燃煤锅炉噪声与污染的消除实践

                               (呼伦贝尔市特种设备检验所，内蒙古 呼伦贝尔  021008)
摘 要：文章通过对一个烟尘污染很严重的锅炉进行改造的实践，证明将燃煤锅炉原有烟气的简单湿法处理系统改为布袋收尘后，烟尘排放浓度可大大降低，高转速锅炉引风机改为低转速锅炉引风机后噪声降低明显。
关键词：燃煤锅炉；布袋收尘；锅炉引风机
中图分类号：TK229.6∶TB53  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2008)03—0045—01
      为了减轻我国北方城市冬天的空气污染，国家投入了大量的人力物力对现有采暖锅炉进行改造和限制，规定不得采用5t以下的锅炉，而且所有锅炉必须采用消烟除尘装置。这一措施在各大城市的实施大大改善了城市冬天的空气质量，但每到冬季，北方城市的空气状况还是不容乐观。
      对现有锅炉的调查得知，大多数锅炉房均采用湿法收尘装置，即锅炉烟气经过水浴收尘后排空。这种收尘装置投资少、简单实用，但人为因素将直接影响收尘效果，如果操作人员不按时给收尘器中加水或收尘器中水位太低，收尘效果就会大大降低，甚至没有收尘效果，直接影响了北方城市的空气质量。另外，锅炉房的风机噪音污染也对锅炉房周围居民的健康造成危害，尤其是小锅炉房，很远就能听到锅炉引风机的啸叫声。解决锅炉房烟气污染、降低锅炉房噪声已是当前北方城市的当务之急。我们通过对现有的一个烟尘和噪声污染都比较严重，居民反应强烈的小型锅炉房进行改造，取得了良好的效果。经过两年的应用，证明污染严重的锅炉可以通过改造消除污染。
1 原有尾气处理系统
      原有锅炉为ZKL1.4-0.02/85/60-AⅡ链条炉排真空热水锅炉,收尘工艺流程：锅炉出炉烟气——锅炉引风机——水浴除尘器——烟囱排空。锅炉引风机采用Y5-49，No5C，3 250r/min，风量5 500～10 750m³/h，全压3 180～2 460Pa，电动机功率11kW；锅炉鼓风机为4-74，No3.6A,2 900r/min，风量2 664～5 268m³/h，全压1 578～989Pa，电动机功率3kW；水浴除尘器型号不详。锅炉开炉时，炉内负压为-200Pa，开鼓风机正常操作时炉内保持±5Pa，引风机用电动机电流为20～21A，属满负荷运行。
      因历史原因，该锅炉房距离居民住房仅为几米，周围居民反映十分强烈，首先是污染严重，取暖季节居民不敢开窗，常有灰渣飞入眼中，每天都要从房间扫出很多灰尘；其次是振动和噪音太大，风机运转时居民住房内振感和风机的啸叫声非常明显，严重影响了居民的正常生活。为了减轻污染，当地环保部门规定了该锅炉水浴式除尘器最低水位，该锅炉所属企业在锅炉房和居民楼间建了一道墙，以隔离噪音，并采取了将引风机安在地面以下坑内的方法，都未解决问题。
2 污染源分析
2.1 烟尘的污染
      烟尘的污染是除尘效果不好引起的，最初认为是除尘器损坏，如隔板腐蚀穿孔造成烟气短路所致，经检查除尘器完好，因此除尘效果不好只能是除尘器除尘效率不高引起。这种水浴式除尘器结构相当简单，矩形的水箱中间只有一个隔板，没有采取扩大烟气与水接触面的有效措施，也没有水气分离装置。烟气通过水箱时在隔板的一侧进入水中，在隔板的另一侧进入烟道，烟气和水的接触时间很短，从而导致烟气和水混合不好。使用时，烟气在水中形成很大的气泡，气泡中的烟气没有接触到水，其中的烟尘不会被水带到水中，所以收尘效率低。湿法收尘是以水与烟尘直接接触，利用液滴或液膜粘附烟尘而净化烟气的，液滴越小，液膜面越大，收尘效果越好。为了增大水与烟尘的接触面，标准化的湿法收尘器采用了自激振荡、文丘里管、筛板等各种方式，因此这种没有采取任何措施的收尘器是导致收尘效果不好的
根本原因。
      经检测，在水位正常时锅炉出口烟气中烟尘浓度为2 050mg/m³，经除尘器后排出的烟尘浓度为350mg/m³，收尘后排出的烟尘颗粒较大。因烟气管道很短，管道间联接法兰均用白厚漆加麻绳密封完好，排除漏风因素影响后除尘效率只能达到83%。
2.2 噪声和振动
      引风机是引起振动和噪声的主要因素，引风机的动平衡不好、引风机在运行过程中风叶损坏，均会造成振动。现场观察引风机与除尘器均振动明显，除尘器及联接管道振幅较大。将引风机与除尘器的联接管道断开后在开引风机，振动减小。仔细观察风机叶片，只有轻微损伤，从而可以肯定引风机是好的，初步认为振动是由除尘器产生的。该除尘器通过烟气的横截面064m²，烟气通过速度3.5m/s，并以这种速度进入水中，引风机开机时除尘器中的水剧烈沸腾，并与引风机相互作用，振动由此产生。      除了振动外，引风机运行时噪声很大，原系统采用的锅炉引风机转速高达3 250r/min，这时提高风压有利，但转速越高，噪声越大。现场通过改变皮带轮大小进行转速试验，当引风机转速低于2 500r/min时，噪音大大降低。
3 改造方案
      减少烟气含尘量的方法有多种，可采用收尘效率较高的布袋收尘器收尘、电收尘器收尘、以及颗粒层收尘器。由于电收尘器一次性投入较大，操作管理技术要求高，对烟尘的比电阻要求严格，电极和绝缘装置的清理均较费力；过高或过低的比电阻、振打不良均直接影响收尘效率，干燥的气候条件同时煤又较干燥时必须设增湿塔才能保证收尘效率，否则收尘效率就要大打折扣。颗粒收尘器体积较大，反吹阀门动作较频繁，易损坏，所以最终采用了布袋收尘器。
      布袋收尘器是利用滤布过滤烟气中微小烟尘颗粒的收尘的方法，是一种高效收尘设备，只要滤布不破损，收尘效率可达99%以上。但收尘滤布承受温度有限，普通滤气呢或针刺毡最高使用温度不能超过130℃，瞬间温度不超过150℃；采用特殊滤料最高使用温度也只有250℃。锅炉出炉烟气温度在180℃，采用普通滤气呢必须采用降温措施。由于锅炉燃煤含有一定量的水分，有的煤种含氢量较高，燃烧后均形成水蒸汽进入烟气，故烟气温度也不能太低，否则会产生结露现象。因此合理选择入布袋烟气温度非常重要。
      冷却方式采用人字型冷却管道，布袋采用普通针刺毡，考虑到锅炉操作的间断性，选定入布袋温度110℃，在常压下这个温度的水呈气态。最后用计算机程序计算选定冷却管道长度。对于噪音的污染的解决方法是采用低转速风机，同时利用人字冷却烟道加大风机与居民楼间距离。

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