工程說明

摘   要：布袋除塵器在國內(nèi)電廠中的應(yīng)用逐漸增多，使用情況也越來越受到人們的關(guān)注。本文介紹了鄭州裕中能源有限公司＃1鍋爐電除塵器改造為袋式除塵器的方案選擇、方案實(shí)施和使用情況。

關(guān)鍵詞：電除塵器  重力  慣性  袋式除塵器

 
一 前言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長，人民生活水平的不斷提高，大氣環(huán)境質(zhì)量的好壞愈來愈引起人們的重視?；鹆Πl(fā)電廠排放的煙塵，是大氣環(huán)境中最主要的污染源之一。提高火力發(fā)電廠的除塵技術(shù)水平，降低煙塵的排放量，對減輕大氣環(huán)境的污染是非常重要的。

鄭州裕中發(fā)電有限責(zé)任公司#1爐系上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)的SG-1025/17.4-M888型鍋爐。鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包鍋爐，采用單爐膛、“P”型布置、四角切圓燃燒、露天布置，全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)，平衡通風(fēng)，固態(tài)排渣，機(jī)械刮板式撈渣機(jī)，#1爐2006年12月投如運(yùn)行。電除塵器為雙室雙列五電場電除塵器，每臺除塵器設(shè)計處理煙氣量為830950m3/h，分兩路經(jīng)喇叭口分別進(jìn)入兩個電場內(nèi)，除塵后的氣體進(jìn)入出口煙道經(jīng)引風(fēng)機(jī)排至脫硫裝置。除塵器設(shè)計效率≥99.76％。

在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于燃料煤質(zhì)不斷發(fā)生變化，再加上電除塵器自身除塵能力的限制，截止到2010年4月，電除塵器出口實(shí)際煙塵濃度遠(yuǎn)超出設(shè)計值，不僅難以達(dá)到國家最新的污染排放指標(biāo)要求，還已經(jīng)影響到下游脫硫系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

二、方案選擇

鑒于電除塵改造勢在必行，公司決定對改造工程以EPC方式實(shí)施招標(biāo)，改造方案為純袋式除塵器和電袋復(fù)合除塵器兩種方案。

純袋式除塵器方案：原電除塵器內(nèi)部陰極線、陽極板及振打裝置等設(shè)備全部拆除，第一電場改造為重力沉降+擋板慣性除塵室，使初級除塵達(dá)到40%以上的效率，其余4個電場改造成布袋除塵的方式，保留原有進(jìn)口喇叭、灰斗、殼體，僅對其進(jìn)行修復(fù)及對出風(fēng)口喇叭進(jìn)行改造，對輸灰系統(tǒng)改造，使其能滿足布袋除塵輸灰需要。

電袋復(fù)合除塵器方案：保留電場數(shù)為2個，一、二電場保留，三、四、五電場改造為布袋除塵器，具體由設(shè)備廠家闡述必要性。其余保留原有進(jìn)口喇叭、灰斗、殼體，僅對其進(jìn)行修復(fù)及對出風(fēng)口喇叭進(jìn)行改造，對輸灰系統(tǒng)改造，使其能滿足電袋除塵輸灰需要。

本項目采用兩種方案同步招標(biāo)方式，由各投標(biāo)廠家結(jié)合改造投資、運(yùn)行維護(hù)成本和操作維護(hù)的簡便性進(jìn)行對比分析，提出建議，評標(biāo)專家結(jié)合各廠家的投標(biāo)報價、運(yùn)行費(fèi)用測算和技術(shù)成熟可靠性進(jìn)行了綜合評判，最終選定純袋式除塵器方案。

