火力發(fā)電廠除塵布袋（電袋）節(jié)能措施應(yīng)用

朱國躍

（華電天津軍糧城熱電有限公司 天津 300300）

內(nèi)蒙古、河南等地電廠在采用新的布袋除塵器初步成功后，各種形式的布袋除塵器相繼投入了使用。2007年底全國袋式除塵委員會(huì)組織專家和委員單位在山西、北京、內(nèi)蒙古、河南等地電廠調(diào)研布袋除塵器的節(jié)能措施應(yīng)用情況，結(jié)果表明布袋除塵器能夠滿足指標(biāo)問題，但在造成機(jī)組不能滿負(fù)荷發(fā)電、停機(jī)消缺等諸多問題。目前火電廠普遍采用的有全布袋除塵器和電袋復(fù)合式兩種。

1 袋式除塵器

袋式除塵器也稱過濾式除塵器，它是利用纖維編織物制作的袋狀過濾元件來捕集含塵煙氣中的固體顆粒物，其特點(diǎn)為：除塵效率不受煙塵性質(zhì)的影響，出口排放穩(wěn)定可以保證小于30mg/Nm3。

煙塵中細(xì)微離子容易沉積濾袋深層，會(huì)逐步增加濾袋阻力。除塵器入口粉塵濃度影響濾袋的阻力及使用壽命。濃度越高濾袋的運(yùn)行阻力越大，清灰頻率越高，濾袋易疲勞破損。在燃煤鍋爐正常的出口濃度條件下，布袋阻力一般在1500~2000Pa,清灰周期10~15min;在干法脫硫后高濃度煙塵條件下，布袋阻力一般在2000~4000Pa,清灰周期更是快的驚人。

對(duì)煤種灰份含量變化敏感，適應(yīng)性差?；w材質(zhì)濾袋的最大上限使用溫度為≤250℃，不同材質(zhì)的濾袋抗化學(xué)破壞的性能不同。

結(jié)構(gòu)簡單，操作維護(hù)方便。如內(nèi)蒙古某電廠200MW機(jī)組布袋除塵于2009年的改造，山西陽泉某電廠2臺(tái)300MW投運(yùn)于2007年，運(yùn)行不1年時(shí)間出現(xiàn)了大面積破袋，阻力超過引風(fēng)機(jī)負(fù)載使機(jī)組不能進(jìn)入滿負(fù)荷運(yùn)行。山西某電廠600MW布袋除塵器，其清灰機(jī)構(gòu)頻繁發(fā)生故障，各機(jī)構(gòu)維修率為每兩天一次，運(yùn)行阻力無法滿足滿負(fù)荷運(yùn)行。

根據(jù)應(yīng)用情況總結(jié)，目前燃煤電廠布袋除塵器存在以下不足：不成熟的布袋除塵技術(shù)盲目推廣。如運(yùn)動(dòng)式清灰機(jī)構(gòu)不合理、穩(wěn)定可靠性不夠，清灰系統(tǒng)失敗后引起運(yùn)行阻力大。濾袋袋籠的結(jié)構(gòu)性問題引起濾袋損壞。如過于龐大的袋籠結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu)缺陷等。

研究布袋除塵器的氣流分布技術(shù)不足。濾袋之間存在氣流、煙塵濃度分布不均，引起阻力偏大和破袋。一些廠商的技術(shù)、成套、工程經(jīng)驗(yàn)不足，產(chǎn)品和工程存在較大的質(zhì)量缺陷。對(duì)燃煤電廠煤種、煙氣的化學(xué)成分了解和評(píng)估不足，濾料選型不正確引起化學(xué)腐蝕破損。燃煤電廠掌握運(yùn)行布袋出塵的經(jīng)驗(yàn)少，運(yùn)行管理不當(dāng)引起設(shè)備故障。

2 電袋復(fù)合除塵器

電袋復(fù)合除塵器是利用前級(jí)1~2各電場的高效除塵性能先收集煙氣中的大量煙塵，未被收集的少量煙塵通過電場荷電后，進(jìn)入后級(jí)布袋除塵區(qū)，由濾袋完成過濾而達(dá)到凈化煙氣目的。它通過電場的收塵以及荷電作用，改善布袋除塵器的工作條件而提高設(shè)備的整體性能。

