺靜電除塵器的除塵效果,針對煤泥及煤泥鍋爐的特點在電除塵設計上采取了以下措施,如陽極板采用C型收塵板和BS管型芒刺電暈線,在高含塵量情況下不會產生電暈封閉,可保持運行電壓不低于60kV,保證電除塵器高效運行;設置阻流加導流型氣流分布裝置,確保在強烈渦流作用下不會象一般平板那樣撕裂;增設迷宮型槽形板,既有利于氣流分布,還能對逸出電場的荷電粉塵再捕集;采取防止陽極板和陰極線粘灰的技術措施,確保極板和極線表面的灰塵以片狀下滑并剝離極板;采用戶外高壓供電,變壓器在戶外近距離向陰極供電,減少高壓電纜造成的故障。
影響除塵效率的因素很多,對一些重要因素需要重視。①振打裝置。要根據實際運行效果適當調整振打時間,振打減速機和電暈極振打裝置的電瓷軸間要安裝保險片,防止電瓷軸斷裂。②鍋爐。要考慮鍋爐負荷變化、鍋爐健康狀態不良、燃燒工況不好使煙塵含碳量高、鍋爐投柴油助燃的影響。③保溫。最大限度減少在電除塵器內煙氣的溫降,以確保煙氣溫度高于露點溫度,防止局部結露造成粘灰或鋼結構腐蝕。④除灰系統。灰斗加熱、保溫不良、插板門漏風或采用水力沖灰時潮氣沿落灰管上升都會使積灰吸潮結塊,引發排灰不暢等故障。⑤運行、維護不當。除塵器投用前4h對絕緣套管加熱,確保升壓正常;投用半小時前打開放灰閥,啟動振打裝置,確保無積灰;停機后繼續開動振打和排灰裝置30min。
3)PLC在焦爐除塵控制系統中的應用
焦爐出焦除塵是焦化廠生產必備的環保設施,直接影響到煉焦工藝的生產和焦化廠存亡的關鍵環節。由于此除塵系統具有爆炸的危險,兗州礦業(集團)公司焦化廠采用PLC控制技術實現了除塵系統在7.63m焦爐無人值守的自動運行。
⑴ 控制功能的實現。①硬件部分。遠程監控對生產過程相關靜態或動態數據由主控室集中操作、集中監控。運輸設備既可在自動控制方式下任意組合聯鎖,也可以在手動方式下獨立操作。主控室PC監控機同樣具有此功能,且互為熱備。聯鎖控制系統設備運行狀態、位置等所有相關信息,如除塵器進口溫度、除塵倉料位、四大車除塵運行狀況等都可通過自動化網絡自動識別,并將聯鎖信息傳遞至電氣系統,實現設備聯鎖控制。主要工藝參數變化趨勢可根據生產條件自動調節和整定,以滿足控制要求。故障診斷與報警處理系統硬件、應用軟件及網絡軟件都具有強大的故障自診斷報警功能。當設備發生故障或參數異常時,控制中心監控畫面立即報警閃爍,操作人員即可根據報警點分析和維護。自動模式時,系統還可在線分析報警的設備,自動處理故障并在上位機顯示。權限管理網絡系統設置了操作人員或系統管理員在不同安全應用層操作權限和管理權限,進入網絡時必須登錄,從而保證系統安全正常運行和防止越權。②軟件部分。上位機監控編程軟件采用 BSView32,下位機控制編程軟件采用RSLogix5000。
⑵關鍵問題設計。①除塵控制系統以摘爐門和推焦信號作為整個系統的起停標志。通過在推焦車和攔焦車的無線以太網發射接收裝置同地面建立的四大車協調站實現通訊來處理每個車發出的數據,地面協調站通過分析數據分別將每個設備所需信號送至現場。這兩個信號是從協調站發送給除塵控制系統的。②采用阻力清灰工藝,確定一個阻力的上限和下限。阻力大于上限時開始清灰,直到阻力小于下限時停止;系統阻力恒定不變時采用定時清灰,同時系統發出報警信號。這種方式實現了阻力的簡單閉環控制。
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