電袋復(fù)合式除塵器在330 MW火電機(jī)組上的應(yīng)用

鐘銘利，楊伶輝，李志國(guó)

（內(nèi)蒙古京科發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古興安盟 029400）

內(nèi)蒙古京科發(fā)電有限公司鍋爐配備2臺(tái)電袋復(fù)合式除塵器，由福建龍凈環(huán)保股份有限公司設(shè)計(jì)并生產(chǎn)。電袋復(fù)合式除塵器是在電除塵器和袋式除塵器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其主要設(shè)備是將一電場(chǎng)所有的電除塵器設(shè)備保留，將二、三場(chǎng)區(qū)變換為布袋除塵器。一電場(chǎng)的頂部每室設(shè)有3個(gè)（單臺(tái)除塵器12個(gè)）旁路閥，起到布袋除塵器投入/隔離的作用。布袋除塵器的每個(gè)區(qū)分成4個(gè)凈氣室。凈氣室同除塵器內(nèi)部通過24個(gè)提升閥隔離。每個(gè)凈氣室外有一個(gè)氣缸，配備24臺(tái)電磁脈沖閥，每臺(tái)閥控制凈氣室內(nèi)的18條濾袋，整臺(tái)爐（2臺(tái)布袋除塵器）總計(jì)有6 912個(gè)濾袋，具體布置如圖1所示。

1 電袋復(fù)合式除塵器工作原理

電袋復(fù)合式除塵器的工作原理是當(dāng)煙氣通過除塵器時(shí)，在電除塵區(qū)的作用下，可將煙氣中80%～90%的粉塵收集，剩余的細(xì)小粉塵顆粒進(jìn)入到后部的布袋除塵區(qū)，而此時(shí)濾袋區(qū)粉塵只有進(jìn)口濃度的10%左右，負(fù)荷量相對(duì)較小，粉塵沉積在布袋表面形成空隙率高、排列有序的粉塵層，經(jīng)清灰系統(tǒng)氣力噴吹時(shí)，會(huì)被收集在下部的灰斗內(nèi)。

相對(duì)單一的電除塵器和布袋除塵器，電袋復(fù)合式除塵器有如下優(yōu)點(diǎn)。

a．能捕集高比電阻粉塵，除塵具有高效性和穩(wěn)定性。電袋復(fù)合式除塵器除塵性能不受煤種、煙灰特性影響，對(duì)高比電阻煙塵捕集能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)微量排放，排放濃度可長(zhǎng)期穩(wěn)定在30 mg/Nm3以下。

圖1 復(fù)合式電袋除塵器透視模型圖

b．運(yùn)行阻力比常規(guī)布袋除塵器低，風(fēng)機(jī)能耗小。濾袋區(qū)粉塵只有除塵器入口濃度的10%左右，負(fù)荷量較小，粉塵沉積在布袋表面形成空隙率高、排列有序的粉塵層;系統(tǒng)的阻力相比純布袋除塵器運(yùn)行時(shí)的阻力低，風(fēng)機(jī)能耗小。

c．濾袋粉塵量少、清灰周期長(zhǎng)、氣源能耗小。電袋除塵器的清灰周期是常規(guī)布袋除塵器的3～5倍（45 min），壓縮空氣消耗量不到常規(guī)布袋除塵器的1/3。

d．濾袋使用壽命延長(zhǎng)。無粗灰粒的沖刷磨損，運(yùn)行阻力低，清灰周期長(zhǎng)，這些都是延長(zhǎng)濾袋使用壽命的有利因素。只要運(yùn)行維護(hù)得當(dāng)，相同運(yùn)行條件下電袋除塵器濾袋的使用壽命是常規(guī)布袋除塵器的數(shù)倍以上。

e．運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。電袋復(fù)合式除塵器由于過濾風(fēng)速高、運(yùn)行阻力低、清灰周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可大量減少布袋的配制和空氣耗量，降低運(yùn)行費(fèi)用，延長(zhǎng)布袋使用壽命。

