Системы очистки дымовых газов ТЭЦ от механических примесей

Обязательным условием нормальной работы мокрого золоуловителя является предотвращение отложений в его  орошающих устройствах. Чтобы обеспечить это условие, прежде всего необходимо очистить орошающую воду от механических примесей, для чего применяются гравийные фильтры.

Основной причиной возникновения  отложений является кристаллизация солей кальция из пересыщенной ими  орошающей воды или пульпы, а также недостаточное по различным обстоятельствам орошение каких-либо участков стенок золоуловителя. Орошающая вода не должна быть пересыщена сернокислым кальцием (СаSO₄), что можно достигнуть, например, добавкой к оборотной воде некоторого количества свежей воды. При проектировании мокрых золоуловителей следует учитывать, что SO₂ и SO₃ содержащиеся в дымовых газах, частично растворяются в пульпе. При этом если диоксид серы улавливается в мокром золоуловителе до 25%, то триоксид серы до 85%. В результате рН пульпы снижается до 3,5 и требуется защита стенок золоуловителя от коррозии. Улавливание SO₃ приводит также к изменению точки росы дымовых газов.

5. Электрофильтры

Одним из хорошо зарекомендовавших  себя и перспективным типом золоуловителей для крупных ТЭС являются электрофильтры, которые могут обеспечить высокую  степень очистки газов при  аэродинамическом сопротивлении не более 150 Па практически без снижения температуры и без увлажнения дымовых газов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принцип работы электрофильтра:

1 - осадительный электрод; 2 - коронирующий электрод; 3 - частицы золы; 4 - электрическое поле; 5 - слой осевшей золы; 6 - заряженная зола

В электрофильтрах запыленный газ движется в каналах, образованных осадительными электродами 1 (рис.10), между которыми расположены через определенное расстояние коронирующие электроды 2. 

Сущность процесса электрической  очистки газов заключается в  следующем. Запыленный газ проходит через систему, состоящую из заземленных осадительных электродов 7 и размещенных на некотором расстоянии (называемом межэлектродным промежутком) коронирующих электродов 2, к которым подводится выпрямленный электрический ток высокого напряжения с отрицательным знаком.

При достаточно высоком напряжении, приложенном к межэлектродному  промежутку, у поверхности коронирующего  электрода происходит интенсивная  ударная ионизация газов, сопровождающаяся возникновением коронного разряда (ток короны). Газовые ионы различной полярности, образующиеся в зоне короны, под действием сил электрического поля движутся к разноименным электродам, вследствие чего в электродном промежутке возникает электрический ток, который и представляет ток короны. Частицы золы из-за адсорбции на их поверхности ионов приобретают в межэлектродном промежутке электрический заряд и под влиянием сил электрического поля движутся к электродам, осаждаясь на них. Основное количество частиц осаждается на развитой поверхности осадительных электродов, меньшая их часть попадает на коронирующие электроды. По мере накопления на электродах осажденные частицы удаляются встряхиванием или промывкой электродов.

Процесс электрогазоочистки можно разделить на следующие стадии:

• зарядка взвешенных в газе частиц;
• движение заряженных частиц к электродам;
• осаждение частиц на электродах;
• удаление этих частиц с электродов.

Коронный разряд возникает  при достижении определенной напряженности  и электрического ноля, называемой критической или начальной, которая, например, для воздуха при атмосферном  давлении н температуре 20 ^ОС составляет около 15 кВ/см. При дальнейшем повышении напряженности нарушается электрическая прочность газового промежутка между электродами, наступает искровой или дуговой электрический разряд. К коронирующим электродам подводится отрицательный заряд, так как подвижность отрицательных ионов выше положительных. Кроме того, при отрицательной короне удается поддержать более высокое напряжение без искрового пробоя между электродами.

Электрофильтр типа УГ:

1 - корпус; 2 - электрод осадительный; 3 - электрод коронирующий; 4 - механизм встряхивания коронирующих электродов; 5 - механизм встряхивания осадительных электродов; 6 - газораспределительная решетка; 7 - бункер для золы; 8 - изолятор

Рабочая часть электрофильтра, в которой существует электрическое  поле, называется активной зоной. Она  разделена на несколько электрических  полей, через которые очищаемый  газ проходит последовательно. Электрофильтры бывают однопольными и многопольными.

