水冷式真空泵程控吸尘抽吸锅炉打压水设备与罗茨风机负压吸尘器性能对比 现状:目前在发电行业的锅炉车间粉尘污染状况日益严重,不仅危害工人的身体健康,对电厂的安全生产也造成巨大隐患,电厂锅炉车间因为粉尘爆炸的事故屡见不鲜,比如,抚顺热电厂2007年8 月18日就发生一起爆燃事故(死亡1人伤8人)。 长期以来,电厂锅炉车间内的粉尘一直是采用人工清扫,劳动效率和安全性很低,而且还产生二次污染。负压清扫设备的出现解决了这一难题当时由于技术和经济的原因未能找到一个很好的设备做为负压源,由于罗茨风机的压力比离心风机压力大(离心风机压力为5000—7000帕),九十年代初许多电厂采用罗茨风机来吸取散落的粉尘,(因为罗茨风机反过来工作时,在吸气口也会形成一定的负压)。由于罗茨风机的负压低、风量大、使得管网阻力加大,治理效果不很理想,现在所有电厂都已停用。将罗茨风机作为负压源既没有科学性也没有经济性,下面就从几方面简单剖析一下:
一、
从罗茨风机的功能上:
罗茨鼓风机做为正压气源。广泛应用于污水处理、气力输送、重油喷燃、高炉冶炼、水产养殖、农药化工等行业里,由于该设备主要用来产生正压,如果将其反向使用来产生负压其真空压力将比正压小很多。同时使罗茨风机的温度升高到120o C。会对风机的叶片产生较大的气蚀。加速叶片的磨损。
二、从罗茨风机性能上 真空泵的密封性好而风机的密封性差,罗茨风机密封性也差。罗茨风机用于负压工作时,其吸气口产生的负压约为2—4万帕(pa)(见附后的性能表)。由于负压小,加装净化装置后净化装置有一定阻力,(约为6000~1万帕左右),再加上管网系统的阻力,实际工作时的抽吸力将很小。锅炉现场试验可知开起设备后只开一个吸口在锅炉车间的25米高处吸力极微弱。(理论计算也是如此)。如果在风机与管路连接处不加装净化装置,则系统工作时会有大量的粉尘通过风机,会使风机叶轮严重磨损,造成整个风机的效率降低,随着磨损的加重,转子和壳体间隙加大会使吸力变得越来越小,最后使整个风机报废(按每天5小时工作时间测算不超过半年约900小时就报废)。要想再提高吸尘器的效率只有重新更换风机。 我们知道一般风机的风量都远远大于真空泵的流量,而压力远远小于真空泵的压力。很多人认为风量越大吸力就越大,如果将风机用来作为负压源来使用会怎么样呢?下面就来分析一下: 风机的流速v =风机的流量Q ÷风机吸口的面积A(由于风机接口与管路联接也可看成管路的端面积) 即:V = Q ÷ A A =
πD2/4 D — 管路直径 由管网阻力方程可知 管网的阻力 = 延程磨擦阻力+局部阻力 即: F
= Ξ(λL)v
2/(2gD) + Ξξv2/(2g) 即:管网的阻力 F ∝ v2 即:管网的阻力 F ∝ Q2 结论:风机的流量增加一点,由于阻力和速度的平方成正比,也就是和流量的平方成正比才使得管网的阻力极速增加。 所以利用罗茨风机产生负压源不但没有技术上的科学性,而且在现场实践中证明由于阻力的增大吸尘效果极差。流量的增加还使管网的速度增加,磨损度和流速立方成正比。速度的增加将加速管路的磨损。所以要有合理的流量才行。《除尘设备设计手册》给出的2500~3000m3/ 就是按此考虑的。 由于目前电厂多为大机组,锅炉本体高度都在80多米以上,要求所选的真空负压最大真空度要在-80kpa以上,抽气速率要在2500~3000m3/h。只要使用鼓风机或罗茨风机做负压源都达不到这个压力值。这两个数值光靠单级湿式泵或单台风机是无法实现的。罗茨风机由于自身结构和温升上的原因进行串连增压目前全世界还没有实现。只有湿式真空泵才能进行串连增压,但要克服很多技术上的难题(如气流脉动产生的气蚀、浪泳、增压泵起动增流等问题才行)。 水冷式真空泵程控吸尘设备经过多年努力解决了上述难题。并在多家及五大电力集团公司的大机组安全可靠运行多年。
三、从现场使用状况上
(一)将罗茨风机作为负压源的负压吸尘设备最大吸力约为2—4万帕,由于负压小使的管路经常堵塞。其最高吸程<35米。最大吸距<80米根本不能满足现有大机组火电厂锅炉吸尘现场的要求。
(二)以罗茨风机为负压源的负压吸尘设备无法加装净化装置(上面已经阐述)但是吸尘器排出的空气粉尘浓度国家是有一定要求的(>10mg/m3),现有的解决方法是将罗茨风机出气口与静电除尘器的出灰处联接,其后果会使罗茨风机机体和出气口经常堵塞(每天都产生堵塞)。中电投辽宁阜新发电厂二期建的200MW机组和中电国际清河电厂原200MW机组、铁岭200MW机组都出现这种现象,最后不得不将其拆除。不但浪费了大量的资金还影响了工作环境。有的生产厂将罗茨风机的气体出口用水封槽密封并兼做排灰),由于水封槽用水量大还会产生真空泄漏,其结果使真空吸力更小,同时罗茨风机机体经常被粉尘堵塞,水封槽冲下来的粉尘采用水冲走,浪费大量的水资源,不具备经济性。目前大机组和新建电厂都没有排水设施。故所收集下来的灰水无处排放。有捞渣机泥浆池的电厂由于收集的灰粉中有杂物,排放会造成泥浆池堵塞。 (三)以罗茨风机为负压源的负压吸尘设备在全国各地多数发电厂早期都使用过。由于粉尘对风机叶片磨损严重,一般不到一年就报废。维护更换量大。由于上述原因现在都以废弃
四、水冷式真空泵程控真空吸尘设备;
该设备的负压源是利用二组串联的大型水冷却真空泵产生大负压,最高可达0.1MPa(10万帕),其泵体的额定流量和φ133mm管路实测的最小阻力风量接近,使得管网的真正阻力要比罗茨风机对管网的阻力小很多倍。加上它独特的内部结构及其特殊的串联增压方式使其额定真空负压吸力工作可达8.6万帕,真空泵产生的较大真空压力(最大可达10万帕)和合理的流量,使得该真空吸力减去净化装置和管网的阻力1万多帕后剩下的巨大的吸力可保证同时打开场4~6个吸口,使4~6名工人同时进行清扫作业。这一性能是所有负压设备所不具有的。该设备水平最远可吸1600米,最高吸程为150米,吸力足以满足600MW及更大机组清扫的要求。
|