Результаты внедрения разработок по повышению эффективности золоулавливания

ДОЛБНЯ Ю.А., канд. техн. наук, ХОМЕНКО Ю.В., ЖИГАЕВ Г.М., СЫСОЕВ В.А.Г инженеры, СибВТИ
В Сибирском филиале ВТИ разработаны и внедрены мероприятия по повышению эффективности систем золоулавливания тепловых электростанций. Эти мероприятия могут использоваться практически на всех типах золоулавливающего оборудования, эксплуатируемого на ТЭС.
Аппараты мокрой очистки — скрубберы с коагуляторами Вентури, как правило обеспечивают эффективность золоулавливания 94—96%. Дальнейшее ее увеличение в этих аппаратах достигается в основном повышением степени орошения труб Вентури и каплеуловителей или скорости газов в горловине труб Вентури. Но при этом чрезмерно возрастает гидравлическое сопротивление аппаратов или глубоко охлаждаются дымовые газы, что не всегда оправдано с технической и экономической точек зрения.
Авторами разработаны и опробованы на электростанциях следующие варианты повышения эффективности мокрых золоуловителей:
предварительное, перед мокрой очисткой, отделение золы;
воздействие на пылегазовый поток для интенсификации процесса коагуляции золы и отделения золы и водяных капель в каплеуловителе.
Первый вариант был реализован на Томь-Усинской и Алма-Атинской ГРЭС путем оснащения скруббера предвключенной установкой сухой очистки газов, состоящей из золоконцентратора (ЗЛК) и циклона малого диаметра, размещенного на концентрированном потоке газов из ЗЛК.
Установка очень компактна и умещается в габаритах газохода мокрого золоуловителя.
Применение ее обеспечило дальнейшее использование уловленной сухой золы, а также уменьшило выбросы золы за счет увеличения на 2—3% эффективности очистки газов во всей комбинированной системе.
Внедрение установки за тремя котлами Алма-Атинской ГРЭС позволяет получить и использовать около 35 тыс. т золы в год.
Второй вариант повышения эффективности очистки реализован на Улан-Удэнской и Новокемеровской ТЭЦ путем малозатратной реконструкции мокрого золоуловителя одного из котлов. Она заключалась в установке перед трубой Вентури завихривающей решетки, а перед каплеуловителем — направляющей поворотной заслонки.
Проведение такой реконструкции позволило повысить эффективность очистки газов с 94 до 97,6%. При этом гидравлическое сопротивление золоуловителя выросло на 20%.
В настоящее время разработаны проекты реконструкции и намечена их реализация на Райчихинской, Магаданской ТЭЦ и Южно- Кузбасской ГРЭС.
Для повышения взрывобезопасности и улучшения экологической обстановки необходимо применять высокоэффективные устройства в системах улавливания угольной пыли, аспирации, а также в разомкнутых системах пылеприготовления. Авторы статьи предлагают использовать для этих целей конические скрубберы с псевдоожиженной шариковой насадкой. Скрубберы высокоэффективны, просты в изготовлении, устойчивы в работе, не забиваются золовыми и пылевыми отложениями, их изготовление и обслуживание требует минимальных затрат. Имеется опыт применения таких аппаратов производительностью от 200 до 40 ООО м3/ч для очистки дымовых газов от золы канско-ачинских углей в установках получения углекислоты из дымовых газов (Абаканская ТЭЦ, котельная Крастяжмаша и др.)
Испытания конического скруббера с шариковой насадкой при улавливании пыли канско-ачинских углей показали, что эффективность очистки составляет 97,8—99,1% при гидравлическом сопротивлении аппарата 98—160 кг/м2.
В последнее время на тепловых электростанциях ПО Иркутскэнерго и Казахстана, которые сжигают твердое топливо, находят широкое применение мокрые батарейные золоуловители-эмульгаторы. В частности, эти аппараты в течение нескольких лет эксплуатируются на Иркутской ТЭЦ-10 (г. Ангарск) за котлом ПК-24 паропроизводительностью 270 т/ч и Иркутской ТЭЦ-5 (г. Шелехово) за котлом БКЗ-75.
