水泥窑电除尘器超低排放改造方案
水泥 2018-08-18
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2018开始，国家政策对大气污染排放的要求日益严格，各种环保政策的发布，直指所有燃煤企业，空气质量的持续严峻的情况下,空烟气治理，已上升为民生大事，在此，中央适时提出了坚决打赢蓝天保卫战的决心和目标！水泥企业自2015年7月1日起执行窑头窑尾的粉尘排放浓度限值为30mg/m3，部分地区小于20mg/Nm3,河南省于2018年已开始执行水泥行业颗粒物排放不得大于10mg/m3的排放标准，业内人士普遍认为，其他省份执行<10mg/m3的排放标准已为期不远。
目前，国内水泥行业早期设计的电收尘器已不能满足新标准要求,究其原因,主要归纳为下表中几大因素:
在国家政策和环保的巨大压力下，水泥企业纷纷计划对原有电除尘器实施减排改造，改造方案大致分为电改电、电改袋、电袋复合，甚至有上湿电除尘的，综合各自的改造方案的投资成本和技术，改下日在许多企业无法寻找到高效除尘电源和本体改造技术的情况下,许多企业选择电改袋方案。
为此，我们经对比和测算，从投资成本上，电改袋总投资是电改电的2-3倍，后期维护和每年的换袋成本，也十分高昂；况且，电改袋的改造工期约需40-50天，有的甚至更长，在目前水泥行情看涨的情况下，停窑期间的效益损失，也是一笔不小的数目。
在此背景下，江苏一品环保联合东南大学电力电子研究中心，组织多名电气专业博士研究生，充分调研国外电除尘前沿技术，走访众多水泥企业，细致分析国内电除尘器不能满足现有排放标准的原因和技术的瓶颈，组rfij另辟蹊径，借鉴国外先进的电除尘技术设计理念，成功研制出了与国际先进电除尘技术同步水平的智能脉冲电源，该产品具有以下几大技术优势:
运行电压高、输出功率大
▲ 智能变频脉冲电源输出电压纹波系数通常小于5%，远低于工频电源35%-45%的纹波百分比。
▲ 闪络电压高，运行电流可达普通工频电源的1.5～3倍，火花后电压恢复快。
直流叠加脉冲供电
▲ 峰值电压高，单位空间内被激发出的电子密度大，轰击飞灰粒子表面，使粒子的荷电量超过饱和电场荷电的极限，从而使粉尘获得更快的趋近速度，提高除尘效率。
▲ 提高电场的工作电压和荷电电流，有效应对高比电阻和细微粒径粉尘，克服反电晕现象。
实现火花率智能控制
▲ 高火花率，提高电离子浓度，提高高比电阻粉尘荷电机率
▲ 精准火花频率，使电场保持在最佳火花率运行，提高除尘效率
▲ 工作频率500Hz以上，火花闪络后电压恢复快
智能适应工况
▲ 内置专家系统控制，根据电场温度、湿度、粉尘浓度、运行电压等电参量反馈，采用模糊数学计算控制系统，启用智能闭环控制，优化电源工作模式。
高电压、低电流
▲ 可实现30%～50%的节能效果
▲ 相比工频和高频电源，可获得更高的二次电压。
▲ 智能调整电源频率，平衡系统谐振点，实现高电压、低电流。
◆品质保证
江苏一品通过近4年市场技术实践和摸索，创立一套切实可靠的电改电达到超低排放的系统工程技术方案。现我公司针对不同地区和用户，提出两套方案供用户选择：
一、达标排放方案：即在必须确保本体各项工况正常的情况下，仅通过将原有电源更换成我公司生产的“智能变频脉冲电源”，即可达到<20mg/m3的排放标准；并且可实施不停窑改造，改造工期为1-2天，无需顾虑停窑的效益损失。
