300 MW機組布袋除塵器運行中存在的問題分析

王方勇，王偉

(華潤電力 (漣源)有限公司，湖南 婁底 417100）

300 MW機組布袋除塵器運行中存在的問題分析

王方勇，王偉

(華潤電力 (漣源)有限公司，湖南 婁底 417100）

介紹漣源電廠布袋除塵器的運行情況，分析運行中存在的問題，并提出故障解決辦法和改進措施。

布袋除塵器;濾袋;壓差

根據(jù)環(huán)保的要求及煤質(zhì)特性，華潤電力 (漣源)有限公司 (以下簡稱漣源電廠)鍋爐煙氣除塵采用布袋除塵器，出口煙塵排放濃度小于50 mg/Nm3。按115%設計煤種煙氣量、在除塵器入口煙氣溫度值上再提高10℃、除塵器的1個袋室離線清灰時仍可滿足除塵效率的標準設計。由于鍋爐燃煤煤質(zhì)變化較大，低位發(fā)熱量遠低于設計值，比設計煤種約低6 697 kJ/kg，灰分約高16%，運行3年多，除塵器暴露出許多問題。

1 概況

1.1 基本結(jié)構(gòu)和主要性能

漣源電廠布袋除塵器采用低壓旋轉(zhuǎn)脈沖反吹(LPPJFF)布袋除塵技術(shù)，由山東圣杰能源環(huán)境工程有限公司設計、制造，采德國魯奇公司 (Lurgi-Lentjes)技術(shù)，濾袋由奧伯尼公司生產(chǎn)。布袋除塵器采用露天布置，為外濾式除塵，采用下進氣，中間煙道結(jié)構(gòu)，整體分為A，B兩側(cè)，每側(cè)有4個袋室，煙道從中間通過，上部是凈煙氣煙道，下部為原煙氣煙道。每個袋室頂部配有1套自動旋轉(zhuǎn)脈沖反吹裝置。

清灰系統(tǒng)由8套清灰裝置組成，對應8個袋室，每套清灰裝置安裝在對應的袋室頂部。清灰裝置包括旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、儲氣罐和脈沖閥。來自羅茨風機的壓縮空氣經(jīng)過分配支管進入儲氣罐再通過膜片閥，以高能脈沖的形式進入清灰空氣歧管，空氣歧管將一束低壓大流量空氣瞬間噴吹入開口的濾袋頂部，依次對各濾袋進行清灰。脈沖空氣噴吹方向與煙氣流方向相反，導致濾袋逆流煙氣流方向急劇膨脹，脈沖消失后又迅速彈回。被清除的粉塵保持大塊狀形態(tài)落入下部灰斗，然后經(jīng)氣力輸灰系統(tǒng)帶出。

1.2 布袋性能參數(shù)及使用要求

1.2.1 布袋性能參數(shù) (見表1)

表1 濾袋性能參數(shù)表

1.2.2 布袋使用要求

1)持續(xù)輸入的煙氣溫度至少要高于酸露點或水露點溫度25 K。

2)持續(xù)操作除塵器，1年最多停機次數(shù):10次/年。

3)濾袋表層有足夠且分布均勻的灰餅。

4)袋式除塵器在開始使用前必須進行預熱(由灰斗加熱系統(tǒng)進行)。

5)袋式除塵器在安裝后和長時間停機后的第1次啟動前進行預涂灰。

6)入口煙氣量≤設計工況煙氣量，原煙氣粉塵含量≤設計含塵量。

7)除塵器在壓差0.8 kPa以下采用慢速清灰模式運行，壓差在1.0 kPa左右采用正常清灰模式，壓差在1.5 kPa以上采用快速清灰模式。

1.3 技術(shù)特點

清灰采用低壓-大流量空氣反吹方式進行清灰;清灰機構(gòu)采用機械旋轉(zhuǎn)噴吹臂，脈沖閥采用大直徑噴吹閥，數(shù)量少，壽命長，可靠性高;清灰效率高，濾袋壽命長;采用模塊化設計，因此除塵器從設計、生產(chǎn)到安裝施工周期都很短。

2 運行中存在的問題及原因分析

2.1 除塵器差壓不好控制，鍋爐負壓波動大

漣源電廠機組同時采用布袋除塵器和脫硝裝置，鍋爐煙氣系統(tǒng)阻力比常規(guī)機組大得多，布袋除塵器設計阻力1 500 Pa，脫硝設計阻力964 Pa，運行時比國內(nèi)采用電除塵器和沒有脫硝的機組增加2 000 Pa以上，引風機入口負壓較大。鍋爐負壓變化時，引風機調(diào)節(jié)靈敏性大大降低，存在調(diào)節(jié)明顯滯后現(xiàn)象。正常運行時，除塵器差壓也成為爐膛負壓波動的擾動源，鍋爐負壓經(jīng)常在±200 Pa間波動。另外由于除塵器入口粉塵濃度大大超過設計值，布袋清灰頻率加快，也導致鍋爐負壓波動較大，鍋爐運行穩(wěn)定性較差。如果運行中清灰不及時，對鍋爐負壓影響更大。