Испытания этих аппаратов показали, что они обеспечивают эффективность очистки газов от золы более 99%. Наряду с этим отмечается определенный (до 22%) эффект сероулавливания. Опыт эксплуатации эмульгаторов для улавливания золы позволяет рекомендовать их применение в системах улавливания угольной пыли.
Сибирским отделением ВТИ разработан рабочий проект эмульгатора, который смонтирован на топливоподаче котла ТП-35У экспериментальной ТЭЦ СибВТИ.
Испытания его при подаче мелкодисперсной угольной пыли показали, что эффективность очистки газов составляет 98,4— 99,1%, а гидравлическое сопротивление — 105 кг/м2.
Опыт применения и результаты промышленных испытаний мокрых пылеуловителей с кипящей шариковой насадкой и эмульгаторов позволяют рекомендовать их для широкого использования в системах золоочистки и улавливания угольной пыли.
Для повышения эффективности улавливания частиц золы электрофильтрами разработана система предварительной ионизации дымовых газов. Ионизатор размешается в форкамере электрофильтра на месте второй газораспределительной решетки и представляют собой ряд вертикально установленных рассекателей, между которыми расположены коронирующие электроды. На них подается высокое напряжение отрицательной полярности от отдельного агрегата питания. Испытания ионизаторов на электрофильтрах Назаровской ГРЭС показали, что увеличение эффективности очистки газов достигает 1,5%. Так, при работе электрофильтра в штатном режиме эффективность очистки составила 97,5—98,5%, при подаче напряжения на ионизатор она увеличивалась до 98,8—99,3%.
Ионизатор опробован и эксплуатируется при улавливании золы канско-ачинских углей на Назаровской ГРЭС и Березовской ГРЭС-1, на Красноярской ТЭЦ-2 проводятся пусконаладочные работы.
Сибирское отделение ВТИ в течение ряда лет занимается освоением и внедрением тканевых фильтров. На экспериментальной ТЭЦ СибВТИ находится в эксплуатации полномасштабный рукавный фильтр общепромышленного назначения ФРО-24СЮ. Он обеспечивает очистку дымовых газов, отходящих от котла ТП-35У. Выходная запыленность газов при значении входной запыленности до 6 г/м3 не превышает 50 мг/м3. Гидравлическое сопротивление — 1100 Па при удельной газовой нагрузке до 0,48 м3/(м2 • мин).
Для отключения секций на регенерацию в фильтре используются тарельчатые клапаны с пневмоприводами, причем в открытом состоянии клапан находится только при подаче сжатого воздуха. Для исключения аварийных ситуаций, связанных с прекращением подачи сжатого воздуха и самопроизвольного закрытия клапанов предложена конструкция нормально открытого клапана и проведена реконструкция клапанных механизмов.
Конструкция клапанного механизма рекомендована и реализована в проекте рукавного фильтра ФРО-10000, разработанного для котла Е-500 энергоблока, станционный № 2, Минусинской ТЭЦ.
На котле ТП-35У, станционный N2 1, экспериментальной ТЭЦ Сиб ВТИ ведется подготовка к опытно-промышленному опробованию кассетного фильтра с импульсной регенерацией типа ФКИ-2000. Результаты испытаний и промышленной эксплуатации позволят сделать выводы о возможности использования такого типа аппаратов в энергетике.
Использование тканевых фильтров на ТЭС, сжигающих канско-ачинские угли, позволит решить пробпему не только высокоэффективной очистки газов от золы, но и обеспечить экологические нормы по удельным выбросам оксидов серы за счет дополнительного связывания их в слое золы, осевшей на фильтроткани. Степень связывания оксидов серы в системе котел — рукавный фильтр достигает 50%, что позволяет без каких-либо дополнительных мероприятий обеспечить нормированные выбросы оксидов серы (до 400 мг/м3) от котельных агрегатов при содержании серы в топливе выше средних значений (до 5Г = 0,26%).