上海外高橋電廠#1鍋爐布袋除塵器改造

章良

(上海上電電力工程有限公司，上海 200025)

0 引言

上海外高橋電廠#1機組的燃煤鍋爐為上海鍋爐廠制造的300 MW亞臨界控制循環(huán)汽包爐，一次再熱、四角擺動噴嘴，切向燃燒、露天布置，原配有2臺3電場靜電除塵器(型號2FFA3X45m－2X80－135－A2)，用于捕捉鍋爐所產(chǎn)生的煙塵，除塵效率在99.17%以上。煙氣中煙塵實測質(zhì)量濃度為100 mg/m3，遠高于國家新標準。為此，在2010年4月機組改造檢修過程中，將原靜電除塵器改成純布袋除塵器。

1 布袋除塵器概況

新除塵器為SCLM－37060型(行噴吹)長袋低壓脈沖袋式除塵系統(tǒng)，利用原來2臺電除塵器的4個通道，改造成4個獨立的袋式除塵單元，并聯(lián)運行;每個單元進出口設(shè)煙道擋板閥門，實現(xiàn)了在線檢修;袋式除塵器設(shè)置旁路系統(tǒng)，不設(shè)噴霧降溫裝置;濾袋材料為PTFE基布+PPS纖維針刺氈。

新安裝的布袋除塵器隨機組于2010年6月12日投入使用，至今運行良好。目前，在機組滿負荷情況下，標準工況下煙塵排放質(zhì)量濃度約為15.2 mg/m3，除塵器阻力為600～900 Pa，滿足了煙氣排放要求。

布袋除塵器具體參數(shù)見表1和表2。

2 布袋除塵器結(jié)構(gòu)

上海外高橋電廠#1機組鍋爐裝有1套2臺并聯(lián)運行的長袋低壓脈沖袋式除塵系統(tǒng)。除塵器采用雙列對稱布置方式，每臺除塵器箱體分為2個大室，每個大室又左、右對稱布置了12組噴吹模塊。每個模塊布置11～13根噴吹管，每根噴吹管吹掃16條布袋，共計576根噴吹管、9216條布袋。

表1 布袋除塵器性能參數(shù)

續(xù)表

表2 除塵器材質(zhì)及分項質(zhì)量

上海外高橋電廠#1機組投產(chǎn)以來，排煙溫度較為穩(wěn)定，此次改造未增加噴水降溫系統(tǒng)，如出現(xiàn)超溫情況，可自動切換到旁路煙道，防止濾袋因煙溫過高而燒壞。布袋除塵器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

每臺除塵器設(shè)置一路旁路煙道，分別從除塵器進口隔絕門前接入，再接至除塵器出口隔絕門后，進口設(shè)置雙電動隔絕閥，從工藝上確保含塵煙氣零泄漏。

凈氣室為大凈氣室結(jié)構(gòu)，無需再加裝防雨頂棚，所有檢修工作均在凈氣室內(nèi)進行，凈氣室頂蓋為帶保溫結(jié)構(gòu)的坡頂，取消了有很多小密封蓋結(jié)構(gòu)的常規(guī)設(shè)計，方便安裝和施工，同時也降低了檢修的勞動強度，提高了工作效率，改善了檢修工作環(huán)境。

氣流分布板采用16Mn耐磨材料，為增加氣流分布板耐磨的一致性，分布板厚度采用梯度設(shè)計，中心高速氣流部分厚5 mm，周邊厚3 mm，從而使氣流分布板從整體上獲得較好的損耗速度。同時，在濾袋前部設(shè)置擋風板，一方面防止高速煙塵氣體沖刷磨損濾袋，另一方面將煙氣導流至除塵器下部，有利于大顆粒粉塵沉降和氣流均布。

2.1 進氣方式與氣流分布

進氣方式和氣流分布直接影響到袋式除塵器的運行阻力和濾袋壽命，氣流分布所遵循的基本原則如下:

(1)氣流流動順暢、平緩;(2)流程短，局部阻力小;(3)組織氣流自上而下進入袋束，促進粉塵沉降;

(4)重點防范含塵氣流對濾袋的直接沖刷;

(5)設(shè)置導流板和流動通道，組織氣流向濾袋倉室均勻輸送和分配;

(6)降低各部位的氣流速度:通道內(nèi)的流速、濾袋束下部空間的流速、濾袋之間的水平流速、濾袋之間的上升流速;

(7)盡量保持各灰斗存灰量均勻;

(8)避免灰斗空間產(chǎn)生渦流，消除粉塵二次飛揚;