三、設(shè)計方案

除塵器采用直通進(jìn)風(fēng)方式，設(shè)置為四個獨(dú)立的通道，在每進(jìn)出風(fēng)口設(shè)有電動擋板門，任何一列可解列實(shí)現(xiàn)不停機(jī)檢修。原一電場掏空后作為預(yù)除塵室，為重力+慣性除塵方式，原二、三、四、五電場掏空后作為袋除塵室。除塵器進(jìn)口喇叭內(nèi)設(shè)有兩級布風(fēng)板，為孔板結(jié)構(gòu)形式；在預(yù)除塵室內(nèi)設(shè)置槽型擋板，為折邊槽鋼對扣方式，類似于電除塵器出口槽型布風(fēng)板；槽型擋板底端與袋除塵室的導(dǎo)流管相連接。煙氣經(jīng)過除塵器入口喇叭內(nèi)的兩級布風(fēng)板布風(fēng)后進(jìn)入預(yù)除塵室時煙氣流速降至1m/s，煙氣中的大顆粒粉塵由于煙氣攜帶速度的大幅降低借助自身重力降落到灰斗中，此時預(yù)除塵室對煙氣起到了重力除塵作用；之后煙氣繼續(xù)前行，煙氣與槽型擋板接觸，又有一定量的粉塵與槽型擋板發(fā)生撞擊，速度瞬間變?yōu)榱?，借助自身重力落入灰斗中，此時預(yù)除塵室對煙氣起到了慣性除塵作用；慣性擋板除對煙氣起到慣性除塵作用外，還對煙氣進(jìn)行了再次分配，約20%的煙氣水平進(jìn)入袋除塵室，側(cè)向與濾袋接觸；約80%的煙氣被折轉(zhuǎn)向下引導(dǎo)至慣性擋板下端的導(dǎo)流管組內(nèi)，并結(jié)合導(dǎo)流管組對氣流進(jìn)行分配，導(dǎo)流管前高后低，通過導(dǎo)流管對氣流的趕壓實(shí)現(xiàn)煙氣的逐步擴(kuò)散。煙氣從濾袋底部空間向上抬升，透過濾袋完成粉塵捕集后進(jìn)入到高凈氣室，再通過出口喇叭排出，為保證出風(fēng)順暢，避免氣流積聚，在出口喇叭內(nèi)設(shè)置縱橫兩向交錯的導(dǎo)流葉片，形成分層網(wǎng)錐出風(fēng)。通過以上一系列措施，實(shí)現(xiàn)煙氣對濾袋簇的全方接觸位的包圍，并得到充分的擴(kuò)散，保證在任何接觸到濾袋表面的煙氣流速均小于1m/s。

由于該電廠位于鄭州市城區(qū)周邊，環(huán)保部門要求在鍋爐運(yùn)行時不允許出現(xiàn)除塵器旁路運(yùn)行情況，從環(huán)保要求出發(fā)，設(shè)計方案取消了煙氣旁路系統(tǒng)，這將意味著鍋爐啟動投油和低負(fù)荷投油助燃時煙氣必然要經(jīng)過濾袋過濾，為此該項目針對鍋爐運(yùn)行過程可能出現(xiàn)的異常工況設(shè)置了相應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)。一是預(yù)噴涂系統(tǒng)，在除塵器投運(yùn)前，對布袋進(jìn)行深度預(yù)涂灰，使布袋表面有足夠的細(xì)粉塵，并且此階段調(diào)整清灰方式，從而有效的保證鍋爐在最低穩(wěn)燃負(fù)荷時運(yùn)行正常，以及煤油混燒或全部投油時，調(diào)整噴吹清灰壓力，實(shí)現(xiàn)濾袋表面保留一定的粉餅層，除塵器可投入運(yùn)行。如果長時間低負(fù)荷全投油（≥48h）時，還應(yīng)考慮借助預(yù)涂灰裝置進(jìn)行適量的噴粉。二是緊急噴水降溫系統(tǒng)，除塵器進(jìn)風(fēng)總管上設(shè)置了緊急噴淋降溫系統(tǒng)。緊急噴水降溫系統(tǒng)設(shè)置兩級，采用氣液兩相噴嘴，保證霧化效果，同時，在平時利用壓縮空氣保持噴嘴的暢通并清除結(jié)垢。當(dāng)煙氣溫度過高時，通過設(shè)置在進(jìn)風(fēng)總管上的溫度傳感器反饋信號至PLC，控制緊急噴淋降溫系統(tǒng)啟動第一級噴嘴，進(jìn)行降溫；如未達(dá)到設(shè)定溫度以下，則開啟第二級噴嘴；當(dāng)溫度依舊超標(biāo)時，此時必須切換旁路以保護(hù)濾袋。該系統(tǒng)的降溫作用不小于30°。三是必要的監(jiān)控儀表，包括濕度儀、溫度儀、濁度儀、差壓變送器、氧量儀等，濕度儀用于檢測判斷鍋爐是否出現(xiàn)大面積爆管現(xiàn)象，進(jìn)而采取停爐保護(hù)措施；溫度儀用于檢測鍋爐是否出現(xiàn)鍋爐結(jié)焦或空預(yù)器出現(xiàn)卡阻導(dǎo)致超溫現(xiàn)象，與緊急噴水降溫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，超溫時啟動緊急噴水降溫系統(tǒng)對煙氣降溫，實(shí)現(xiàn)對濾袋的保護(hù)；濁度儀、差壓變送器用于檢露和糊袋、堵袋檢測，每列倉室設(shè)置濁度儀和差壓變送器。濁度儀檢測每列倉室排放濃度達(dá)到設(shè)定值時報警，從而檢查判斷濾袋是否出現(xiàn)破損；差壓變送器檢測濾袋過濾阻力達(dá)到設(shè)定值時報警，從而檢查判斷濾袋是否出現(xiàn)糊袋、堵袋。

