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    燃煤鍋爐噪聲和污染的消除
    發(fā)布日期:2020-05-31 瀏覽次數:0
    為了減輕我國北方城市冬天的空氣污染,國家對現有燃煤采暖鍋爐進(jìn)行改造和限制,規定不得采用5t以下的鍋爐,而且所有鍋爐必須采用消煙除塵裝置。這一措施的實(shí)施大大改善了各大城市冬天的空氣質(zhì)量,但北方一些中小城市的空氣狀況仍不容樂(lè )觀(guān)。對現有鍋爐房的調查得知,大多數采用濕法收塵,即鍋爐煙氣經(jīng)過(guò)水浴收塵后排空。這種方式投資少,簡(jiǎn)單實(shí)用,但人為因素直接影響收塵效果。如果操作人員不按時(shí)給收塵器中加水或其水位太低,收塵效果會(huì )大大降低。另外,鍋爐房的風(fēng)機噪聲污染也對周?chē)用竦慕】翟斐晌:?,尤其是小鍋爐房,很遠就能聽(tīng)到引風(fēng)機的嘯叫聲。

    對該公司煙塵和噪聲污染都較嚴重,居民反應強烈的小鍋爐房進(jìn)行改造,取得了良好效果。兩年的運行表明,鍋爐改造成功。

    1 原有尾氣處理系統

    原有鍋爐為ZKL1.4-0.02/85/60-AII鏈條爐排真空熱水鍋爐,其收塵流程:鍋爐出爐煙氣→鍋爐引風(fēng)機→水浴式除塵器→煙囪排空。鍋爐引風(fēng)機采用Y5-49,No5C,3250轉/min,風(fēng)量5 500-10750m3/h,全壓3180~2460Pa,電動(dòng)機功率11kW;鍋爐鼓風(fēng)機為4-74,No3.6A,2900轉/min,風(fēng)量2664~5268m3/h,全壓1578~989Pa,電動(dòng)機功率3kW;水浴式除塵器型號不詳。開(kāi)爐時(shí),爐內負壓為-200Pa,鼓風(fēng)機正常操作時(shí)爐內保持±5Pa,引風(fēng)機用電動(dòng)機電流為20~21A,屬滿(mǎn)負荷運行。該鍋爐房距離居民住房?jì)H為幾米,居民反應強烈:首先是污染嚴重,取暖季節居民不敢開(kāi)窗,常有灰渣飛入眼中;其次是振動(dòng)和噪聲太大,居民住房?jì)日窀泻惋L(fēng)機的嘯叫聲非常明顯,嚴重影響了居民的正常生活。為了減輕污染,當地環(huán)保部門(mén)規定了該鍋爐水浴式除塵器******水位,該鍋爐所屬企業(yè)在鍋爐房和居民樓間建了一道墻,以隔離噪聲,并采取將引風(fēng)機安放在地面以下的方法,但都未解決問(wèn)題。

    2 污染源分析

    2.1 煙塵的污染 煙塵的污染是除塵效果不好引起的。最初認為是除塵器損壞,如隔板腐蝕穿孔造成煙氣短路所致,經(jīng)檢查除塵器完好。因此認為,除塵效果不好只能是除塵效率不高引起。濕法收塵,是以水與煙塵直接接觸,利用液滴或液膜粘附煙塵而凈化煙氣,液滴越小,液膜面越大,收塵效果越好。為增大水與煙塵的接觸面,標準的濕法收塵器采用自激振蕩、文丘里管、篩板等方式,以提高收塵效果。該廠(chǎng)水浴式除塵器,構造相當簡(jiǎn)單,矩形水箱中間只有一個(gè)隔板,沒(méi)有采取擴大煙氣與水接觸面的有效措施,也沒(méi)有水氣分離裝置。煙氣通過(guò)隔板的一側進(jìn)入水中,由另一側進(jìn)入煙道,煙氣和水的接觸時(shí)間很短,導致煙氣和水混合不好。煙氣在水中形成很大氣泡,氣泡中的煙氣沒(méi)有接觸到水,收塵效率低。

    經(jīng)檢測,水位正常時(shí),鍋爐出口煙氣中煙塵濃度為2050mg/m3,除塵器后的煙塵濃度為350mg/m3,收塵后排出的煙塵顆粒較大。因煙氣管道很短,管道間聯(lián)接法蘭均用白厚漆加麻繩密封,排除漏風(fēng)因素影響,除塵效率只能達到83%。