圖2 袋籠及濾袋

2 濾料的比較

袋式除塵器的主要部件為濾袋裝置，包括濾袋和袋籠（如圖2）。濾袋是決定布袋除塵器除塵效率和工作溫度的關(guān)鍵元件，更換濾袋的費(fèi)用也是袋式除塵器的主要維護(hù)費(fèi)用，因此濾袋的工作壽命直接關(guān)系到除塵器的運(yùn)行狀態(tài)和成本。由于不同的濾料纖維成分其化學(xué)性質(zhì)不同，對(duì)粉塵煙氣的工況、成分適應(yīng)程度不同，所以選擇濾料時(shí)必須根據(jù)使用場(chǎng)合的煙氣粉塵工況、成分等因素進(jìn)行選擇，以保證濾料穩(wěn)定使用性能，以下是幾種常用濾料的比較。

a．PPS（聚苯硫醚）

特性:密度1.38 g/cm3，熔點(diǎn)285℃，極限氧指數(shù)為34，結(jié)晶體，高性能熱塑性工程材料，具有耐熱性、耐化學(xué)、阻燃等特性?？稍?90℃的高溫下連續(xù)運(yùn)行使用，瞬時(shí)200℃（每年累計(jì)400 h內(nèi)），在160℃溫度下能保持90%以上的強(qiáng)度。耐化學(xué)性非常好，抗硫、抗酸效果好。

建議煤的含硫量在3.5%以下，煙氣中SO2含量在2 700 mg/m3以內(nèi)的工況下使用，抗氧性較差，要求O2含量小于14%（體積），NO含量小于600 mg/m3。

b．P84（聚酰亞胺）

特性:密度為1.41 g/cm3，規(guī)則的三葉狀截面，比一般圓形截面增加89%的表面積，耐高溫性能好?？稍?40℃以下連續(xù)使用，瞬時(shí)高溫可達(dá)260℃，吸水率為3%，具有一定的水解性。

有一定水解性，建議水汽含量小于38%，O2小于6%，NO含量小于600 mg/m3，SOx含量小于700 mg/m3。

c．PTFE（聚四氟乙烯）

可在220～260℃下連續(xù)運(yùn)行3～6年，強(qiáng)度較低，加熱到327℃以上會(huì)產(chǎn)生有毒氣體、無水HF。突出的耐溫耐腐材料，價(jià)格貴。幾種纖維理化性能的比較見表1。

表1 幾種纖維理化性能的比較

3 種濾料的理化性能比較，P84耐溫較高，但由于耐酸、堿性及水解穩(wěn)定性較差，故現(xiàn)場(chǎng)未采用;PTFE性能較好，但由于其價(jià)格（PPS價(jià)格的3倍）較高，仍未采用;現(xiàn)場(chǎng)選用的是PPS+PTFE覆膜，覆膜能大幅度提高濾料的過濾特性和使用壽命，其特點(diǎn)是:①覆膜在制造廠就會(huì)給濾料加上一層特殊的粉塵層，把它做成濾袋，一開始使用就能發(fā)揮良好的捕塵作用;②膜與粉塵的粘附力弱，容易清灰，又因是表面過濾，故可保持較低的阻力;③膜疏水（不疏油），可以在潮濕的環(huán)境中使用。其缺點(diǎn)主要是價(jià)格昂貴，薄膜容易破損或與基底分離。此種濾袋的使用壽命在3年左右。

3 保護(hù)措施

為保障電袋除塵器正常運(yùn)行，電袋復(fù)合式除塵器配備如下保護(hù)裝置。

a．預(yù)涂灰裝置

預(yù)涂灰指除塵器在投運(yùn)前給濾袋噴涂一層干燥粉煤灰，防止系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的低溫油、濕煙氣粘污濾袋導(dǎo)致初始阻力增大或糊袋的一種保護(hù)措施。預(yù)涂灰使用的是干燥的Ⅰ級(jí)粉煤灰，新濾袋在第一次投運(yùn)前，或鍋爐停爐冷卻后開機(jī)前，必須對(duì)濾袋進(jìn)行預(yù)涂灰保護(hù)，涂灰時(shí)開啟引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)，通過預(yù)涂灰管道進(jìn)行噴涂，當(dāng)布袋的差壓達(dá)到600～900 Pa時(shí)即可。預(yù)涂灰須在主機(jī)點(diǎn)爐的當(dāng)天完成，當(dāng)濾袋預(yù)涂灰后主機(jī)近期又無法點(diǎn)火時(shí)，必須開啟清灰系統(tǒng)，把濾袋灰層清除，在下次主機(jī)開機(jī)前再預(yù)涂灰，這樣可以防止濾袋表面灰層潮解糊袋。

