摘要:介紹了適用于秸稈鍋爐煙氣除塵的袋式除塵器的特點，以及秸稈鍋爐除塵工藝的選擇和秸稈鍋爐除塵設計應注意的事項。

關鍵詞:秸稈鍋爐,旋風除塵器,袋式除塵器

1 概述

秸稈是一種很好的可再生能源，每兩噸秸稈的熱值就相當于1噸標準煤，而且在生物質(zhì)的再生利用過程中，排放的CO2與生物質(zhì)再生時吸收的CO2可達到碳平衡，具有CO2零排放的作用，市場前景非常廣闊。

我國生物質(zhì)能資源非常豐富，農(nóng)作物秸稈資源量超過7.2億t/a，其中6.04億t可作能源使用。通過引進、消化、吸收國外先進技術，嫁接商品化、集約化、規(guī)�；墓芾斫�(jīng)驗，結合中國國情，在農(nóng)村推廣實施秸稈發(fā)電技術，在節(jié)省不可再生資源、緩解電力供應緊張等方面都具有特別重要的意義。本文介紹了一套適用于秸稈鍋爐煙氣除塵的袋式除塵器，該系統(tǒng)已運用于河南長葛恒光熱電有限公司75t/h秸稈鍋爐上。

2 秸稈鍋爐的基本特性

河南長葛恒光熱電有限公司75t/h秸稈鍋爐的鍋爐型式為水冷振動爐排秸稈燃燒爐；額定蒸發(fā)量75t/h；額定蒸汽壓力3.82MPa；額定蒸汽溫度450℃；鍋爐效率≥90%；鍋爐年運行時間≥5500h。

該鍋爐燃料以玉米秸稈為設計燃料，以果木枝條為校核燃料，同時兼顧了其它生物質(zhì)燃料，如小麥秸稈、棉花秸稈、糠醛渣等，并以煤為緊急備用燃料。各種燃料均不考慮摻燒。

秸稈及果木枝條正常水分（Mar）≤25％，但每年有2～3個月，秸稈水分可能高達40%～50%。秸稈及果木枝條燃料品質(zhì)分析結果見表1；糠醛渣分析結果見表2。

該鍋爐工程不設燃油系統(tǒng)，鍋爐點火采用人工火把點火。鍋爐燃燒基礎數(shù)據(jù)見表3。

3 秸稈鍋爐燃燒的特點

（1）燃燒粉塵量大

秸稈燃燒后的灰渣比在10∶0～8∶2之間，即渣份很小，幾乎都成為灰分，所以煙氣含塵濃度會很大。

（2）二次燃燒

由于秸稈不可能在爐內(nèi)完全燃燒，且在煙道里由于氧含量不夠不能再次燃燒，較大粉塵也由于煙氣熱交換時間很短會保持著燃燒溫度，所以一旦具備氧條件，如放置于空氣中，就會再次燃燒。

（3）燃燒粉塵堆積密度小

秸稈燃燒后的粉塵堆積密度很小，堆積密度一般在0.18～0.5t/m3，因此會造成輸灰設備的容量增大。

（4）燃燒粉塵粒徑小、比電阻大

由于燃燒粉塵粒徑小、比電阻大，因此秸稈鍋爐除塵只適合用袋式除塵器，不適合其它任何除塵方式。

（5）燃燒結焦

燃燒后灰分含有機物等，燃燒設備一旦溫度降低，就可能出現(xiàn)結焦現(xiàn)象，造成堵塞。

（6）煙氣溫度高

由于考慮到鍋爐結焦及腐蝕問題，排煙溫度可能會在160℃～190℃。

（7）配套設備要求穩(wěn)定可靠

鍋爐是不能隨意性停止運行的，與之配套的設備必須穩(wěn)定可靠。

4 秸稈鍋爐除塵工藝的選擇

針對鍋爐上述特點，該工程采用如下除塵工藝（見下圖）。

（1）針對秸稈燃燒尾氣粉塵中含有炭黑等粘滯性成分，易造成粘袋，因此設置了噴粉系統(tǒng)，安放在旋風分離器與袋式除塵器之間的煙道上。

（2）粉塵微細，且會夾帶未充分燃燒的細小桿狀物或碳化物，易產(chǎn)生二次燃燒。在袋式除塵器前設置旋風分離器，作為燃燒沉降室，旋風分離器頂端布置霧化增濕裝置，對煙氣進行調(diào)質(zhì)，通過溫濕度控制儀控制霧化量，防止煙溫過高損壞濾袋，由于有增濕霧化過程，有利于增加細粉的積聚能力，同時增加細小桿狀物或碳化物的重度，以達到預除塵效果。

（3）袋式除塵器前因設置了噴粉系統(tǒng)，可將未被旋風分離器去除的小顆粒粉塵進行包裹，利于清灰，避免彌漫現(xiàn)象的發(fā)生。

（4）根據(jù)對玉米秸稈、果樹枝條等的成分和燃燒產(chǎn)生的灰分的分析，煙氣成分中的灰分含量約8%，S、Cl的含量分別為0.22%和0.6%,草木灰中的MgO、CaO、Na2O、K2O等堿性物質(zhì)在灰中的比例高達30%，即利用草木灰中的堿性物質(zhì)在增濕活化和充分攪和的條件下就可以實現(xiàn)煙氣中的SO2、HCl、HF等物質(zhì)的脫除，從而降低煙氣的露點溫度。袋式除塵器濾袋采用聚苯硫醚（PPS）濾料，并經(jīng)過防水、防油、阻燃處理。

