沸騰燃燒方式能夠較好地利用劣質(zhì)褐煤。但是，由于這種鍋爐的特殊燃燒
方式，帶來諸多環(huán)境問題，如治理技術(shù)難度大、運行不穩(wěn)定和管理困難等一
系列問題。主要表現(xiàn)有：一是粉塵污染問題相當嚴重，一般排放煙塵濃度在
50000-70000mg/M3，經(jīng)一級分離處理難以達到國家排放標準200mg/M3
以下；二是煙氣溫度高；三是對管道和引風機磨損嚴重；四是需要配套褐煤
粉碎裝置等等。經(jīng)過多年實踐研究，筆者嘗試并排除了單一除塵模式。采用
并推廣了適宜沸騰爐除塵和便于運營管理的組合式除塵系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)計
指標具有穩(wěn)定地達到國家或地方排放標準，占地面積較少、抗沖擊能力較強
、便于操作管理、減少二次污染、資源循環(huán)利用等方面的優(yōu)良性能。
一、旋風除塵器的選擇
由于城市空間有限和粉塵二次污染問題，首先排除了重力沉降室和慣性
除塵器。選擇了結(jié)構(gòu)簡單，本身無運動部件和特殊的附屬設(shè)備，占地面積小
，制造、安裝投資較少，操作、維護簡便，壓力損失較少，動力消耗不大，
運轉(zhuǎn)、維護費用較低。性能穩(wěn)定，不受粉塵深度和煙氣溫度限制。根據(jù)含塵
濃度、粒度分布、密度等煙氣特征和除塵效果要求、允許的阻力和制造條件
因素，合理地選擇旋風除塵器的型式。煙氣流量的變化與旋風除塵器適宜的
煙氣流速相適應(yīng)，以期取得良好的除塵效果。除塵器根據(jù)允許壓力降確定進
口氣流速度，根據(jù)允許的壓降計算進口氣速，由下式可得
γ：入口速度，m/s；
△P：除塵器壓力損失，kpa；
δ：局部阻力系數(shù)；
ρ：氣體密度，kg/m3。
確定旋風除塵器的進口截面A，入口寬度b和高度h。根據(jù)處理氣量由下
式?jīng)Q定進口截面積A。
A：旋風除塵器的進口截面積，m2；
Q：旋風除塵器處理風量
γ：入口速度，m/s。
確定旋風除塵器各部分幾何尺寸應(yīng)遵循的幾項原則：
1、為防止粒子短路漏到出口管，h≤s，其中s為排氣管插入深度；
2、為避免過高的壓力損失，b≤（D-d）/2；
3、為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，（H+L）≥3 D；
4、為利于粉塵易于滑動，錐角=7°～8°，其中H為圓柱體高，L為錐體高
；
5、為獲得zui大的除塵效率，d/D≈0.4～0.5，（H+L）/d≈8～10；s/d
≈1。
二、沖擊水浴式除塵器結(jié)構(gòu)及工作原理
沖擊水浴除塵器由于它沒有噴嘴，也沒有很窄的縫隙。因此，不容易發(fā)
生堵塞。主要結(jié)構(gòu)由噴頭、本體、水池、擋水板、進氣管、排氣管、進水管
和溢流管等部分組成。圓形沖擊式水浴除塵器一般按下式確定筒體及噴頭尺
寸
D簡：水洗除塵器筒體直徑，m；
γ簡：水洗除塵器截面風速，1～2m/s；
d簡：噴頭直徑，m；
γ簡：噴頭沖擊速度，10～15m/是；
Q簡：處理含塵空氣量m3/h。
當含塵氣體以一定的速度經(jīng)本體*噴頭沖擊于洗滌液上，較大塵粒由
于慣性作用落入液中，而較細的塵粒則隨著氣體以18～35 m/ s的速度通過
“S”形葉片通道，高速氣體在通道處通過時，強烈地沖擊著液體，形成大量
的水花，使氣液充分接觸，塵粒就被液滴所捕獲。凈化后的氣體通過氣液分
離室和擋水板，去除水滴后排出。被捕獲的塵粒隨循環(huán)水排至沉降室。機組
內(nèi)的水位由水位自動控制裝置、溢流箱、循環(huán)泵等構(gòu)成。從而保證除塵器的
水位恒定，噴嘴沒水深度一般維持在10～20mm.如果噴頭氣流速度過大、沒
水深度過高，除塵器阻力相應(yīng)增大，除塵效率會小幅提高。
三、沖擊式水浴除塵器技術(shù)性能與影響因素
