多管陶瓷除塵器除塵效率影響因素淺析

宋愛萍

摘要：指出了多管陶瓷除塵器的除塵效率常受煙氣流速、粉塵狀況、設備漏風、積灰等因素的影響，結(jié)合某公司中心鍋爐實際，通過對XTD-6多管陶瓷除塵器除塵效率影響因素的探討，提出了相應的對策，以期為公司提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：多管陶瓷除塵器；除塵效率；原因分析

中圖分類號：TD714.4

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）20-0055-02

1 引言

GB13271-2014《鍋爐大氣污染物排放標準》實施后，部分企業(yè)鍋爐煙氣排放達標存在較大環(huán)保壓力。某公司6t/h燃煤鍋爐采用多管陶瓷旋風除塵，筆者結(jié)合該公司鍋爐除塵設施、煙管狀況和運行情況，對制約旋風除塵器除塵影響因素進行分析，并提出解決對策，以確保達標排放。

2 除塵工藝介紹

某公司鍋爐為6 t/h鏈條爐排燃煤鍋爐，采用XTD-6多管陶瓷除塵器進行煙氣除塵，每班收塵約50 kg，全天收塵約150 kg，收塵效果一般；受場地影響煙管彎道較多，呈“L”型，多管除塵器緊鄰斜坡煙道，后為麻石水膜除塵器，可進行第二次除塵作業(yè)，但主要除塵依靠多管陶瓷除塵。

多管旋風除塵器由多個旋風子并聯(lián)組成，其原理為含塵氣體由總進氣管進入氣體分布室作旋轉(zhuǎn)運動，借助于離心力將塵粒從氣流中分離并捕集于器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰斗。當含塵氣流以15～25 m/s的速度由進氣管進入旋風除塵器時，氣流將由直線運動變?yōu)閳A周運動。旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁自圓筒呈螺旋形向下沿錐體流動。含塵氣體在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力，將重度大于氣體的塵粒甩向器壁，沿壁面下落到底部排出。

3 工藝存在問題

GB13271-2014《鍋爐大氣污染物排放標準》實施后，煙塵排放濃度由原來的200 mg/m3降為80 mg/m3，煙塵排放達標壓力較大，一是受供汽需求影響，鍋爐工況不是很穩(wěn)定，監(jiān)測時發(fā)現(xiàn)，煙氣流紊流較多，且極不穩(wěn)定；二是該除塵器頂部未設置手掏口，當發(fā)生堵塞時，需對頂板進行整體拆除，清灰、檢查較為不便；三是公司在燃煤采購時重點考慮價格及硫份，對煤質(zhì)灰分考慮較少，近三年燃煤灰分在12%～35%之間，造成燃煤灰分波動較大。

4 原因分析

在旋風除塵器已安裝情況下，除塵效率關(guān)鍵在于設備的運行狀況，包括煙氣流速、設備漏風、積灰嚴重或堵塞、氧化量過高等幾個方面。

4.1 煙氣流速

引風機的進氣量決定除塵器的進氣口氣量，氣流速度與進氣口氣量成正比。根據(jù)旋風除塵原理，提高進風口氣流速度，可增大除塵器內(nèi)氣流的切向速度，使粉塵受到的離心力增加，提高除塵效率，同時，也可提高處理含塵風量，但進風口氣流速度提高，徑向和軸向速度也隨之增大，紊流的影響也增大。當超過旋風除塵器臨界進風口氣流速度后，紊流的影響比分離作用增加更快，使部分已分離的粉塵重新被帶走，影響除塵效果。另外進風口氣流增加，除塵阻力也急劇上升，壓損增加，電耗增加，且煙氣中氧化量增加，影響煙塵折算濃度，當氧化量過大時，會造成煙塵濃度雖實測濃度雖低，但折算后仍然超標。另外，煙氣流速要相對固定，即引風機流量要保持相對穩(wěn)定，否者會造成煙氣紊流增加，影響除塵效果。

