Снижение пылевых выбросов путем включения циклона в золоулавливающую установку Новочеркасской ГРЭС

Размещено на http://www.allbest.ru/

золошлак очистка топливо твердый

В результате технологического процесса сжигания твердого топлива в котлоагрегатах ПАО «ОГК-2» Новочеркасской ГРЭС образуется золошлак. Используется уголь донецкий антрацитовый штыб (АШ). После сжигания сухая зола осаждается в электрофильтре и с помощью воздуха от установленных в отдельном помещении компрессоров пневмонасосами прокачивается по трубопроводу в бункера (силосы - 2 шт.). В результате прокачивания с воздухом движутся различные по дисперсности частицы золы, часть из которых им уносится в транспортную сеть. Поэтому перед выбросом в атмосферу запыленный воздух необходимо очищать.

Уровень улавливания вредных веществ на предприятиях энергетики составляет около 84 % [1].

На золоулавливающих установках филиала ПАО «ОГК-2» Новочеркасской ГРЭС установлены два рукавных фильтра ФРКИ-90К-П3-2-2 для улавливания твердых золовых остатков (рисунок 1). ФРКИ-90К-П3-2-2 - фильтр (Ф) рукавный (Р) каркасный (К) импульсный (И) с площадью фильтрования 90 м2 с кассетным исполнением (К) фильтровальных рукавов, с тремя пирамидальными (П) бункерами, длиной рукавов 2 м (2) и подводом очищаемого газа в корпус сбоку (2).

Эти фильтры предназначены для высокоэффективной очистки запыленных газов, не являющихся токсичными, агрессивными, пожаро- и взрывоопасными, с максимальной температурой не более 130-200 єС, работают в стационарном потоке газа, который поддерживается пневмонасосами, чтобы преодолеть повышенное падение давления на фильтре [2-4]. Производительность рукавных фильтров зависит от температуры, точки росы и влаги в топочном газе, характеристики распределения частиц по размеру, химического состава пыли и рабочего давления в системе [2, 5].

Рисунок 1 - Рукавный фильтр ФРКИ-90К-П3-2-2 (верхняя часть) на ПАО «ОГК-2» Новочеркасской ГРЭС

Фильтры ФРКИ удовлетворяют требованиям безопасности, предъявляемым к производственному оборудованию по межгосударственному стандарту ГОСТ 12.2.003-91 «ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности». Фильтры изготовлены в климатическом исполнении УХЛ (для макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом) с категорией размещения 4 в соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды».

Согласно графику проведения испытаний золоулавливающих установок в августе 2015 г. персоналом ООО «АЛК» в лице Бушумова С.А. были выполнены испытания рукавных фильтров ФРКИ-90К-П3-2-2, установленных на складе сухой золы для улавливания твердых золовых остатков над силосами сухой золы. На каждом силосе золы установлен один рукавный фильтр. Характеристика фильтров и результаты испытаний представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика и результаты испытаний рукавных фильтров ФРКИ-90К-П3-2-2 до включения циклона в систему очистки

В отечественной промышленности наибольшее применение на I ступени очистки получили механические золоуловители, действующие на принципе использования центробежных сил, в которых осаждение происходит при вращательном движении потока. На II ступени очистки используют матерчатые фильтры с цилиндрической формой расположения фильтровального материала - рукавные фильтры. Отечественные фильтры типа ФРКИ нашли применение почти во всех отраслях промышленности.

Предложено предварительно провести грубую очистку с помощью группового циклона конструкции НИИОГАЗ ЦН-15-500, состоящего из 4-х циклонных аппаратов диаметром 500 мм. Эти циклоны применяются при следующих технологических процессах: сушка, обжиг, агломерация, сжигание топлива и т.д. Циклоны небольшого диаметра (0,23-0,50 м) объединяют в группы и называют групповыми.

Расчет циклона проведен методом последовательных приближений по методике [6] для расхода запыленного газа 6600 м3/ч с входной запыленностью 158 г/м3, медианным размером частиц 10 мкм и скоростью запыленного газа при поступлении в циклон 9,2 м/с. Под действием центробежной и гравитационной сил частицы золы оседают на внутренних стенках корпуса циклона с дальнейшим осаждением в бункере. Расчетное значение эффективности циклона составило 91 % [7].

После монтажа установки и включения циклона ЦН-15-500 (рисунки 2 и 3) в технологическую схему пылегазовой очистки были проведены испытания системы на входе и выходе из рукавных фильтров. Входная запыленность замерялась в подводящем воздуховоде перед бункером пыли под рукавами, после циклона. Выходная запыленность замерялась после рукавных фильтров. Отбор проб выполнен пылезаборной трубкой нулевого типа. Проведение замеров на источниках выброса дымовых газов за дымососами энергоблоков и определение запыленности дымовых газов на входе в фильтр автором Бушумовым С.А. приведено на рисунках 5 и 6.