鍋爐吹灰時除塵器瞬間壓差變化大，對爐膛負壓擾動大。#1機組調(diào)試期間，2009年5月10日9時10分，首次升到300 MW，鍋爐排煙溫度升高;10時45分開始對鍋爐省煤器吹灰;10時53分除塵器阻力開始增大，壓差瞬間由1 500 Pa增加到3 000 Pa;11時10分開始對爐膛首次吹灰;11時19分除塵器A側(cè)壓差由3 200 Pa降為800 Pa，B側(cè)壓差瞬間由3 000 Pa降到750 Pa。11點20分，爐膛負壓瞬間達到3 000 Pa，鍋爐負壓保護動作，機組跳閘。

鍋爐吹灰時出現(xiàn)垮灰現(xiàn)象，大量灰被帶至除塵器，使除塵器進口的灰濃度變化大。由于除塵器沒有及時調(diào)整清灰方式，導致壓差瞬間變化大，除塵器壓差由1 500 Pa短時間增加到3 000 Pa，引發(fā)爐膛負壓保護動作，造成鍋爐滅火。

2.2 布袋糊袋，除塵器阻力大

2.2.1 除塵器運行情況

#1機組投產(chǎn)時滿負荷運行兩側(cè)壓差在1 500～1 700 Pa，目前壓差為1 800～2 100 Pa。#2機組投并時滿負荷運行兩側(cè)壓差在1600～1800 Pa，2010年2月份滿負荷運行時壓差達到了2 000 Pa，2010年5月14日停機，8月25日開機后壓差最高達到2 800～3 000 Pa，吹灰時壓差更高，負荷上不去。引風機電流達到210 A以上，#2引風機電流#2爐電流比#1爐平均高20～25 A。目前，#2機組除塵器壓差在2 200～2 400 Pa。除塵器壓差升高后，引風機電流增加，廠用電率增加，機組經(jīng)濟性降低。

2.2.2 除塵器阻力大原因分析

1)除塵器裕量偏小，設計時氣布比選型偏大。煤質(zhì)變差，灰分升高 (設計含灰量32.6%，實際達到48%)，高負荷耗煤量增加，除塵器煙氣量增加，阻力增大。

2)運行維護不當，造成布袋糊袋。吹灰時，疏水不夠，導致吹灰期間煙氣中水蒸汽過多，長期運行導致布袋表面粉煤灰結(jié)垢。停機后，布袋上的粉塵應清理干凈且采取保養(yǎng)措施，以防布袋受潮、板結(jié)和被腐蝕。

3)濾袋的阻力上升原因之一是粉塵逐漸進入材料內(nèi)部。當粉塵滲透到基布時，就到達濾袋的使用年限。一般燃煤電廠的PPS濾袋使用壽命大約為2～4年，具體時間長短由工況決定。

2.3 清灰羅茨風機出力不夠

除塵器脈沖空清灰壓縮空氣由2臺羅茨風機提供，設計為一用一備。除塵器設計入口含塵量為26.27 g/m3，由于煤質(zhì)差，在機組負荷300 MW時實際含塵量達40 g/m3。1臺清灰羅茨風機運行時，清灰氣源壓力和風量明顯不夠，除塵器壓差大幅上升，保持在2 000 Pa以上。為了降低除塵器差壓，必須同時運行2臺清灰羅茨風機風機，才能使除塵器的差壓維持在1 500 Pa以下。

2.4 膜片閥故障頻繁出現(xiàn)

由于煤質(zhì)變差，除塵器布袋壓差居高不下，壓差長期大于1 500 Pa，布袋清灰方式一直采用快速噴吹方式，膜片閥一直處于高強度工況運行。膜片閥使用總次數(shù)為100萬次，快速噴吹次數(shù)在8 000～10 000次/d，故使用壽命為3個月左右。膜片閥出現(xiàn)故障后，除塵器運行不正常導致濾袋不能進行清灰或清灰不充分，相對應的袋室差壓升高 (隔離1個袋室除塵器壓差上漲300～400 Pa，鍋爐兩側(cè)排煙溫相差20℃左右)，造成除塵器兩側(cè)壓差不一致，鍋爐兩側(cè)排煙溫度存在偏差。