5 袋式除塵器的結構特點

（1）分成若干單位

考慮清灰的徹底及故障的排除，將除塵器分成若干單元，這樣可以保證細粉塵不會被再次吸附，也可以不停機檢修，達到運行穩(wěn)定的效果。

（2）旁路設置

在鍋爐出現(xiàn)異常情況時，如溫度超過190℃，或四管爆裂、輸灰故障不能及時排除、點火投油等，對除塵器必須進行保護。

（3）全自動化的控制

能實現(xiàn)全自動化的控制要求，減少運行的人力投入，提高運行可靠性。

（4）強力的破堵、破拱裝置

由于除塵器可能會出現(xiàn)粉塵結塊、搭拱現(xiàn)象，會造成除塵器卸灰不順，因此可采用強力的空氣炮進行破堵。

（5）固定管噴清灰技術

固定管噴清灰技術是當今除塵行業(yè)普遍采用的一種清灰技術，其避免了旋轉(zhuǎn)噴吹軸承容易損壞、潤滑難以解決導致故障率高的不良現(xiàn)象發(fā)生，可解決由于反吹風清灰不夠徹底而導致設備阻力居高不下的問題。

固定管噴清灰技術借助經(jīng)過處理后的壓縮空氣誘導上箱體的凈空氣瞬間向濾袋內(nèi)筒噴吹，形成脈沖抖動，粘附在濾袋外表面的粉塵在此突然強烈的抖動下，脫離濾袋落入到灰斗中。

6 袋式除塵器清灰

當濾袋表面積塵達到一定量時，由清灰控制裝置（差壓或定時、手動控制）按設定程序打開電磁脈沖閥噴吹，壓縮氣體以極短的時間順序通過各個脈沖閥，經(jīng)噴吹管上的噴嘴誘導數(shù)倍于噴射氣量的空氣進入濾袋，形成空氣波，使濾袋由袋口至底部產(chǎn)生急劇的膨脹和沖擊振動，造成很強的清灰作用，抖落濾袋上的粉塵。

鍋爐爆管及煙溫異常時，啟動旁路保護系統(tǒng)。

落入灰斗中的粉塵經(jīng)由卸灰系統(tǒng)排出后，利用氣力輸灰設施集中送出。

除塵器具有在線、離線兩種狀態(tài)的清灰功能和離線檢修功能；設置有濾袋檢漏裝置用于檢測濾袋狀況。
所有的檢修維護工作均在除塵器凈氣室執(zhí)行，無須進入除塵器過濾室。

7 系統(tǒng)主要設備

（1）旋風分離器，包括霧化增濕裝置等。

（2）袋式除塵器本體，包括：1）設備本體。設備支撐結構、上箱體、中箱體及灰斗等。2）濾袋、籠骨和花板。濾袋和籠骨組成了除塵器的濾灰系統(tǒng)；花板用于支撐濾袋組件和分隔過濾室（含塵段）及凈氣室，并作為除塵器濾袋組件的檢修平臺；濾袋組件從花板裝入。3）噴粉系統(tǒng)。包括氧化鈣粉倉、卸料閥、羅茨風機等。4）進氣系統(tǒng)。包括進風導流總管、導流板、進風口手動調(diào)節(jié)閥。5）排氣系統(tǒng)。包括由排氣管道等組成的除塵器凈化氣體排放系統(tǒng)。6）卸灰系統(tǒng)。裝置與除塵器灰斗上的清堵空氣炮、手動插板閥等組成了除塵器的卸灰系統(tǒng)—氣力輸灰。7）平臺、欄桿、爬梯及手（氣）動閥門的檢修平臺。8）除塵器頂部防雨設施。用于保護電磁脈沖閥等除塵器頂部裝置。9）除塵器照明系統(tǒng)。

（3）保護系統(tǒng)，包括在線檢測裝置、旁路系統(tǒng)及濾袋檢漏裝置。

（4）壓縮空氣系統(tǒng)，包括儲氣罐、壓縮空氣管道、減壓閥、壓力表、氣源處理三聯(lián)件等。

（5）控制系統(tǒng)，包括儀器儀表、上位工控系統(tǒng)、以PLC可編程控制器為主體的除塵器主控柜、MCC柜、現(xiàn)場操作柜、檢修電源箱、照明電源箱等。

8 袋式除塵器設計參數(shù)

單臺袋式除塵器設計參數(shù)見表4。

9 使用效果

該項目除塵設備于2006年11月底安裝調(diào)試后投入使用，除塵器運行阻力＜1200Pa，實測排放濃度為24mg/Nm3，遠低于國家標準50mg/Nm3。運行至今，布袋末出現(xiàn)破損，氣力輸灰部分也很順暢，末出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象。

10 秸稈鍋爐除塵設計注意事項

（1）煙氣需先進入旋風除塵器，除去未充分燃燒的秸稈灰，以保護濾袋；旋風除塵器上需布置霧化增濕裝置，以滅明火降煙溫。

（2）由于秸稈中含有沙粒，旋風除塵器內(nèi)壁需作耐磨處理。

（3）由于秸稈灰比重較小，設計輸灰系統(tǒng)時應按灰的體積來計算輸灰能力，若按灰重來設計，將會造成輸灰系統(tǒng)嚴重堵灰。

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