Рисунок 2 - Групповой циклон ЦН-15-500-4

на ПАО «ОГК-2» Новочеркасской ГРЭС

Таблица 2 ? Характеристики и результаты испытаний рукавных фильтров ФРКИ-90К-П3-2-2 после включения циклона в систему очистки

Выводы. После сжигания твердого топлива на Новочеркасской ГРЭС образуется сухая зола, которая осаждается на электрофильтре (рисунок 4). В результате ее прокачивания пневмонасосами с воздухом уносятся различные по дисперсности частицы золы. Выполненный анализ состава золы показывает ее сопоставимость с составами, приведенными в литературных источниках. Золу можно использовать в производстве бетонов, растворов, изоляционных материалов, в дорожно-строительных работах и т.д.

Для снижения пылевых выбросов в технологическую схему очистки отводящих газов в качестве I ступени очистки включен циклон ЦН-15-500. Это позволило снизить пылевую нагрузку на рукавные фильтры ФРКИ-90К-П3-2-2, являющиеся II ступенью очистки. Средние и крупные частицы под действием центробежной силы оседают в циклоне. Использование импульсной продувки в этих фильтрах является наиболее эффективным способом регенерации фильтровального материала. Несмотря на то, что рукавные фильтры получили широкое распространение во всех отраслях, как отечественной промышленности, так и за рубежом к их недостаткам относится небольшая поверхность фильтрования, приходящаяся на единицу объема рабочей камеры фильтра. Снижение пылевой нагрузки позволило обеспечить более эффективную работу рукавных фильтров за счет использования поверхности фильтрования в большей степени для улавливания мелких частиц. Результаты измерений запыленности до и после внедрения циклона показали повышение эффективности технологической схемы очистки отводящих газов.

Таким образом, установлено, что включение в технологическую схему очистки отводящих газов циклонов ЦН-15-500 позволило обеспечить более эффективную работу рукавных фильтров ФРКИ-90К-П3-2-2, снизив запыленность входных газов на порядок, и уменьшив тем самым запыленность на выходе из фильтров до уровня 60 мг/м3.

Список литературы

1. Брюхань Ф.Ф., Графкина М.В., Сдобнякова Е.Е. Промышленная экология: учебник/Ф.Ф. Брюхань, М.В. Графкина, Е.Е. Сдобнякова .- М.: ФОРУМ, 2011. 208 с.

2. Справочник по пыле- и золоулавливанию /?М.И. Биргер, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков?и др.; Под общ. ред. А.А. Русанова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983. 312 с.

3. Mycock JC, McKenna JD, Theodore L. Handbook of air pollution control engineering and technology. New York: Lewis Publishers; 1995.

4. Saleem M, Krammer G. Effect of ?ltration velocity and dust concentration on cake formation and ?lter operation in a pilot scale jet pulsed bag ?lter. J Hazard Mater 2007;144:677-81.

5. Ray TK. Air pollution control in industries - theory, selection & design of air pollution control equipment, vol. 1. New Delhi: TechBooks International; 2004.

6. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты пылеочистки: учеб. пособие. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. 210 с.

7. Короткова Т.Г., Бушумов С.А. Расчет циклона ЦН-15 для предварительной очистки отходящих газов от золошлака при сжигании угля в котлоагрегатах ГРЭС [Электронный ресурс] // Научные труды КубГТУ: электрон. сетевой политематич. журн. 2016. № 6. С. 73-82. URL: http://ntk.kubstu.ru/file/1006 (дата обращения: 10.06.2016).

References

1. Brjuhan' F.F., Grafkina M.V., Sdobnjakova E.E. Promyshlennaja jekologija: uchebnik/F.F. Brjuhan', M.V. Grafkina, E.E. Sdobnjakova .- M.: FORUM, 2011. 208 s.

2. Spravochnik po pyle- i zoloulavlivaniju /?M.I. Birger, A.Ju. Val'dberg, B.I. Mjagkov?i dr.; Pod obshh. red. A.A. Rusanova. - 2-e izd., pererab. i dop. - M.: Jenergoatomizdat, 1983. 312 s.

3. Mycock JC, McKenna JD, Theodore L. Handbook of air pollution control engineering and technology. New York: Lewis Publishers; 1995.

4. Saleem M, Krammer G. Effect of ?ltration velocity and dust concentration on cake formation and ?lter operation in a pilot scale jet pulsed bag ?lter. J Hazard Mater 2007;144:677-81.

5. Ray TK. Air pollution control in industries - theory, selection & design of air pollution control equipment, vol. 1. New Delhi: TechBooks International; 2004.

6. Vetoshkin A.G. Processy i apparaty pyleochistki: ucheb. posobie. - Penza: Izd-vo Penz. gos. un-ta, 2005. 210 s.

7. Korotkova T.G., Bushumov S.A. Raschet ciklona CN-15 dlja predvaritel'noj ochistki othodjashhih gazov ot zoloshlaka pri szhiganii uglja v kotloagregatah GRJeS [Jelektronnyj resurs] // Nauchnye trudy KubGTU: jelektron. setevoj politematich. zhurn. 2016. № 6. S. 73-82. URL: http://ntk.kubstu.ru/file/1006 (data obrashhenija: 10.06.2016).

Размещено на Allbest.ru