2005年開始，國內(nèi)成功研發(fā)電袋復(fù)合除塵器并開創(chuàng)了燃煤電廠應(yīng)用先河。該技術(shù)有機(jī)復(fù)合了電除塵、布袋除塵的性能優(yōu)點(diǎn)，最大限度地發(fā)揮他們的各自優(yōu)勢。它的高效、低阻、濾袋長壽命、節(jié)能等優(yōu)良綜合性能得到多年的應(yīng)用驗(yàn)證，受到用戶和行業(yè)的認(rèn)可。至2009年10月期間，已有100多臺(tái)套運(yùn)行于50~660MW機(jī)組，根本性解決了燃煤電站所面臨煙氣條件差與收塵要求高的矛盾，成為了今后燃煤電廠中大型機(jī)組優(yōu)選的高效節(jié)能新除塵設(shè)備。相對(duì)布袋除塵器有如下特點(diǎn)：

2.1 除塵性能高效穩(wěn)定

電袋復(fù)合式除塵器適應(yīng)各煤種的高比電阻煙塵條件，出口排放濃度能夠長期高效穩(wěn)定地滿足≤30mg/Nm3以下要求。在許昌某電廠#2爐350MW機(jī)組、洛河某電廠#2、#4爐300MW、北京某熱電廠#1、#3爐200MW機(jī)組等眾多已投運(yùn)項(xiàng)目中，實(shí)測排放均可超過設(shè)計(jì)指標(biāo)達(dá)到10~30mg/Nm3。

2.2 運(yùn)行阻力低

在各種袋類除塵中，濾袋因表塵過濾沉積煙塵，隨堆積厚度加大而透氣性逐漸降低，由此產(chǎn)生的阻力占據(jù)整體阻力的70%~80%。在電袋復(fù)合式除塵器中，由于電場發(fā)揮了高效除塵與荷電作用，濾袋堆積粉塵形成的“蓬松”堆積結(jié)構(gòu)加大孔隙率提高透氣性，這兩大因素降低履帶阻力。

2.3 節(jié)能顯著

電袋復(fù)合式除塵器節(jié)能主要通過三個(gè)方面：降低除塵器阻力而節(jié)省引風(fēng)機(jī)的電耗；濾袋清灰周期得到延長而節(jié)省空壓機(jī)的電耗；電廠配置高頻電源，于傳統(tǒng)高壓整流變相比，獲得相同電暈功率的情況下可以節(jié)約電耗20%。

2.4 延長濾袋受用壽命

影響濾袋使用壽命的因素有許多，但在相同使用條件下于布袋相比，電袋利用延長濾袋使用壽命的主要因素有：濾帶長期運(yùn)行阻力小，單位面積承受拉伸力小，疲勞破損?。磺寤翌l率降低延緩濾袋受氣流沖刷引起交變應(yīng)力破損。電袋復(fù)合除塵器的電場荷電、凝并作用可以有效的控制煙塵排放量和微細(xì)塵粒的煙塵排放量，能夠長期適應(yīng)國家排放標(biāo)準(zhǔn)的提高。

2.5 不因煤種變化而增加煙塵排放量

電袋復(fù)合除塵器能夠適應(yīng)煤種灰份與成分的變化，對(duì)煤種引起的煙灰成分、比電阻等變化不敏感，出口排放濃度可長期穩(wěn)定≤30mg/Nm3。

2.6 運(yùn)行穩(wěn)定可靠、維護(hù)量少

數(shù)年的實(shí)踐證明，整體式電袋復(fù)合除塵器，具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、維護(hù)量少等優(yōu)點(diǎn)。

2.7布置場地緊湊，占地面積小

同比電除塵器，相同寬度的占地條件，長度可縮短1~3個(gè)電場長度。

2.8 改善除塵器后端設(shè)備運(yùn)行條件

由于電袋復(fù)合除塵器出口排放濃度長期穩(wěn)定≤30mg/Nm3，所以能延長風(fēng)機(jī)葉片磨損，改善濕法脫硫設(shè)備工作條件，提高是高品質(zhì)。

2.9 節(jié)能

據(jù)統(tǒng)計(jì)若電除塵器能耗為1，則袋除塵能耗為0.95，電袋復(fù)合除塵器僅為0.8。

3 延長濾使用壽命需注意以下幾方面的問題

不管是布袋除塵器還是電袋復(fù)合行除塵器最終起到滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的是濾袋的過濾作用，保證濾袋的完好，發(fā)揮過濾作用延長使用壽命是我們電廠希望，每延長一年更換濾袋我們就可以節(jié)省數(shù)百萬費(fèi)用。因此，火電廠要由以下兩個(gè)方面來做工作籍以延長濾袋使用壽命。