4.2 設備漏風

除塵器的漏風對凈化效率有顯著影響，尤其以除塵器的排灰口的漏風最為嚴重。旋風除塵器漏風部位有：除塵器進出口連接法蘭處、除塵器本體、除塵器卸灰裝置。

旋風除塵器工作時，底部的沉降室和中心為負壓，底部漏風與否是影響除塵效果的關(guān)鍵因素，據(jù)測算，旋風除塵器灰斗或卸灰閥漏風達5%，除塵效率可下降50%，當?shù)撞柯╋L達10%，除塵效果幾乎為零。因此，必須保持旋風除塵器線管的氣密性，不允許有漏風（正壓操作時）和吸風現(xiàn)象（負壓操作時）。當工況正常時收不下灰，且排除是旋風除塵器堵塞，用手摸旋風除塵器灰斗，感覺不燙時，極有可能是旋風除塵器漏風。

4.3 積灰或堵塞

旋風除塵器的堵塞和積灰主要發(fā)生在排塵口附近，其次發(fā)生在進排氣的管道里。引起排塵口堵塞的原因是：①大塊物料或雜物滯留在排塵口形成障礙物，之后其他粉塵在周圍堆積，形成堵塞。②灰斗內(nèi)灰塵堆積過多，不能及時順暢排出。③多管除塵器的旋風罐口徑往往較小，容易造成堵灰，且不易清理，久而久之容易造成堵塞；④煙氣含濕量過大，煙塵容易附著在除塵器上，造成積灰甚至堵塞。因為除塵器壓力損失的大小和內(nèi)部氣流強弱有直接關(guān)系，故可依靠測定壓力損失來檢查工作狀態(tài)正常與否。旋風除塵器一旦發(fā)生堵塞，直接造成煙氣排除受阻，影響鍋爐燃燒。該公司由于除塵器緊鄰斜坡煙道，為加強除塵效果，在斜坡煙道上入口處安裝有循環(huán)水管進行噴淋，由于噴淋水壓較大，造成除塵器出氣口含濕量增加，含水分較高的煙塵附著在除塵口，造成除塵器堵塞，影響除塵及鍋爐運行。

4.4 氧化量過高

根據(jù)GB13271-2014《鍋爐大氣污染物排放標準》折算公式為：ρ=ρ′×（21-φ（O2））/（21-φ′（O2）），而燃煤鍋爐基準氧化量為9，即折算濃度ρ=實測濃度ρ′×12/（21-φ′（O2））。 影響煙氣氧量的原因主要有：①鼓、引風量過大；②燃料和空氣接觸不夠，燃燒不徹底。③爐膛密封不嚴密。公司實測發(fā)現(xiàn)鍋爐氧含量在13%～15%之間，說明氧含量過高，鍋爐鼓入空氣過多，造成折算濃度偏大，進一步加大環(huán)保壓力。

5 改進措施

5.1 合理控制鍋爐引風及工況

綜合考慮除塵效果和運行成本，進口的氣流速度控制在12～20 m/s之間，最大不超過25 m/s，一般選15 m/s為宜。氣流速度，可通過引風量來控制。公司鍋爐引風機型號為GY6-18-11D，Q=12000 m3/h，P=3099 Pa ，45 kW功率為12000，經(jīng)實際監(jiān)測，當引風量在850～980之間時，煙塵監(jiān)測濃度在15 mg/m3～40 mg/m3，折算濃度在25 mg/m3～70 mg/m3范圍內(nèi)，符合GB13271-2014《鍋爐大氣污染物排放標準》煙塵排放濃度小于80 mg/m3限制。確保鍋爐工況穩(wěn)定，①氣流控制在15 m/s左右，并保持穩(wěn)定，以減少紊流產(chǎn)生；②鍋爐負荷控制在約80%，不可超負荷，過低也不行；③控制好爐排走速，均勻加煤，使燃燒均勻；④控制好鍋爐氧化量，適當調(diào)低引風風量，防止氧化量過大，影響煙塵折算濃度。