(9)煙氣量分配與氣流分布主要技術(shù)措施;

(10)喇叭口內(nèi)設(shè)置氣流分布板;

(11)設(shè)置導流板和導流通道，疏導氣流，流向預定空間。

2.2 進氣方式與氣流分布的描述

圖1 布袋除塵器示意圖

采用直進直出的進氣方式，其顯著特征是流程短、流動順暢和阻力小。將濾袋布置在單元內(nèi)部的中部，側(cè)面留有通道供煙氣向尾部區(qū)域的濾袋流動，避免全部煙氣都從前部的袋束通過。前部濾袋的處理煙氣直接從進口喇叭氣流分布板中通過。

設(shè)置導流板形成側(cè)面流通夾道;設(shè)置氣流分布板，最終實現(xiàn)各區(qū)域合理的風量分配和風速控制。氣流分布計算機模擬試驗及氣流分布實驗室模擬試驗裝置如圖2所示。

除塵器的花板作為除塵器凈氣室和過濾室的分隔，用于懸掛濾袋組件，同時可作為除塵器濾袋組件的檢修平臺?；ò灞诤駷? mm，材料為 Q235－B。除塵器花板采用數(shù)控激光切割或數(shù)控沖壓方法加工花板孔，保證花板及花板孔的形位公差要求?；ò蹇讻_壓位置準確，與理論位置的偏差小于±0.05 mm，確保2個孔洞的中心距誤差為±1.00 mm?；ò蹇锥粗瞥珊笄謇砀骺椎匿h利邊角和毛刺，在焊接加強肋板時，肋板布置應合理。焊接后通過整形確?；ò迤秸瑹o撓曲、凹凸不平等缺陷，花板平面度＜1/1000，對角線長度誤差＜3mm，內(nèi)孔加工表面粗糙度Ra=2。濾袋與花板的配合合理，濾袋安裝后嚴密、牢固不掉袋，裝拆方便。在花板、袋口、袋籠安裝時，要有不劃傷濾袋的防護措施且能保證安裝嚴密，實現(xiàn)灰塵零泄漏。

設(shè)計過濾速度為0.89 m/min，花板采用數(shù)控激光切割，保證加工精度;滿負荷工況(100%ECR工況)過濾風速不大于1.00 m/min。

原有灰斗完全能滿足改造后的需要，無需進行更換或改造，但需要將灰斗內(nèi)原有的擋板裝置拆除，同時進行消缺補漏，對其他裝置不予改動。

3 布袋除塵器的自動檢測和保護

每通道分別設(shè)置1臺粉塵濃度儀，具有顯示和破袋報警功能;原有擋板門移至除塵器出口，進口增設(shè)隔離門，泄漏率為0。

采用可編程控制器(PLC)控制系統(tǒng)，配備溫度、壓差、壓力等檢測器件及各種軟件，實現(xiàn)以下自動監(jiān)測和保護功能:

(1)袋式除塵器的清灰控制(定壓差、定時、單倉清灰3種控制方式);

(2)袋式除塵器的阻力監(jiān)測和控制;

(3)噴吹裝置故障診斷、識別、報警;

(4)煙氣異常高溫或異常低溫時的報警;

(5)噴粉系統(tǒng)的運行控制;

(6)除塵器進、出口擋板閥控制;

(7)壓縮空氣系統(tǒng)的控制。

確保布袋在異常情況下保護不受損壞，自動退出除塵系統(tǒng)切換到旁路煙道。

4 布袋除塵器濾袋及袋籠

濾袋型號為PUNATER PPS/TF1584－3－MPS，選用進口優(yōu)質(zhì)PPS濾布制造濾袋，制造商承諾允許布袋除塵器每年2次在160～180℃的鍋爐煙氣溫度下運行30 min(不走旁路)，且保證成批濾袋運行壽命不小于30000 h。

布袋底部采用3層包邊縫制，無毛邊裸露，底部采用加強環(huán)布，濾袋合理剪裁，盡量減少拼縫。拼接處重疊搭接寬度不小于10 mm，提高袋底強度和抗沖刷能力。濾袋上端采用彈簧漲圈形式，密封性能好、安裝可靠性高，換袋快捷。濾袋主要性能參數(shù)見表3。

