1.1业主对电除尘系统的安全防护要求
欧洲工厂对人身和生产安全、卫生防护非常重视。与国内相比,有不少更加严格的要求,
摘其要者如下:
·所有硬件,包括设备、管道、零部件、构件、保温、油漆都必须通过欧盟安全认证,打上相应的标记。
·所有现场工人及有关人员必须办理人身保险。
·所有安全防护规程、标准都要采用欧盟标准并且符合匈牙利标准。
·对系统设计有详细的安全防护要求,后文另行详述。
1.2业主对承包商的选择
业主是跨国公司,本工程由其总公司初选承包商,欧洲总部采购部门进行具体比较选定。
先是美国总公司到初选的公司进行考察,对承包公司认可之后,由欧洲总部发送招标书。承包商按期送达投标书之后,欧洲总部进行全面评审,要求承包者赴欧访问交流,考察现场,面对面进行技术交底和答疑。对有关技术、施工、调试、五年备品备件保证供应、现场运行紧急事态快速处理、付款规定、工程拖期或不达标的处罚等问题进行谈判,这些和一般国际项目大体相同,不过业主对于中国首次总承包,放心不下,因而程序更加复杂、合同要求更为严格。
比较麻烦的是:业主要求:第一、如果发生处罚情况,对中国要双倍惩罚;第二、中国承包商必须有可靠的欧洲伙伴公司,以便代表中国公司紧急处理现场运行中出现的问题。第三、不允许中国工人参与任何施工调试工作。我们慎重研究,一一答应并做到了,最后在于欧美公司的竞争中,被欧洲总部选中,签订全系统总承包合同。
2.工程总承包概况
2.1电除尘器设计
根据以上烟尘特点,设计电除尘器时着重考虑了以下因素。
2.1.1高温下的电晕放电
众所周知,气体温度升高时其击穿电压随之下降,导致电除尘器运行电压降低,损害除尘效率。设计时要求对高温的影响有个基本的判断。
气体的电晕放电是由于电场中的电子冲击气体分子导致电离而形成的。电子被加速的程度起着决定性的作用。电子在电场中获得的加速运动能量正比于电场强度和电子的平均自由行程,而后者反比于气体的密度。烟气温度上升--气体密度下降--电子的平均自由行程增加--电子的能量加大--气体提前击穿--运行电压降低--除尘效率下降。这就是其连串反应。
定量地说,导致气体击穿的能量反比于温度的平方,而气体击穿电压反比于气体温度。因此,温度上升时,输入电场的能量将更多地下降。根据这个规律,要想借助电晕放电产生等离子体,提高温度极其有效;但是从除尘来看,气温升高,就很不利了。
对于电除尘器最大用户的燃煤电厂,其烟气温度多为130℃(403°K)上下、同极距为400mm的情况下,如果安装良好,电除尘器击穿电压可达65kV以上。 按上述反比律计算,温度400℃(673°K)时,击穿电压将降低到40kV左右。换言之,温度每升高10℃,击穿电压大致降低1kV。这对静电除尘的影响是明显的。我们在设计高温电除尘器时,除了结构问题之外,对于高温工作电压降低的定量影响做了估算。
3.1.2 高温选材
电除尘器用于400℃及以上高温烟气,国内外都不多见,采用什么材料制作成为能否长期安全运行的重要问题。
众所周知,常用的碳素结构钢牌号,是按屈服点来命名的。所谓屈服点,就是钢材在被拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,钢材仍然继续发生塑性变形(屈服),明显产生塑性变形时的最小应力值即为屈服点。如Q235,其屈服点就是235MPa。此外,大家也知道,普通结构碳钢在350~400℃时弹性模量会有明显的降低,也就是此时同样的应力会造成钢材较大的应变。使用时为了避免明显的变形,设计中要降低钢材的许用应力,这样就要加大钢材用量和工程造价,很不经济。
因此,在设计这台工作于400~410℃的电除尘器时,要找到一种屈服点和许用应力都比Q235更高而价格仍然较低的钢材,它能在400~410℃时安全而正常地工作,同时基本不增加工程造价,而避免使用虽然耐高温然而价格昂贵的不锈钢。为此我们将目光投向了“考登钢(Corten steel)”。它是一个较新型的钢种,性价比优越。和常规电除尘器使用的Q235-A对比, 优点明显可见:
屈服点: Q235-A----235MPa, Corten-A----343MPa
抗拉强度: Q235A----370MPa Corten-A----480MPa
因此决定将它用于电除尘器的外壳受力构件上,如立柱、大梁、圈梁以及电极的重要悬吊构件等。至于其它部件的材质列于表2。其中高压绝缘件选用95% 高铝瓷是十分必要的,普通电瓷耐温不足,会因热应力而碎裂。
表3. 电除尘器所使用的材料
构件 |
品种 |
牌号 |
立柱、大梁、圈梁以及电极重要悬吊构件 |
考登钢 |
Corten steel A |
外壳、顶盖、灰斗、气分板、槽型板、阻流板 |
普通结构钢 |
Q235-A |
阳极板 |
优质冷轧钢板 |
SPCC |
阴极中心管 |
普通结构钢 |
Q235-A |
阴极芒刺 |
不锈钢 |
1Cr8Ni9Ti |
保温层护板 |
0.6mm彩钢板或塑钢板 |
|
保温层 |
岩棉毡 |
|
穿墙套管、振打棒 |
高铝瓷 |
95% Alunina |