提高循環(huán)流化床鍋爐電除塵效率的措施

王 軍

（中國石油錦西石化公司，遼寧 葫蘆島 125001）

1 前言

循環(huán)流化床（CFB）鍋爐技術是20世紀70年代發(fā)展起來的新一代高效、低污染清潔燃燒技術。燃料與脫硫劑在爐內(nèi)經(jīng)過多次循環(huán)，反復進行低溫燃燒和脫硫反應，不但能達到低NOX排放和實現(xiàn)對SO2排放的控制，而且CFB鍋爐還具有燃燒效率高、燃料適應性強、負荷調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點，因此，近年來大型CFB鍋爐在國內(nèi)電廠鍋爐中得到了較快發(fā)展。

CFB鍋爐與煤粉鍋爐相比，由于燃燒方式、燃料粒徑等有很大區(qū)別，加之CFB鍋爐在爐內(nèi)進行噴鈣脫硫，使排煙特性發(fā)生變化。循環(huán)流化床鍋爐煙塵有3個明顯的特點：①比電阻升高，容易產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象；②進口含塵量大，容易產(chǎn)生電暈封閉；③灰塵黏度增大，細粉塵多容易造成陽極板和陰極線沾灰。

錦西石化熱電公司二期有3臺哈鍋220 t/hCFB鍋爐，配套3臺鞍山環(huán)保105 m2靜電除塵器。設備投產(chǎn)以來，我們實施了一系列的技術措施，有效的提高了電除塵效率。

2 采取的技術措施

熱電公司電除塵器2003年全面投產(chǎn)運行以來，發(fā)現(xiàn)影響效率的主要問題有：電暈線肥大和陽極板粉塵堆積、高壓短路、本體結構缺陷，針對這些問題，幾年來陸續(xù)實施了相應的技術措施加以解決，取得了良好的效果。

2.1 針對電暈線肥大和陽極板粉塵堆積的技術措施

電暈線越細，產(chǎn)生的電暈越強烈，但因在電暈極周圍的離子區(qū)有少量的粉塵粒子獲得正電荷，便向負極性的電暈極運動并沉積在電暈線上，若粉塵的粘附性很強，不容易振打下來，于是電暈線的粉塵越積越多，即電暈線變粗，大大地降低電暈放電效果，這就是電暈線肥大；粘附性很強的粉塵有時還會在陽極板上堆積起來。以上兩種情況都會使除塵效率降低。其產(chǎn)生的原因主要有以下幾方面：①除塵器低負荷或停止運行時電除塵的溫度低與露點，水或硫酸凝結在塵粒之間及塵粒與電極之間，使其表面溶解，當除塵器再次運行時，溶解的物質(zhì)凝固或結晶，產(chǎn)生很大的附著力。熱電公司為滿足環(huán)保要求，經(jīng)常停爐后繼續(xù)運行電除塵，造成積灰和腐蝕。②CFB鍋爐的粉塵的粘附性強，易于附著極板極線而不易分離。③漏風使冷空氣從人孔門、煙道、膨脹節(jié)、絕緣套管等處進入電場，不僅會增加煙氣處理量，而且會由于溫度下降出現(xiàn)結露，引起電暈極結灰肥大、絕緣套管爬電和腐蝕等后果。④振打強度不夠或振打故障，造成電暈線肥大和陽極板粉塵堆積，影響電流電壓的升高。我們在日常實踐中發(fā)現(xiàn)：當電流電壓明顯降低，調(diào)整控制器不起作用時，暫停電場一段時間（振打繼續(xù)運行）重新投入后電流電壓明顯升高，而后運行參數(shù)又會返回原來狀態(tài)，充分說明振打強度不夠。二期電除塵采用的是頂部振打，振打力的不足及其易衰減、振打周期的原始設定未優(yōu)化、振打控制器的高故障率等原因造成積灰不易清除。

通過以上原因分析，我們從兩方面進行解決。

（1）采取措施減少除塵器本體漏風。除塵器漏風不僅會造成電暈線肥大和陽極板粉塵堆積，更會使煙塵流量增加，根據(jù)多依奇效率公式漏風增加了公式中的Q值，從而使效率η值降低；電除塵器本體頂部加熱室區(qū)域、人孔門部分是漏風的主要方面，因此，通過對頂部振打穿頂套管加裝丁橡膠防雨帽、對頂部面板內(nèi)外層做防腐保溫解決腐蝕問題、對加熱風機進行閉路循環(huán)等措施來解決本體頂部加熱室區(qū)域的漏風；對于人孔門密封，舍棄傳統(tǒng)的石棉繩，采用性能優(yōu)良的硅橡膠圈；另外，加強對膨脹節(jié)、入口煙道以及灰斗部分的檢查，及時處理漏點。