袋式除塵器的清灰系統(tǒng)及清灰制度的設(shè)置合理與否將直接影響到除塵器的運(yùn)行穩(wěn)定性、運(yùn)行安全及濾袋的使用壽命。袋式除塵器的清灰應(yīng)盡可能地保證整個濾袋及各個區(qū)域清灰程度均勻，否則會引起整個系統(tǒng)阻力分布不均勻，從而影響到內(nèi)部的氣流分布，因而本項目采低壓脈沖固定行噴吹清灰方式。袋式除塵器采用一只脈沖閥對應(yīng)一根噴吹管，而一根噴吹管對應(yīng)15個噴嘴，噴嘴孔徑大小不一，呈規(guī)則排布，并與濾袋逐一對應(yīng)，脈沖閥開啟時間為0.1秒，補(bǔ)氣時間為10秒。電磁脈沖閥采用進(jìn)口產(chǎn)品，噴吹壓力為0.1～0.3MPa（可調(diào)），氣量為0.2～0.25m3/次。

本項目袋式除塵器濾袋采用PPS-P84/PPS551CS17，即基布采用PPS纖維、織布主材為PPS，面層混紡15%的P84，利用P84纖維斷面為葉形、捕集面積大的特征，以近一步提高濾袋的過濾性能，以保證除塵器穩(wěn)定達(dá)到30mg/Nm3以下排放濃度。

四、袋式除塵器技術(shù)參數(shù)

袋式除塵器的運(yùn)行阻力要比電除塵器阻力大，電除塵器的改造勢必涉及到風(fēng)機(jī)及電機(jī)要不要改造的問題。經(jīng)過對煙風(fēng)阻力的測算和現(xiàn)場實(shí)際測試，確定風(fēng)機(jī)還有約800Pa的裕量，因而風(fēng)機(jī)不改造就要求除塵器最大運(yùn)行阻力小于1100Pa，這對除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和清灰控制方面提出了很高的要求。

五、使用情況分析

該工程由江蘇新中環(huán)保股份有限公司總承包，經(jīng)過為期45天的緊張施工，改造后的袋式除塵器于2010年6月26日正式點(diǎn)火投運(yùn)，經(jīng)過熱態(tài)調(diào)試和設(shè)備消缺，目前改造后的重力沉降+袋式除塵器已順利通過168小時連續(xù)試運(yùn)行。整體情況良好。各項技術(shù)性能指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計值，設(shè)備滿負(fù)荷時運(yùn)行阻力小于800Pa，煙塵排放濃度在20～25mg/Nm3。

實(shí)踐證明，該工程所采用的重力、慣性、袋濾多機(jī)理的復(fù)合式除塵器是一種處理煙氣量大、運(yùn)行阻力低、除塵效率高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、維護(hù)工作量少的高效除塵設(shè)備，它不僅實(shí)現(xiàn)了對粉煤灰的粗選，避免了粗顆粒粉塵對濾袋的沖刷，而且有效降低了進(jìn)入袋區(qū)的煙塵濃度，適當(dāng)延長了除塵器的清灰周期。

電除塵器由于其除塵機(jī)理所限制，已經(jīng)很難適應(yīng)當(dāng)前的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，一大批原有的電除塵面臨著改造。利用原有的電除塵殼體，將一電場掏空，利用此空間實(shí)現(xiàn)重力沉降和慣性撞擊雙重預(yù)除塵功能，利用后級電場空間實(shí)現(xiàn)袋濾捕集的最終除塵功能。這對降低改造投資、縮短改造周期、提高設(shè)備穩(wěn)定性和減少運(yùn)行維護(hù)成本都具有積極的意義。
 

參考文獻(xiàn)：
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3、李東等，鄭州裕中能源有限責(zé)任公司1#機(jī)組袋式除塵設(shè)計說明，江蘇新中環(huán)保股份有限公司, 2010.5

工程圖片