膜片閥故障的主要原因是:膜片閥彈簧疲勞損壞;檢修回裝質(zhì)量較差;引導電磁閥本身存在缺陷(如保險絲壞，磁線和電纜短路等)，膜片閥打不開或漏氣。

2.5 旁路系統(tǒng)不嚴密

除塵器運行要求在啟動點火或完全投油穩(wěn)燃工況下，應投入旁路系統(tǒng)運行，避免濾袋受到油污染，當有煤粉投入燃燒后，除塵器旁路系統(tǒng)應退出運行，避免引風機葉輪磨損和排放污染。除塵器旁路采用2組百葉窗式關閉擋板，并設有密封風。自投產(chǎn)以來，由于旁路擋板關閉不嚴，引風機葉輪及后導葉磨損嚴重，3個月就必須更換。

2.6 入口煙氣溫度容易超過設計值

除塵器設計長期使用溫度為105～160℃。夏季運行時，鍋爐排煙溫度偏高20℃以上，特別是鍋爐吹灰時，除塵器入口煙氣溫度接近160℃，稍不加控制，很容易就達到165℃以上。排煙溫度升高的主要原因是:鍋爐設計計算不準確，設計煤種排煙溫度偏高10℃以上;煤質(zhì)變差，煤粉著火推遲，燃燼時間推后，導致排煙溫度升高。

3 措施和建議

1)應提前20 min進行除塵器清灰，待除塵器差壓在1 200 Pa以下時再進行鍋爐吹灰。除塵器運行時，差壓盡量維持在800～1 200 Pa，超過1 300 Pa時應啟動快速清灰模式，低于1000 Pa時應轉(zhuǎn)為慢速吹灰模式。除塵器清灰時，差壓急劇上升并超過1 700 Pa時，應密切監(jiān)視;超過2 000 Pa時，應停止鍋爐吹灰。

2)取消旁路系統(tǒng)或進行旁路擋板改造

旁路取消后，機組大修后長時間投油會造成布袋粘污，因此必須打開除塵器旁路，等機組運行穩(wěn)定再封閉，但這將導致機組開機時間加長。建議對原旁路擋板進行改造，將旁路煙道改小并采用可靠的關斷圓風門或加裝煙道提升閥，目前正在調(diào)研此方案。

3)增加1臺清灰風機，在高負荷同樣情況下除塵器壓差可以降低300～500 Pa。

4)定期對布袋進行高壓強制清灰。將空氣壓力為0.5～0.6 MPa的高壓空氣噴入濾袋，濾袋產(chǎn)生強烈抖動，使得濾袋表層及內(nèi)部平時難以清除的粉塵脫離，最大限度地恢復濾袋的透氣性。其缺點是效果維持時間不長 (不到3個月)。

5)鍋爐吹灰器由蒸汽吹灰器改成聲波吹灰器，減少煙氣中的水蒸汽含量。

6)如長期停用布袋除塵器，必須采取保養(yǎng)措施。如關閉除塵器所有進出口擋板，按規(guī)定的時間間隔打開進出口閥門，利用煙囪自然通風4 h;或打開電加熱器加熱8 h，以驅(qū)除除塵器內(nèi)潮氣，保持干燥。

7)對已經(jīng)糊袋嚴重的布袋進行更換。如果同一袋室新舊布袋混用，根據(jù)平衡原理，運行不久后，新布袋的阻力會向舊布袋追平。因此，應一次性徹底更換1個袋室的布袋。

8)建議對鍋爐尾部受熱面進行改造，增加鍋爐省煤器或空氣預熱器換熱面積，降低鍋爐出口排煙溫度。

9)建議在入口煙道加裝濕度儀和粉塵濃度儀。糊袋現(xiàn)象主要是由于水分含量高導致。應控制煤種、減少蒸汽噴吹，以降低煙氣中水分含量?？赏ㄟ^加裝濕度儀和粉塵濃度儀，指導運行調(diào)整，尤其是吹灰時的運行調(diào)整。

4 結(jié)束語

漣源電廠每臺除塵器有9 888條布袋，每個布袋的價格為500元，廠家承諾布袋的使用壽命為32 000 h，如果運行、維護管理不當，布袋阻力增加，將會導致機組廠用電率升高，電廠運營成本增加。為此，通過分析運行方式和開展的技術(shù)改進，確定出最佳的除塵器運行方式。

〔1〕吳艷榮，竇斗.淺析布袋除塵器運行中存在的問題〔J〕.內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2003(03):15-16.

TM621.73

B

1008-0198(2013)02-0068-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2013.02.020

2012-10-08

王方勇(1974— )，男，湖南漣源人，工程師，主要從事設備管理工作。

王 偉(1979— )，男，湖南漣源人，主要從事鍋爐設備檢修工作。