燃煤鍋爐除塵器提效改造的探索與應(yīng)用

郝守昌，徐開峰

(1.兗礦新疆煤化工公司，新疆 烏魯木齊 830011；2.兗礦國泰化工有限公司，山東 滕州 277527)

我國現(xiàn)役大部分燃煤鍋爐除塵器的除塵效果均不理想，粉塵排放濃度大大超出排放標(biāo)準(zhǔn)，大量的除塵器面臨著提效改造和升級換代的問題，有必要對除塵器改造進(jìn)行深入分析，摸清技術(shù)的特點和改造實踐應(yīng)用。

為此，兗礦新疆煤化工公司相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員相繼開展了大量調(diào)研，在此基礎(chǔ)上對1臺現(xiàn)用130t/h循環(huán)流化床鍋爐電除塵器進(jìn)行了升級提效改造，實踐運行效果良好。

一、電除塵器現(xiàn)狀及提效改造方案

1.現(xiàn)有電除塵器的運行狀況

公司1#鍋爐電除塵器型號為DBP80/3，2005年年底試運行至今，總集塵面積為4 200m2，煙氣流通面積為80m2，陽極板型式為480C型，材質(zhì)為Q235-A，陰極線型式為改進(jìn)型RS芒刺線，材質(zhì)為Q235-A。

(1)該電除塵器本體和電氣控制部分由于長時間的運行出現(xiàn)疲勞、老化、磨損。

(2)1#鍋爐曾出現(xiàn)省煤器和空預(yù)器堵塞致使排煙溫度超出正常運行范圍，引發(fā)極板極線受熱膨脹嚴(yán)重變形，間距縮小，彎曲斷裂。

(3)陰、陽極振打裝置為側(cè)甩臂形式，振打點偏移，振打效果差、積灰嚴(yán)重和錘頭掉落堵塞灰斗。

(4)陰極絕緣吊掛瓷瓶被擊穿，裂紋、損壞嚴(yán)重，瓷轉(zhuǎn)軸加熱管部分損壞。

(5)電氣高壓隔離控制部分老化嚴(yán)重，電腦控制器失靈且無配套生產(chǎn)廠家。

(6)后期氨法脫硫系統(tǒng)運行以后，煙道擋板門關(guān)閉不嚴(yán)密，停爐后往回倒酸性的煙氣，對除塵器極線及連接板腐蝕，存在腐蝕斷裂的風(fēng)險。

總體來說該除塵器的可靠性大大降低，除塵效果達(dá)不到設(shè)計值，對其進(jìn)行提效改造非常有必要。

2.改造方案的可行性

通過研究和考察決定對3種方案對比分析，最終選擇用布袋除塵器代替現(xiàn)有電除塵器的提效改造方案。

(1)電除塵的擴(kuò)容改造方案。

通過增加現(xiàn)有除塵器極板極線的高度和寬度或增加電場個數(shù)來增加收塵面積，從而提高除塵效率。

原電除塵器外形尺寸為20790mm×10500mm×15000mm，因現(xiàn)場場地所限，不能增加電場數(shù)量，即使在3電場后再增加電場，由于距離鍋爐引風(fēng)機(jī)較近，攜帶超細(xì)粉塵，除塵效果并不理想。如果采取增加現(xiàn)有除塵器極板極線的高度和寬度，將涉及設(shè)備框架結(jié)構(gòu)的改變、載荷的增加，但對原有的設(shè)備缺陷沒有根本改善，效果也不好。因此不采用此方案。

(2)電除塵高頻電源改造方案。

采用調(diào)幅高頻電源替代原直流電源。調(diào)幅高頻能最大限度為除塵器提供強(qiáng)大電暈功率，且不會受粉塵濃度變化的影響，能提高原有除塵器的效率，該改造技術(shù)有運用案例，能將煙塵排放濃度降到30mg/m3，且該技術(shù)有節(jié)電和高效的優(yōu)點。但要想達(dá)到好的除塵效果，必須在原有設(shè)施性能較好的情況下實施電源改造，而公司的實際情況顯示：現(xiàn)有除塵器不具備這樣的條件。

(3)電除塵器改為布袋除塵器方案。

布袋除塵器的除塵機(jī)理保證了其具有很高的除塵效率，煙塵排放完全可以控制在30mg/m3，甚至10mg/m3以下。布袋除塵器具有不受燃用低硫煤和難收塵煤種的影響，煙氣特性和粉塵特性的變化也不影響其除塵效率。這些特性為其應(yīng)用提供了可能。

二、布袋除塵器設(shè)計

綜合考慮除塵效果和能耗指標(biāo)，決定在利用現(xiàn)有1#鍋爐電除塵器的框架結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、輸灰系統(tǒng)及其下部現(xiàn)有設(shè)施的基礎(chǔ)上，將原靜電除塵改造為布袋除塵器，并對其中較關(guān)鍵的技術(shù)如濾袋濾料、清灰方式、原輸灰系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)和系統(tǒng)阻力等進(jìn)行計算和設(shè)計。