На большинстве  электростанций,  оснащенных  электрофильтрами, применены  аппараты тина УГ (унифицированный  горизонтальный).  Запыленные  газы  после  газораспределительной решетки 6 (рис.11) поступают в коридоры, образованные   вертикально   висящими   широкополосными осадительными электродами С-образной формы. Коронирующие электроды представляют собой профильные ленточные элементы с штампованными иглами, укрепленные в специальной рамке. Для удаления осевшей на электродах золы предусмотрены встряхивающие устройства в виде молотков, ударяющих по наковальням электродов. Осевшая зола попадает в бункера и затем через гидравлические затворы направляется в систему ГЗУ. Расчетная температура газов до 250 ^ОС.

Электрические поля имеют  самостоятельное питание и систему  встряхивания. На рис.11 показан трехпольный  электрофильтр типа УГ. В первом поле оседает наибольшее количество золы, в последнем - минимальное. Важным условием, определяющим эффективность работы электрофильтра, является агрегат электрического питания. Каждый агрегат обслуживает одно поле (или половину поля), состоит из трех узлов:

• повысительно-выпрямительного блока с высоковольтным распределительным устройством;
• блока магнитных усилителей;
• дросселей и пульта управления.

Влияние удельного  сопротивления летучей золы на работу электрофильтра:

а - зависимость удельного  сопротивления летучей золы при  работе электрофильтра от температуры; б - зависимость скорости осаждения  от удельного сопротивления пыли; 1 - цементная пыль; 2 - зола уноса котлов

Анализ работы электрофильтров  на ТЭС показал, что основная причина  менее эффективной очистки заключается  в высоком удельном электрическом  сопротивлении (УЭС) r слоя золы, образующемся на осадительных электродах электрофильтра. Вследствие высокого УЭС проводимость слоя пыли уменьшается, что приводит к увеличению потенциала поверхности слоя, увеличению падения напряжения в слое при одновременном его уменьшении в газовом промежутке. При увеличении разности потенциалов между поверхностью слоя и заземленным электродом до значения, достаточного для пробоя газов, на некоторых участках поверхности слоя возникают относительно стабильные местные разряды. Это явление, вызывающее образование и выброс в межэлектродное пространство ионов со знаком, обратным знаку ионов, образующихся в основном процессе, принято называть обратной короной. Положительные ионы, образовавшиеся в зоне обратной короны, под действием электрического ноля двигаются к коронирующему электроду, встречают на своем пути частицы золы, заряженные отрицательно, и нейтрализуют их заряды. В результате этого прекращается движение золовых частиц к осадительному электроду и снижается степень очистки газов в электрофильтре. Устойчивая обратная корона характеризуется появлением в слое пыли точек локализованных разрядов голубого цвета.

Высокое УЭС летучей золы обусловлено как параметрами  дымовых газов (концентрация серного  ангидрида и зависящая от него кислотная точка росы, парциальное  давление водяных паров, температура  газов и др.), так и химическим составом самой золы, главным образом  соотношением в ней алюмосиликатов (Al₂O₃+SiO₂) и щелочных металлов, в первую очередь натрия и лития. При определенной комбинации низких содержании серы, водорода и влаги в угле с низкими концентрациями щелочных металлов в золе при общепринятых в котельной практике температурах уходящих газов 120...150 ^ОС удельное электрическое сопротивление золы вырастает до 10¹⁰...10¹² 0м×м. При таких параметрах обратная корона возникает и развивается в электрофильтре исключительно быстро.

На степень улавливания  золы большое влияние также оказывает  равномерность распределения поля скоростей дымовых газов по сечению  электрофильтра. С целью создания достаточно равномерного поля скоростей  газов на входе в электрофильтр  устанавливают газораспределительные  решетки.

Современные электрофильтры серии ЭГА - горизонтальные, модификации А, изготавливаются в широком диапазоне типоразмеров при глубокой унификации узлов и деталей. Такие фильтры рассчитаны на максимальную температуру газов до 330 ^ОС. Электродная система - система, составленная из широкополосных (ширина элемента 40 мм) элементов открытого профиля и рамных коронирующих электродов с игольчатыми элементами. Шаг между одноименными элементами составляет 300 мм. В электрофильтрах по ширине размещается от 10 до 88 газовых проходов. Номинальная высота электродов принимается из ряда 6; 7,5, 9; 12 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

Щинников П.А.

Природоохранные технологии на ТЭС и АЭС. Конспект лекций.            Новосибирский государственный технический университет  г.Новосибирск