Пути повышения степени улавливания золы на электрофильтре

В современных электрофильтрах достигается близкая к максимально возможной равномерность распределения тока короны по поверхности осадительных электродов, путем использования игольчатых коронирующих электродов с рациональной геометрией. Другое направление снижения УЭС – это кондиционирование дымовых газов, то есть изменение их свойств при добавлении к ним химических веществ или водяного пара, адсорбирующего на поверхности частиц золы и увеличивающих их поверхностную проводимость.

Химические методы кондиционирования. Применяют кондиционирующие добавки: оксид серы SO₃, водяной пар, аммиак, углекислый натрий Na₂CO₃. Добавки дозируются в продукты сгорания топлив и уменьшают электрическое сопротивление слоя золы, осаждающейся на электродах. Оксид серы SO₃ для целей кондиционирования может быть получен следующими способами: кипячение серной кислоты, разложение олеума, превращения SO₂ в SO₃, испарение стабилизированного триоксида серы, сжигание серы в присутствии катализатора.

Однако этот способ несмотря на значительное повышение степени улавливания, не получил широкого распространения в связи с эксплуатационными трудностями и затратами, связанными с необходимостью получения, хранения и подачи химических веществ в газоходы ТЭС.

Содержание водяных паров в очищенных газах снижает УЭС золы за счет роста проводимости поверхностной пленки, а также обеспечивает возможность повышения рабочего напряжения на коронирующих электродах, благодаря увеличению диэлектрической прочности дымовых газов. В то же время влияние влагосодержания на работу электрофильтров может быть различным в зависимости от температуры газов.

Температурный метод кондиционирования. Зависимость удельного электрического сопротивления летучей золы от температуры при работе электрофильтра имеет экстремальный характер (рисунок 6.13).

Отсюда 2 пути уменьшения УЭС высокоомной золы. Первый путь – создание котлов, рассчитанных на очень низкую температуру уходящих газов. Достигается путем сооружения более развитых, чем обычно, хвостовых поверхностей нагрева (использование левой ветви зависимости). Снижение температуры газов до 100°С приводит к снижению УЭС примерно на 1 порядок. Если УЭС исходной золы превышает 5∙10¹¹ Ом∙м, необходимо

Рисунок 6.13 – зависимость удельного электрического сопротивления летучей золы от температуры

охлаждение газов до температуры 80 – 90^оС. При этом увеличиваются габариты и стоимость котлов, усложняется эксплуатация и ремонт в связи с интенсификацией абразивного износа низкотемпературных поверхностей.

Этот метод не используется для топлив, чья зола обладает чрезмерно высоким УЭС.

Второй путь – размещение электрофильтров перед ВЗП в области температур газов 350-400 °С (использование правой ветви зависимости уд.сопротивления от температуры).

Преимущества направления: достижение эффективной и стабильной очистки газов от высокоомной золы, а также предотвращение загрязнений золой поверхности ВЗП.

Недостатки:

- увеличение размеров электрофильтров (ЭФ) в связи с увеличением объема газов (примерно в 1,5 раза, чем при температуре 140-150^оС);

- дополнительные теплопотери с горячей золой;

- усложнение конструкции элементов ЭФ в связи с термическим расширением при высоких температурах;

- при высоких температурах изменяются свойства частиц – возрастает вязкость и снижается скорость дрейфа частиц золы;

- дополнительные присосы воздуха перед ВЗП.

Температурно-влажностное кондиционирование представляет собой изменение свойств дымовых газов путем использования преимуществ как температурного, так и влажностного кондиционирования.

Применение температурно-влажностного кондиционирования продуктов сгорания Экибастузского угля позволяет существенно снизить УЭС золы. При температуре 99 ^оС и одновременном увеличении их влагосодержания на 8 г/м³ УЭС снижается в 70 раз по сравнению с УЭС золы при температуре 136 ^оС без увлажнения. Снижение температуры до 82 ^оС и повышение влажности на 22 г/м³ уменьшает УЭС на 2-3 порядка.

ВТИ и Союзтехэнерго разработали Комбинированную золоулавливающую установку для высокозольных топлив. Она состоит из включенных последовательно по ходу газов мокрой ступени (к.п.д ступени 85 %), предназначенной для предварительной очистки газов и их температурно-влажностного кондиционирования, и многопольного ЭФ. В мокрой ступени зола увлажняется, температура ее снижается с 130 до 95 ^оС. Общая степень улавливания установки 99 – 99,5 %.

При использовании этой ЗУУ нужно учитывать, что сильное увлажнение продуктов сгорания в мокрой ступени приводит к коррозии металла осадительных электродов.

Охлаждение и увлажнение дымовых газов путем полного испарения влаги в газоходах перед ЭФ. Этот способ наиболее дешевый и простой. Для испарения применяются различные химические стоки, жидкие отходы с соединениями натрия, лития и др. кондиционирующих веществ. Применяют при сжигании средне- и малозольных углей.