1.濾袋材料的選擇

濾料是布袋除塵器的核心部件，目前廣泛應(yīng)用的濾料主要是化學(xué)纖維，最常用的有PPS、PTFE等。

PTFE的性能指標(biāo)最好，但造價昂貴。

PPS濾料的各項性能都比較優(yōu)異，且價格適中，但是它的耐氧性、耐腐蝕性、耐高溫性能比較差。當(dāng)煙氣含氧量小于10%時，在160℃溫度下只要求煤的硫含量在3.5%以下，煙氣中SO2含量在2 700mg/m3以下，便可長期連續(xù)使用。公司鍋爐運行的實際氧含量為5%～7%，排煙溫度為140℃，燃用低硫煤的硫含量在0.6%以下，此運行工況可滿足PPS濾料長期使用要求。所以選用PPS濾料完全可行。

2.清灰方式的選擇

目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛、最有效的脈沖清灰系統(tǒng)主要有低壓旋轉(zhuǎn)噴吹清灰和固定行噴吹除塵系統(tǒng)兩種。

低壓旋轉(zhuǎn)噴吹清灰系統(tǒng)噴吹較均勻，但清灰壓力較低，只有0.075～0.1MPa，無法對8m長的長袋式布袋除塵器實現(xiàn)均勻清灰。

固定行噴吹清灰系統(tǒng)的清灰壓力為0.25～0.35MPa，匹配均流噴吹管和脈沖噴吹閥，完全可以滿足長袋式布袋除塵器的清灰要求，因此選擇固定行噴吹清灰作為本次改造項目的清灰系統(tǒng)。

典型的固定行噴吹清灰機(jī)構(gòu)對每1行濾袋配置1套清灰裝置，包括脈沖閥、頂部汽包連接管和噴吹管(圖1)。別為60%、30%、10%，分別配套3個輸灰倉泵，體積分別為1.5m3、1m3、0.5m3，三個輸灰倉泵合用1根D100mm的輸灰管道，輸送距離110m，鍋爐灰量為3.5t/h，設(shè)計出力為實際灰量的150%(5.25t/h)。

改為布袋除塵器后，沿用原氣力輸灰系統(tǒng)，而每個電場的灰量平均分配，3個倉泵平均分配鍋爐灰量，即每個倉泵輸灰3.5/3=1.17t/h，而1、2、3電場倉泵灰重量分別為0.9t、0.6t、0.3t，則每小時1電場需送2泵，2電場需送2泵，3電場需送4泵，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗1、2、3電場倉泵每送1泵灰需要時間分別為150s、135s、120s，一般倉泵進(jìn)料時間為200s，因3個倉泵同時進(jìn)料而分別送灰，則需要的輸送總時間為150×2+135×2+120×4+200×4=1 850s，即需要30.83min，所以改造后原氣力輸灰系統(tǒng)的出力是足夠的。

4.引風(fēng)機(jī)設(shè)計與改造

原電除塵的設(shè)計阻力為300Pa，改造后布袋除塵器的設(shè)計阻力為1 500Pa，引風(fēng)機(jī)增加的壓頭為1 200Pa。目前鍋爐使用的引風(fēng)機(jī)電機(jī)功率710kW，電壓6 000V，最大電流82.3A，風(fēng)壓5 145Pa，流量320 760m3/h。

做引風(fēng)機(jī)阻力試驗，鍋爐80%負(fù)荷運行時：控制爐膛負(fù)壓為-100Pa，引風(fēng)機(jī)液偶開度31%，轉(zhuǎn)速657r/min，電流42A；加大爐膛負(fù)壓至-1 300Pa，引風(fēng)機(jī)液偶開度51%，轉(zhuǎn)速861r/min，電流52A。

通過試驗證實，改造布袋除塵器后，引風(fēng)機(jī)滿足需要，不用對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。

三、改造效果

在確定改造方案后，采用浙江菲達(dá)LKPB1×60-8L布袋除塵器。布袋除塵器分為3濾室6通道，共裝有1 290個濾袋，總有效過濾面積4 244m2，處理煙氣量為254 700m3/h，設(shè)計除塵效率99.95%。經(jīng)過安裝調(diào)試，1#爐布袋除塵器穩(wěn)定運行，除塵器進(jìn)口溫度135℃，煙道壓差1 100Pa左右，運行各項指標(biāo)合格，煙氣含塵濃度控制在50mg/m3以下，如果需要進(jìn)一步提高排放指標(biāo)只需更換特殊處理的PPS濾袋就能滿足要求。

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