袋籠采用承插式可拆裝袋籠，袋籠堅實，換袋、維修方便，袋籠長8 m，分為上、下兩節(jié)，相互間有簡單的鎖扣裝置，拆卸、組裝和運輸都十分方便。所有的肋線點焊連接，形成袋籠并去除毛刺，避免損傷濾袋。袋籠用經(jīng)過有機硅防腐處理的#20冷拔鋼絲制作。袋籠采用表面高溫有機硅涂料處理，具有良好的耐高溫和耐腐蝕性能，壽命一般大于2個濾袋更換周期。采取以下措施確保濾袋使用壽命:

圖2 氣流分布計算機模擬試驗及氣流分布實驗室模擬試驗裝置

表3 濾袋主要性能參數(shù)

(1)控制袋束的迎風速度，設(shè)置濾袋防磨隔板，避免粉塵對濾袋的沖刷;

(2)當鍋爐煙氣出現(xiàn)突發(fā)性高溫時，啟用緊急旁路系統(tǒng)，避免濾袋燒壞;

(3)精心制造和安裝噴吹系統(tǒng)，確保噴嘴同濾袋的同心度和清灰效果;

(4)嚴把安裝質(zhì)量關(guān)，使每條濾袋均垂直懸掛，相互不接觸摩擦，減少磨損。

5 布袋除塵器清灰系統(tǒng)

此次改造安裝了2組空氣壓縮機及后處理設(shè)備，1組正常運行，1組備用?？諝鈮嚎s機為SM132固定式，體積流量為21.4m3/min，排氣壓力為0.80 ～0.85 MPa，額定功率為132kW;后處理設(shè)備為SLAD－20ZF型組合式低露點壓縮空氣干燥機;另外設(shè)置1個容積為12m3的儲氣罐，通過系統(tǒng)母管引至2臺除塵器的4個通道，再引至48個噴吹模塊。

為減少清灰壓縮空氣與煙氣的溫差，在該工程設(shè)計中將進入氣包的壓縮空氣管路首先經(jīng)過凈氣室的高溫煙氣預熱，從而使脈沖閥氣包內(nèi)的噴吹氣體與煙氣溫度基本接近，大大減少了由于溫差太大對濾袋可能造成的損害。

長袋低壓脈沖除塵器在目前常見的袋式除塵器中清灰能力是最強的，運行阻力可以控制在較低的水平。脈沖閥采用沃森7.62 cm淹沒式，膜片壽命達100萬次，使用壽命超過5年。噴吹氣流對濾袋進行清灰作業(yè)，壓縮空氣利用效率較高，空氣壓縮機可在低能耗狀態(tài)下運行。

6 布袋除塵器投運前準備工作

布袋除塵器使用前先進行濾袋的預涂灰，目的是對濾袋進行保護，防止鍋爐投油助燃點火時油污對濾袋的污染。對濾袋進行充分的預涂粉并達到合格，是袋式除塵系統(tǒng)帶負荷的必要條件。

(1)準備自帶壓力的灰罐車(0.8 MPa)并事先裝好40 t左右的粉煤灰;

(2)打開需要預涂粉倉室的進口和出口擋板閥門，關(guān)閉其他倉室進口和出口擋板閥門;

(3)啟動鍋爐吸、送風機(風機風量約為額定風量的25%，單臺風機功率為額定功率的50%～60%);

(4)將灰罐車接頭與輸灰管路接頭相對接，打開輸灰管路手動對夾閥開始進行預涂灰;

(5)保持風機閥門不動，當倉室阻力比涂粉前增加300～500 Pa時，暫時停止送風機和引風機，盡快打開箱體人孔門進入袋內(nèi)，用手電照明以觀察粉塵預涂灰的厚度(約2 mm)及均勻性。若達不到要求，則適當增大壓差再次涂灰，直至合格為止;若達到預涂灰質(zhì)量要求，則本倉室預涂粉結(jié)束，關(guān)閉本倉室進口和出口擋板閥門，開啟下一個倉室進口和出口擋板閥門，按上述要求依次進行后面3個通道的預涂灰操作。

(6)當4個倉室都完成預涂粉后，開啟4個倉室的進口和出口擋板閥門，允許鍋爐點火。

(7)根據(jù)工程實際，預涂灰厚度及均勻性的檢查也可在所有通道預涂灰完畢后進行。

7 結(jié)束語

布袋除塵器自2010年6月12日投運以來，壓差控制清灰的效果良好，4個通道的清灰周期在50 min左右，清灰時間為6～7min，當1個通道清灰時，相鄰通道會受到影響，造成積灰時間延長。在線濃度儀的準確性受環(huán)境影響較大，在雨天易產(chǎn)生偏差。經(jīng)試驗驗證，改造后出口煙塵質(zhì)量濃度達到了15.2 mg/m3，取得了理想的改造效果。