二、超低排放方案：即通对本体和振打系统进行技术改造，加上除尘电源的更换，改造工期为15-20天，以确保达到<10mg/m3的超低排放标准。
超低排放需按以下3点进行改造：
1、将原有工频电源更换成“智能脉冲除尘电源”
除尘效率的高低，重要因素是取决于除尘电源的技术和先进性。原有的工频电源，采用简单的是直流波形输出，且运行电压偏低，粉尘荷电效率不高，无法有效解决窑头的高比电阻粉尘及应对反电晕工况。所以，必须将原有工频电源更换成“智能脉冲除尘电源”，脉冲电源技术主要是针对高比电阻粉尘，能有效消除反电晕现象，智能控制技术通过自动调整输出脉宽、脉幅、脉冲重复频率，改变电流密度，使粉尘层的比电阻与电流密度和乘积小于粉尘层的击穿电压，让带负电的粉尘到达阳极后缓慢中和变成中性粉尘，有利于粉尘经振打剥离落入灰斗，进而避免粉尘层击穿出现反电晕现象，大幅提高电除尘效果。
2、对本体进行技术改造和合理调整振打系统
本体是除尘效果的重要基础。国内现有的电除尘器原设计标准和配置，已无法满足国家现有的水泥行业颗粒物排放标准，加之许多水泥企业除尘器本体使用年久，内部结构老化，极板腐蚀和极线的断裂变形，导致二次电压不高，频闪严重，二次电流偏小，难以对粉尘进行有效荷电，部分企业在后期生产工艺改进过程中，管道工艺布置的不科学合理，电收尘器的进风不均，导致收尘效果不佳。有些因窑头后期增加的余热发电后，使粉尘的比电阻偏高，原使用的工频电源，无法适应反电晕工况，振打系统失效或振打能力弱等，均是造成粉尘排放超标的主要因素。
鉴于上述问题，江苏一品环保，通过实践和摸索，对除尘器本体实施了科学合理的技术改造，即对一二电场和末尾电场的阴极线，应用不同型号的阴极线，分别进行更换。
在第一、二电场，由于含尘量较高，采用电晕电流大阴极线，其芒刺附近电风强烈，所以可有效的防止第一、二电场的电晕封闭现象，其余电场则采用电流密度均匀性程度极好的加强极线，防止高比电阻状况下的反电晕或局部反电晕现象的发生，也不会因过大的电晕电流而使振打清灰更为困难，通过对本体内部技术改造，不仅提高了收尘效果，同时，由于电流密度加大,也相当于增加了收尘面积。合理改造振打系统，提高清灰效果，保证电晕极持续高效释放电晕电流,提高对粉尘的荷电效率。增
3、预装烟气调质装置
由于水泥行业生产工艺的可变性，有时会出现入口温度过高，或在季节性气候变化至气温低于-4℃时及因空气干燥等因素,均可导致粉尘比电阻过高，这些因素导致电除尘器的除尘效率大打折扣。
窑头粉尘比电阻曲线
因此，我们建议采用从余热锅炉引出饱和蒸汽到电除尘器入口，在出现上述工况时开启，对电除尘器入口粉尘进行烟气调质，此装置仅是备用，无需长期使用，故对余热发电造成的影响微乎其微。
目前，江苏一品环保已成功为中国建材南方水泥、西南水泥、浙能集团长广水泥、兆山水泥、重庆国贸水泥、安徽珍珠水泥、苏州东吴水泥、宁波科环水泥、蒙古巴彦淖尔中联水泥、河南新能等60余条水泥生产线进行了达标和超低排放改造，众多的业绩案例，使江苏一品积累了丰富的改造经验和成熟的改造方案！
江苏一品在水泥行业电改电超低排放典型案例：
不停窑除尘改造典型案例-- 湖州煤山南方水泥
不停窑除尘改造典型案例--浙能集团长广水泥
不停窑除尘改造典型案例--槐坎南方水泥
除尘改造典型案例--兆山诸暨水泥
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