3.1 除塵設(shè)備的選型、制造、安裝

新建或改造項(xiàng)目要使用成熟的技術(shù)，在除塵器設(shè)計(jì)審核時(shí)需要特別注意如下的問題

3.1.1 過濾風(fēng)速的選擇

過濾風(fēng)速的高低關(guān)系到過濾面積的大小，也就是說濾袋數(shù)量多少的問題，濾袋數(shù)量多過濾面積大過濾風(fēng)速小，系統(tǒng)阻力小但投資就大。選擇合適的過濾風(fēng)速是要通過結(jié)合各個(gè)用戶的實(shí)際情況來確定，過高的過濾風(fēng)速會(huì)造成濾袋使用壽命減短是必然的。

3.1.2 合適的煙氣分布技術(shù)

合適的原煙氣分布技術(shù)直接關(guān)系到濾袋的使用壽命?，F(xiàn)在的除塵器制造廠家有不同的技術(shù)，但要結(jié)合電廠實(shí)際情況來確定適合本廠的實(shí)際。原煙氣進(jìn)入各個(gè)過濾室時(shí)的流速要控制在合理的范圍內(nèi)。風(fēng)速過高會(huì)造成濾袋擺動(dòng)，使得袋籠龍骨斷裂濾袋脫落。

3.1.3 嚴(yán)格審核過濾面積的計(jì)算數(shù)據(jù)和方法

嚴(yán)格審核過濾面積的計(jì)算數(shù)據(jù)和方法，防止過濾面積不能滿足需要而使除塵器壓差大影響鍋爐負(fù)荷。絕大多數(shù)除塵器廠商與濾袋制造商是合作伙伴關(guān)系，而用戶方招標(biāo)往往不單獨(dú)招標(biāo)濾袋。多為指定數(shù)家濾袋廠在由除塵器廠選擇。此環(huán)節(jié)難免出現(xiàn)這樣那樣的問題。真實(shí)的過濾面積是保證發(fā)電廠除塵器是否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。由于過濾面積不夠造成除塵器運(yùn)行阻力大影響發(fā)電負(fù)荷的例子是有的。

3.1.4 使用產(chǎn)品質(zhì)量過硬的噴吹技術(shù)

不管是行噴吹還是旋轉(zhuǎn)噴吹，有效的清灰是保證除塵器正常運(yùn)行的關(guān)鍵問題，而清灰電磁閥選擇是保證清灰效果的關(guān)鍵，電磁閥使用壽命不僅關(guān)系到清灰效果、機(jī)組負(fù)荷。嚴(yán)重的將使濾袋短時(shí)間內(nèi)大量損壞。山西某廠因電磁閥故障使得噴吹壓力由2kg/m2升至6kg/m2幾天以后造成濾袋大面積破損不得不停機(jī)更換。

旋轉(zhuǎn)噴吹的轉(zhuǎn)動(dòng)部分可靠性要高，噴吹系統(tǒng)的安裝一定要考慮到凈氣室頂板膨脹的因素，噴吹減速機(jī)不可與除塵器冷頂焊死，噴吹臂必須加裝限位軸承防止噴吹臂與花板摩擦卡死。

天津某廠因旋轉(zhuǎn)噴吹卡死不能旋轉(zhuǎn)造成一個(gè)氣室不能清灰，待數(shù)月后停爐小修發(fā)現(xiàn)此室內(nèi)濾袋大量掛灰，部分濾袋與袋籠斷裂。

3.1.5 合適的袋籠與濾袋

由于濾布材質(zhì)的不同起伸縮性不同，所以濾袋與袋籠的配合是影響濾袋使用壽命的因素之一，在除塵器的運(yùn)行中，懸掛的濾袋在煙氣氣流和噴吹氣流的沖擊下產(chǎn)生擺動(dòng)，濾袋過松或過緊直接影響濾袋的使用壽命，袋籠籠骨應(yīng)采用可靠防腐工藝?；\骨與布袋配裝后確保相鄰布袋底部間距最大偏差小于10mm。袋籠骨架的加強(qiáng)筋不少于10根，直徑不小于4mm。除塵器濾袋拼接處，重疊搭接寬度不小于10mm。濾袋、龍骨應(yīng)有足夠的柔韌性和強(qiáng)度，以避免使用過程中脆裂和變形。

