隨著2018年中央實行打贏藍天保衛戰的開始,國家政策對大氣污染排放的要求日益嚴格,根據《水泥工業大氣污染物排放標準》(GB4915-2013)要求,所有水泥企業自2015年7月1日起窯頭窯尾的粉塵排放濃度限值為30mg/m3,部分地區小于20mg/Nm3,河南省于2018年已開始執行水泥行業顆粒物排放不得大于10mg/m3的排放標準,業內人士普遍認為,其他省份執行<10mg/m3的排放標準已為期不遠。
目前,國內水泥行業早期設計的電收塵器已不能滿足新標準要求。
根據國家政策和環保壓力,所有水泥企業紛紛計劃對原有電除塵器實施減排改造,各種改造方案和措施也異彩紛呈,在市場普遍認為電除塵器已無法滿足現有排放標準的情況下,許多企業選擇電改袋方案。
縱觀電改袋技術,經對比和測算,從投資成本上,電改袋總投資是電改電的2-3倍,后期維護和每年的換袋成本,也十分高昂;況且,電改袋的改造工期約需40-50天,有的甚至更長,在目前水泥行情看漲的情況下,停窯期間的效益損失,也是一筆不小的數目。
在此背景下,江蘇一品環保聯合東南大學電力電子研究中心,組織多名電氣專業博士研究生,充分調研國外電除塵前沿技術,走訪眾多水泥企業,細致分析國內電除塵器不能滿足現有排放標準的原因和技術的瓶頸,另辟蹊徑,借鑒國外先進的電除塵技術設計理念,成功研制出了與國際先進電除塵技術同步水平的智能脈沖電源,通過近4年的技術實踐和摸索,創立一套切實可靠的電改電達到超低排放的系統工程技術方案,簡稱達標三步曲——一換、二改、三備!
一換——更換“智能脈沖除塵電源”
除塵效率的高低,重要因素是取決于除塵電源的技術和先進性。原有的工頻電源,采用簡單的是直流波形輸出,且運行電壓偏低,粉塵荷電效率不高,無法有效解決窯頭的高比電阻粉塵及應對反電暈工況。所以,必須將原有工頻電源更換成“智能脈沖除塵電源”,脈沖電源技術主要是針對高比電阻粉塵,能有效消除反電暈現象,智能控制技術通過自動調整輸出脈寬、脈幅、脈沖重復頻率, 改變電流密度,使粉塵層的比電阻與電流密度和乘積小于粉塵層的擊穿電壓,讓帶負電的粉塵到達陽極后緩慢中和變成中性粉塵,有利于粉塵經振打剝離落入灰斗,進而避免粉塵層擊穿出現反電暈現象,大幅提高電除塵效果。
二改——改造本體和振打系統
本體是除塵效果的重要基礎。國內現有的電除塵器原設計標準和配置,已無法滿足國家現有的水泥行業顆粒物排放標準,加之許多水泥企業除塵器本體使用年久,內部結構老化,極板腐蝕和極線的斷裂變形,導致二次電壓不高,頻閃嚴重,二次電流偏小,難以對粉塵進行有效荷電,部分企業在后期生產工藝改進過程中,管道工藝布置的不科學合理,電收塵器的進風不均,導致收塵效果不佳。有些因窯頭后期增加的余熱發電后,使粉塵的比電阻偏高,原使用的工頻電源,無法適應反電暈工況,振打系統失效或振打能力弱等,均是造成粉塵排放超標的主要因素。
鑒于上述問題,江蘇一品環保,通過實踐和摸索,對除塵器本體實施了科學合理的技術改造,即對一二電場和末尾電場的陰極線,根據放電強度及電流密度分布的均勻程度差異性和具有不同的作用,應用不同型號的陰極線,分別進行更換。在第一、二電場,由于含塵量較高,采用電暈電流大陰極線,其芒刺附近電風強烈,所以可有效的防止第一、二電場的電暈封閉現象,其余電場則采用電流密度均勻性程度極好的加強極線,防止高比電阻狀況下的反電暈或局部反電暈現象的發生,也不會因過大的電暈電流而使振打清灰更為困難,通過對本體內部技術改造,不僅提高了收塵效果,同時,由于電流密度加大,也相當于增加了收塵面積。合理改造振打系統,提高清灰效果,保證電暈極持續高效釋放電暈電流,提高對粉塵的荷電效率。
三備——預裝煙氣調質裝置由于水泥行業生產工藝的可變性,有時會出現入口溫度過高,或在季節性氣候變化至氣溫低于-4℃時及因空氣干燥等因素,均可導致粉塵比電阻過高,這些因素,導致電除塵器的除塵效率大打折扣。
因此,我們建議采用從余熱鍋爐引出飽和蒸汽到電除塵器入口,在出現上述工況時開啟,對電除塵器入口粉塵進行煙氣調質,此裝置僅是備用,無需長期使用,故對余熱發電造成的影響微乎其微。
現我公司針對不同地區和用戶,提出兩套方案供用戶選擇:
一、達標排放方案:即在必須確保本體各項工況正常的情況下,僅通過將原有電源更換成我公司生產的“智能變頻脈沖電源”,即可達到<20mg/m3的排放標準;并且可實施不停窯改造,改造工期為1-2天,無需顧慮停窯的效益損失。
二、超低排放方案:即通對本體和振打系統進行技術改造,加上除塵電源的更換,改造工期為15-20天,以確保達到<10mg/m3的超低排放標準。
目前,江蘇一品環保已成功為中國建材南方水泥、西南水泥、浙能集團長廣水泥、兆山水泥、重慶國貿水泥、安徽珍珠水泥、蘇州東吳水泥、寧波科環水泥、蒙古巴彥淖爾中聯水泥、河南新能等60余條水泥生產線進行了達標和超低排放改造,眾多的業績案例,使江蘇一品積累了豐富的改造經驗和成熟的改造方案!
江蘇一品在水泥行業電改電超低排放典型案例:
不停窯除塵改造典型案例—— 湖州煤山南方水泥
不停窯除塵改造典型案例——浙能集團長廣水泥
不停窯除塵改造典型案例——槐坎南方水泥
除塵改造典型案例——兆山諸暨水泥
水泥行業除塵改造工程案例