b．旁路煙道

旁路煙道可以在系統(tǒng)煙氣出現(xiàn)異常情況時(shí)保護(hù)濾袋，即系統(tǒng)在燃油點(diǎn)火、超高超低溫時(shí)將煙氣直接旁通到除塵器出口達(dá)到保護(hù)濾袋的一種保護(hù)方式。

c．清灰系統(tǒng)

清灰系統(tǒng)是布袋除塵器的核心技術(shù)之一，清灰效率直接影響除塵器運(yùn)行阻力和濾袋壽命。清灰系統(tǒng)采用分室結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)袋低壓脈沖技術(shù)，選用質(zhì)量穩(wěn)定可靠的電磁脈沖閥，以滿足在不同工況運(yùn)行條件下清灰系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。圖3、圖4為脈沖閥及脈沖閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖5為脈沖閥原理圖。

圖5 電磁脈沖閥原理圖

d．差壓、壓力、溫度檢測(cè)裝置

采用先進(jìn)的差壓、壓力、溫度檢測(cè)裝置，可以在保證控制系統(tǒng)檢測(cè)和輸出精度的基礎(chǔ)上，提高設(shè)備自動(dòng)控制程度和故障識(shí)別能力，更好地保證濾袋的壽命及除塵效率，從而保證設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行。

e．提升閥裝置

每臺(tái)除塵器配備24個(gè)提升閥，通過提升閥可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在線檢修和離線清灰等功能。

4 結(jié)束語

在電袋除塵器運(yùn)行過程中，有如下幾點(diǎn)須注意。

a．灰硫控制室同主控保持聯(lián)系暢通，在機(jī)組啟、停，鍋爐爆管及尾部煙道燃燒時(shí)，需及時(shí)通知灰硫控制室，將除塵器旁路閥打開，煙氣旁通。

b．確保灰斗高料位計(jì)和氣力輸灰系統(tǒng)正常，嚴(yán)禁發(fā)生灰斗滿灰事故。

c．在開始預(yù)涂灰、鍋爐燃油點(diǎn)火至正常燃煤之前，禁止運(yùn)行布袋除塵的清灰系統(tǒng)，以防止涂灰層剝落，失去防低溫結(jié)露的保護(hù)作用。

d．當(dāng)鍋爐燃油助燃點(diǎn)火時(shí)間超過2 h時(shí)，應(yīng)連續(xù)小量預(yù)涂灰。

e．正常運(yùn)行時(shí)，保證濾袋壓差在允許范圍（400～600 Pa）內(nèi)，盡量延長(zhǎng)清灰周期。

f．袋區(qū)濾袋差壓長(zhǎng)時(shí)間上升到1 200 Pa時(shí)，縮短清灰周期時(shí)間，以差壓下降到正常值（900～1 200 Pa）為宜。

g．盡量選用定時(shí)+定壓清灰方式，少用離線吹灰方式。清灰時(shí)脈沖壓力為0.2～0.25 MPa，脈沖寬度為0.15 s（不能隨意調(diào)整），脈沖周期為45 min以上。

h．當(dāng)煙氣溫度≤180℃時(shí)為正常狀態(tài)，旁路煙道關(guān)閉，保護(hù)氣路開通。當(dāng)煙氣溫度＞180℃時(shí)，煙溫將對(duì)濾袋造成危害，控制系統(tǒng)打開旁路閥，關(guān)閉袋區(qū)提升閥，此時(shí)煙氣將直接排到除塵器出口。

［1］福建龍凈環(huán)保股份有限公司．FE型電袋復(fù)合式除塵器使用說明書［Z］．

［2］嵇敬文，陳安琪．鍋爐煙氣袋式除塵技術(shù)［M］．北京:中國(guó)電力出版社，2006年．