1、阻力、除塵效率與處理風量的關(guān)系。當溢流堰高出“S”形葉片上沿
50mm時，設(shè)備阻力隨風量增加而增長。2、氣體入口含塵濃度與除塵效率的
關(guān)系。沸騰爐滿負荷熱態(tài)監(jiān)測結(jié)果表明，除塵效率與入口濃度呈正比，雖然
出口含塵濃度也隨之而略有升高，但仍遠好于一般干式除塵器凈化后的排放
濃度。這類除塵裝置對凈化高濃度含塵氣體有突出的優(yōu)點。3、除塵效率與水
位的關(guān)系。除塵器的水位對除塵效率、阻力都有很大影響。水位高，除塵效
率就提高，但阻力也相應(yīng)增加。水位低，阻力也低，但除塵效率也隨之而降
低。實踐以溢流堰高出葉片下沿50mm為益。4、供水及水位自動控制。為保
持水位穩(wěn)定，機組設(shè)新鮮水和循環(huán)水兩兩套供水管路。循環(huán)水為基本供水單
元，新鮮水為應(yīng)急供水單元，兩套供水分別由自動調(diào)節(jié)機組內(nèi)的電極和繼電
器控制啟閉。水面波動控制在3～10mm的范圍內(nèi)。如發(fā)生事故性的高、低水
位時，自動發(fā)出紅燈及響聲報警。在事故水位過低時，風機會自動停轉(zhuǎn)，避
免機組內(nèi)部積灰堵塞。
四、沸騰鍋爐組合式除塵系統(tǒng)設(shè)計
（一）除塵系統(tǒng)。由于沸騰鍋爐排放粉塵濃度特別大，僅用旋風除塵器
或沖擊水浴除塵器都難以達到國家或地方排放標準。即使單機凈化效率達到
98%或99%，也達不到國家排放標準。因此，我們采取兩級串聯(lián)除塵方式：
初級選擇低阻低效的旋風除塵器，利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣體所產(chǎn)生的離心力，將
粉塵從氣流中分離出來。主要解決粒徑大于20μm的粉塵；再串接一臺高阻
高效的沖擊式水浴除塵器，去除大量的較小顆粒。除塵系統(tǒng)如下圖所示
（二）粉塵、污水二次污染的綜合防治。經(jīng)旋風除塵器分離出來的粉塵
與沖擊水浴除塵器分離出來的粉塵統(tǒng)一匯入沉降池中，防止旋風除塵器干灰
二次污染（如上圖所示）。經(jīng)過沉降的粉煤灰，送加汽混凝土廠加工成建筑
用砌塊，制成可代替紅磚的輕質(zhì)建筑材料。沉降池不向外環(huán)境排放廢水，灰
水經(jīng)沉淀澄清后返回除塵器循環(huán)使用，流失的水分需自動地向除塵器補充新
鮮水。
（三）運行過程中解決的幾個問題。1、為防止除塵器磨損，采用耐磨材
質(zhì)制成易損件部件，取得滿意效果；2、沖擊式水浴除塵器運行過程中，水質(zhì)
PH值為弱酸性。由于，鍋爐在高溫燃燒過程中產(chǎn)生SO2、CO2、NOx酸性氣
體。煙氣中CO2遇水生成不穩(wěn)定的碳酸（CO2+H2O→←H2CO3）；SO2遇
水發(fā)生化學反應(yīng)生成亞硫酸（SO2+H2O=H2SO3）、NOx遇水生成亞硝酸
（NOx+H2O=HNO）。這此化學物質(zhì)會使水溶液呈酸性，對金屬器件具有
腐蝕性。解決金屬防腐問題，采用防腐耐高溫的新型材料，如902-A3二甲苯
不飽和聚脂做為液相中機器元件的防腐材料。3、添加表面活性劑來增加炭黑
和微小顆粒的親水性能，增加氣液分離效果。經(jīng)過試驗，添加萬分之一即可
取得滿意效果。
五、結(jié)論
沸騰燃燒鍋爐除塵系統(tǒng)在額定工況下實地監(jiān)測結(jié)果顯示，鍋爐出口排放
顆粒物濃度、林格曼黑度均能穩(wěn)定地達到國家或地方規(guī)定的排放標準。經(jīng)過
連續(xù)幾年運行，該系統(tǒng)具有安全可靠，除塵效果穩(wěn)定，操作便捷，消除了二
次污染，對改善周圍環(huán)境直到良好效果。同時對降解二氧化硫、氮氧化物等
有害氣體的排放也起到一定凈化作用。
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