在實(shí)際運(yùn)行中多家電廠出現(xiàn)過濾袋袋籠脫落造成進(jìn)入灰斗故障。因?yàn)榇\和濾袋分別又不同廠商供應(yīng)，所以我們要求濾袋廠商提供準(zhǔn)確的配合數(shù)據(jù)，盡可能降低由此引發(fā)的故障。

3.1.6 濾袋的安裝

首先要求除塵器花板的加工質(zhì)量一定要保證花板口光滑無毛刺，花板開孔宜采用激光及水下切割等先進(jìn)的工藝，最大限度減少花板變形，位置要求準(zhǔn)確，確保任意兩袋孔的中心距離誤差在±2mm?；ò蹇锥磻?yīng)倒角，無毛刺。焊接后經(jīng)過整形、精密加工等措施，確?；ò迤秸ò迤矫娑龋?/1000，對(duì)角線長度誤差＜3mm，內(nèi)孔加工表面粗糙度為Ra=3.2。保證噴吹口中心與花板上各花板孔中心（濾袋中心）的對(duì)中度、垂直度濾袋在安裝時(shí)一定有足夠的安裝時(shí)間，不可搶工期。要有嚴(yán)格的監(jiān)督。施工人員必須嚴(yán)格執(zhí)行安裝工藝要求。特別是袋籠連接。因?yàn)槊颗_(tái)除塵器的濾袋很多，安裝時(shí)現(xiàn)場十分混亂，為此保證安裝質(zhì)量必須要有負(fù)責(zé)人。現(xiàn)場監(jiān)督重點(diǎn)管理者安裝過程是否按工藝要求逐步實(shí)施，安裝過程中有無雜漏工具、卡子掉進(jìn)袋籠，如有必須及時(shí)清理。另外，安裝好的部位應(yīng)隨時(shí)用苫布臨時(shí)封堵嚴(yán)密。

3.1.7 每次機(jī)組啟動(dòng)前要進(jìn)行預(yù)涂灰，我們的經(jīng)驗(yàn)是布袋壓差要達(dá)到400Pa，以上。

3.2 運(yùn)行中需要注意的問題

由于除塵運(yùn)行人員的素質(zhì)問題，特別是一些老電廠除塵運(yùn)行人員技術(shù)素質(zhì)低，責(zé)任心差，因此要求負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作的專責(zé)人和各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)要加強(qiáng)監(jiān)督力度，保證運(yùn)行參數(shù)在正常運(yùn)行范圍，避免人為原因造成的濾袋損壞。

3.2.1 嚴(yán)格控制噴吹壓力

不管是旋轉(zhuǎn)噴吹設(shè)備、行噴吹的設(shè)備每小時(shí)要記錄壓力變化情況，噴吹壓力不可以超過設(shè)計(jì)值。發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

3.2.2 合理控制濾袋前后的壓差

要隨時(shí)了解鍋爐的燃煤情況，將濾袋壓差控制在800~1200Pa之間

3.2.3 根據(jù)機(jī)組的負(fù)荷及濾袋壓差的變化調(diào)整噴吹間隔

3.2.4 發(fā)現(xiàn)入口煙溫過高并有超高的趨勢時(shí)，應(yīng)立即聯(lián)系值長何上級(jí)主管領(lǐng)導(dǎo)，同時(shí)做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，一但入口煙溫超過設(shè)計(jì)極限時(shí)，立即采取應(yīng)對(duì)措施(開啟旁路或噴水降溫)。

3.2.5 保證輸灰系統(tǒng)的正常運(yùn)行和灰斗料位顯示的準(zhǔn)確，對(duì)輸灰系統(tǒng)的設(shè)備缺陷及時(shí)消除，防止由于灰斗積灰過高掩埋濾袋而造成濾袋損壞。

4 結(jié)語

總之，影響濾袋使用壽命的原因很多，國內(nèi)也用使用7年沒有更換濾袋的電廠，節(jié)約效果顯著。但更多是沒有達(dá)到3萬小時(shí)甚至更短時(shí)間就大量破損而必須更換的不在少數(shù)。燃煤特性、煙氣溫度、濾料材質(zhì)、制造原因諸多因素在影響濾袋的使用壽命。許多專家學(xué)者在進(jìn)行研究分析尋找更科學(xué)先進(jìn)的方法來提高濾袋節(jié)能環(huán)保效果。