（2）優(yōu)化頂部振打。收集到的粉塵最終要靠振打來清除。振打是關鍵的環(huán)節(jié)。通過完善振打的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)穩(wěn)定性和靈活性，通過合理設置振打周期及振打力度來控制積灰和二次揚塵。優(yōu)化頂部振打：一方面更新升級了振打的控制系統(tǒng)；原頂部振打控制器運行時系統(tǒng)自檢時間長，無法可靠啟動，上位機程序易出現(xiàn)故障，運行狀態(tài)和故障狀態(tài)判斷混亂。對該系統(tǒng)升級為PT－PLC（觸摸屏－可編程控制器）后，運行可靠，可實現(xiàn)靈活控制。另一方面，我們根據(jù)運行實際，依據(jù)前兩個電場的振打周期T值少，振打力小，后兩個電場振打周期T取大值，振打力大的原則對振打的周期和力度進行了試驗確定。通過電除塵停運后的內(nèi)部檢查，措施實施后，有效的解決了電暈線肥大和陽極板粉塵堆積問題。

2.2 針對高壓短路的措施

高壓短路直接影響電除塵運行參數(shù)，發(fā)生高壓完全短路后，二次電流I2上升，二次電壓U2＝0，相應的電場失去除塵作用，高壓短路對電除塵運行效率影響最大。熱電公司電除塵器出現(xiàn)高壓短路的原因有：①電場內(nèi)極板、極線完全短路或積灰短路、高壓電纜對地擊穿。②電場或陰極絕緣瓷瓶嚴重受潮或進水絕緣降低，造成高壓短路。高壓瓷瓶破裂。③變壓器故障。

解決電除塵高壓短路，我們采取的措施有：①加強對變壓器的維護，更換易損部件。②對電除塵的頂部加熱裝置進行了更新，提高其密封等級；頂部加熱風機風系統(tǒng)實現(xiàn)閉路循環(huán)，減少外界冷空氣進入加熱室。③對頂部的四點開關進行了更新，做到良好密封，絕緣瓷瓶定期清潔。④對輸灰系統(tǒng)進行了改造。為避免灰斗積灰而造成灰短路，我們給灰斗加裝料位計以監(jiān)視高料位，給輸灰系統(tǒng)增加了一條母管以提高出力，給灰斗加裝伴熱系統(tǒng)和完善灰斗倉振器以強化落灰能力。

2.3 針對本體缺陷的措施

由于鍋爐排煙溫度超過電除塵的設計值，以及電除塵極板極線膨脹余量過小，使電除塵器極板極線變形；設計原因?qū)е禄叶烽g凸臺的存在；極板極線安裝間距不合要求等本體缺陷導致除塵效率始終無法升高。本體的這些缺陷直接的影響是陰陽級的間距。

我公司的電除塵器是針對CFB鍋爐粉塵較高比電阻、高入口粉塵濃度以及粘性大的特點選用的，其主要特點之一為同級間距的確定。在平均電場強度相同的情況下，間距從 400 mm下降，對除塵效率的影響是比較大的，見圖1。

圖1 平均場強對除塵效率的影響

陰陽級的間距保證措施：

（1）電除塵同電場有兩個積灰斗，灰斗間有一道250 mm寬的凸臺，該凸臺距離陰極底部固定框架最近處有300 mm間距，該處積灰會造成陰極對地間距變小甚至短路，該處的改造方案經(jīng)過對比論證，選用了2010年大修時對二期6號電除塵的改造方案。即對陰極底部固定框架在灰斗間凸臺正上部分的槽鋼進行處理，增高凸臺與框架的間距。

（2）對膨脹問題進行處理。由于鍋爐排煙溫度較設計值增加了 50 ℃以上，使電場中的極板極線發(fā)生了變形，經(jīng)檢查板線間距最小值甚至只有145 mm。因此，在對變形的極板極線進行校正后，每個電場除了4排用來懸吊的極板極線外，其余極板極線下部固定框架的膨脹余量進行了加大。

（3）每次電除塵大修，均對間距進行重新調(diào)整，滿足同級間距400±10 mm的要求。

3 結束語

通過以上技術措施，有效的提高了熱電公司循環(huán)流化床（CFB）鍋爐電除塵效率，煙塵排放由300 mg/Nm3降到目前的不足100 mg/Nm3，運行穩(wěn)定性也得以極大的提高。

1 黎在時.電除塵器的選型安裝與運行管理［M］.北京：中國電力出版社，2005.7

2 中國石油錦西石化熱電公司電除塵操作規(guī)程

3 何立波等.影響靜電除塵器效率的控制因數(shù)［M］.北京：中國電力出版社，2004.7

4 朱貴樵.保持高效靜電除塵器除塵效率的研究［J］.湖北電力，1999（2）

5 張殿印、張學義.除塵技術手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2002