5.2 確保設備氣密性，防止漏風

若鍋爐正常運行，而除塵器收灰量減少，說明設備漏風或除塵器積灰嚴重，需進行檢查維修?？蓭掀胀ǚ际痔?，直接用手去摸除塵器積灰斗外殼，如為常溫說明設備漏風嚴重，若高于常溫卻不燙手，可能是由除塵器部分積灰堵塞；也可點只蚊香或香煙靠近除塵器外殼，緩慢移動，觀察其煙氣走向，如走向異常，說明有漏風點。當發(fā)現(xiàn)旋風除塵器漏風時，應及時對設備進行維修，防止漏風，并在除塵器的外殼刷一層紅丹、二層耐腐漆或耐熱漆。

防止旋風除塵器磨損的技術(shù)措施有：①開啟卸灰閥卸灰時，快速卸灰，防止過多的氣體倒流入排塵口；關(guān)閉卸灰閥時要關(guān)嚴，甚至可在卸灰閥外再套一個編織袋，防止漏風。②對除塵器進行恢復或維修時，盡可能減少焊接作業(yè)，除塵器殼體內(nèi)部的盡量避免焊縫和接頭，并對焊縫進行打磨磨平，以減少對粉塵圓周運動的影響，減少積塵積垢機率。法蘭連接應仔細裝配好，確保法蘭墊平整。在灰塵沖擊部位使用可以更換的抗磨板，或增加耐磨層。也可以用比較厚或優(yōu)質(zhì)的鋼板制造除塵器的圓錐部分。④除塵器壁面的切向速度和入口氣流速度應當保持在臨界范圍以下。

5.3 及時清灰，防止旋風除塵器堵塞

一是及時清灰，清灰時要掌握好灰斗出灰的時間間隔，一般不超過4 h一次，以防止斗內(nèi)積灰過多，影響除塵效果。放灰時必須先關(guān)閉引風機，出灰時，可使用橡皮錘輕輕敲擊旋風筒，加快落灰，嚴禁使用錘敲打。還可結(jié)合鍋爐運行情況，利用鍋爐停產(chǎn)時間，拆除旋風除塵器頂板，對旋風除塵各旋風筒進行清灰處理，防止旋風筒堵塞。清理后，需對旋風除塵器進行恢復，并確保旋風除塵器的氣密性，防止漏風。

二是增加手掏孔，方便除灰，可在排塵口上部易堵部位增加大小150 cm×150 cm手掏孔。手掏孔蓋的法蘭處應加墊片并涂密封膏，避免漏風。

5.4 合理控制氧化量

根據(jù)氧含量的影響因素，可適當控制鼓引風，控制好爐排走速、加煤量和加煤頻次，使燃燒充分，并檢查鍋爐爐膛個送風室的密閉情況，防止漏風。當鏈條爐排鍋爐空氣過量系數(shù)宜控制在1.5以下，即氧化量必須控制在13%以下，一般空氣系數(shù)控制在1.3～1.5之間，即氧含量需控制在11%～13%之間，有利于實測濃度折算。

5.5 采購使用優(yōu)質(zhì)煤

使用優(yōu)質(zhì)燃煤，采供燃煤時增加重燃煤灰份的控制，灰份不超過20%，從源頭減少灰分的產(chǎn)生，并采用少量多次的加煤方式，使得爐內(nèi)煤層較薄且均勻，盡量燃燒充分，減少大顆粒煙塵的產(chǎn)生。

6 結(jié)語

為確保多管陶瓷除塵器的除塵效率，必須保證設備運行狀況平穩(wěn)，鍋爐工況穩(wěn)定，氣流控制在15 m/s左右，確保旋風除塵器的氣密性，防止漏風，及時清灰，防止設備堵塞，并加強設備維護保養(yǎng)，煙氣監(jiān)測時進行適當調(diào)整，保障除塵效率，確保鍋爐煙氣達標排放。

參考文獻：

[1]王 純，張殿印. 離心式除塵設備[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009.

[2]于守堯.陶瓷多管除塵器的改造與應用[J].環(huán)境保護與循環(huán)濟，2000（4）：44～45.