    引風(fēng)機是引起振動(dòng)和噪聲的主要因素,引風(fēng)機的動(dòng)平衡不好、運行過(guò)程中風(fēng)葉損壞,均會(huì )造成振動(dòng)?,F場(chǎng)觀(guān)察,引風(fēng)機與除塵器均振動(dòng)明顯,除塵器及聯(lián)接管道振幅較大。將風(fēng)機與除塵器的聯(lián)接管道斷開(kāi)后再開(kāi)引風(fēng)機,振動(dòng)減小。風(fēng)機葉片,只有輕微損傷,可初步認為振動(dòng)是由除塵器產(chǎn)生的。

    2.2 噪聲和振動(dòng) 該除塵器煙氣通過(guò)的橫截面0.64m2,速度約3.5m/s,并以這種速度進(jìn)入水中,引風(fēng)機開(kāi)機時(shí),除塵器中的水劇烈沸騰,并與引風(fēng)機相互作用,振動(dòng)由此產(chǎn)生。

    除了振動(dòng),引風(fēng)機運行時(shí)的噪聲很大。原系統采用的引風(fēng)機轉速高達3250轉/min。這對提高風(fēng)壓有利,但轉速越高,噪聲越大。當轉速低于2500轉/min時(shí),噪聲大大降低。

    3 改造方案

    減少煙氣含塵量的方法有多種。布袋收塵器是利用濾布過(guò)濾煙氣中微小顆粒,是一種高效收塵設備。只要濾布不破損,收塵效率可達99%以上。但收塵濾布承受溫度有限,普通濾氣呢或針刺氈最高使用溫度不能超過(guò)130℃,瞬間溫度不超過(guò)150℃;采用特殊濾料,其最高使用溫度也只有250℃。鍋爐出爐煙氣溫度在180℃左右,采用普通濾氣呢必須采用降溫措施。由于鍋爐燃煤含有一定水分,有的煤種含氫量較高,燃燒后形成水蒸汽進(jìn)入煙氣,故煙氣溫度也不能太低,否則會(huì )產(chǎn)生結露現象。因此,合理選擇入布袋的煙氣溫度非常重要。冷卻方式采用人字形冷卻管道,布袋采用普通針刺氈,考慮到鍋爐操作的間斷性,選定入布袋溫度110℃,在常壓該溫度下水呈氣態(tài)。最后用計算機程序計算選定的冷卻管道長(cháng)度。

    對于噪聲的污染,采用低轉速風(fēng)機,同時(shí)利用人字冷卻煙道加大風(fēng)機與居民樓間距離。由于風(fēng)機的壓力系數p=P/(ρU2),式中,P為風(fēng)機風(fēng)壓,ρ為氣體密度,U是風(fēng)機葉輪線(xiàn)速度,U=πDn/60(m.s-1),式中,n為風(fēng)機轉速。如果加大風(fēng)機葉輪直徑D,并降低轉速n,但保持Dn不變,則風(fēng)機壓力系數p不會(huì )變化,這時(shí)噪聲會(huì )大大降低。

    設原風(fēng)機葉輪直徑為D1,轉速為n1,風(fēng)葉線(xiàn)速度為U1,風(fēng)葉加大后直徑為D2,轉速為n2,風(fēng)葉線(xiàn)速度為U2,由聲壓級變化公式:

    ΔL=60logU2/U1+20logD2/D1=80logD2/D1+60logn2/n1

    根據上述公式,將風(fēng)機葉輪增大一倍,即D2=2D1,將轉速降低一半,即n2=n1/2,保持U2=U1,噪聲降低量為6dB。

    設計采用引風(fēng)機,風(fēng)機葉輪直徑970mm,是原葉輪直徑的1.94倍,風(fēng)機轉速1460轉/min,電動(dòng)機功率保持不變,風(fēng)機運轉正常。經(jīng)檢測,風(fēng)機電機電流冷態(tài)時(shí)為20A,屬滿(mǎn)負荷。

    改造后鍋爐運行良好,收塵效果明顯改進(jìn),噪聲大大降低。肉眼看不見(jiàn)煙囪冒煙,風(fēng)機房外就聽(tīng)不到風(fēng)機的噪聲,周?chē)用褚詾殄仩t房已停止運行了。

    檢測結果相當令人滿(mǎn)意:鍋爐運行時(shí)內部壓力-5Pa左右,煙氣中含塵濃度低于10mg/m3,總收塵效率高達99.5%以上。

    該鍋爐的研究和改造結果說(shuō)明,鍋爐房煙塵污染可以通過(guò)改用除塵效率高的布袋收塵器解決;鍋爐房噪聲污染可通過(guò)增大引風(fēng)機葉輪的方法解決。
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