上海外高橋電廠#1鍋爐布袋除塵器改造

章良

(上海上電電力工程有限公司，上海 200025)

0 引言

上海外高橋電廠#1機組的燃煤鍋爐為上海鍋爐廠制造的300 MW亞臨界控制循環汽包爐，一次再熱、四角擺動噴嘴，切向燃燒、露天布置，原配有2臺3電場靜電除塵器(型號2FFA3X45m－2X80－135－A2)，用于捕捉鍋爐所產生的煙塵，除塵效率在99.17%以上。煙氣中煙塵實測質量濃度為100 mg/m3，遠高于國家新標準。為此，在2010年4月機組改造檢修過程中，將原靜電除塵器改成純布袋除塵器。

1 布袋除塵器概況

新除塵器為SCLM－37060型(行噴吹)長袋低壓脈沖袋式除塵系統，利用原來2臺電除塵器的4個通道，改造成4個獨立的袋式除塵單元，并聯運行;每個單元進出口設煙道擋板閥門，實現了在線檢修;袋式除塵器設置旁路系統，不設噴霧降溫裝置;濾袋材料為PTFE基布+PPS纖維針刺氈。

新安裝的布袋除塵器隨機組于2010年6月12日投入使用，至今運行良好。目前，在機組滿負荷情況下，標準工況下煙塵排放質量濃度約為15.2 mg/m3，除塵器阻力為600～900 Pa，滿足了煙氣排放要求。

布袋除塵器具體參數見表1和表2。

2 布袋除塵器結構

上海外高橋電廠#1機組鍋爐裝有1套2臺并聯運行的長袋低壓脈沖袋式除塵系統。除塵器采用雙列對稱布置方式，每臺除塵器箱體分為2個大室，每個大室又左、右對稱布置了12組噴吹模塊。每個模塊布置11～13根噴吹管，每根噴吹管吹掃16條布袋，共計576根噴吹管、9216條布袋。

表1 布袋除塵器性能參數

續表

表2 除塵器材質及分項質量

上海外高橋電廠#1機組投產以來，排煙溫度較為穩定，此次改造未增加噴水降溫系統，如出現超溫情況，可自動切換到旁路煙道，防止濾袋因煙溫過高而燒壞。布袋除塵器結構如圖1所示。

每臺除塵器設置一路旁路煙道，分別從除塵器進口隔絕門前接入，再接至除塵器出口隔絕門后，進口設置雙電動隔絕閥，從工藝上確保含塵煙氣零泄漏。

凈氣室為大凈氣室結構，無需再加裝防雨頂棚，所有檢修工作均在凈氣室內進行，凈氣室頂蓋為帶保溫結構的坡頂，取消了有很多小密封蓋結構的常規設計，方便安裝和施工，同時也降低了檢修的勞動強度，提高了工作效率，改善了檢修工作環境。

氣流分布板采用16Mn耐磨材料，為增加氣流分布板耐磨的一致性，分布板厚度采用梯度設計，中心高速氣流部分厚5 mm，周邊厚3 mm，從而使氣流分布板從整體上獲得較好的損耗速度。同時，在濾袋前部設置擋風板，一方面防止高速煙塵氣體沖刷磨損濾袋，另一方面將煙氣導流至除塵器下部，有利于大顆粒粉塵沉降和氣流均布。

2.1 進氣方式與氣流分布

進氣方式和氣流分布直接影響到袋式除塵器的運行阻力和濾袋壽命，氣流分布所遵循的基本原則如下:

(1)氣流流動順暢、平緩;(2)流程短，局部阻力小;(3)組織氣流自上而下進入袋束，促進粉塵沉降;

(4)重點防范含塵氣流對濾袋的直接沖刷;

(5)設置導流板和流動通道，組織氣流向濾袋倉室均勻輸送和分配;

(6)降低各部位的氣流速度:通道內的流速、濾袋束下部空間的流速、濾袋之間的水平流速、濾袋之間的上升流速;

(7)盡量保持各灰斗存灰量均勻;

(8)避免灰斗空間產生渦流，消除粉塵二次飛揚;

(9)煙氣量分配與氣流分布主要技術措施;

(10)喇叭口內設置氣流分布板;

(11)設置導流板和導流通道，疏導氣流，流向預定空間。

2.2 進氣方式與氣流分布的描述

圖1 布袋除塵器示意圖

采用直進直出的進氣方式，其顯著特征是流程短、流動順暢和阻力小。將濾袋布置在單元內部的中部，側面留有通道供煙氣向尾部區域的濾袋流動，避免全部煙氣都從前部的袋束通過。前部濾袋的處理煙氣直接從進口喇叭氣流分布板中通過。

設置導流板形成側面流通夾道;設置氣流分布板，最終實現各區域合理的風量分配和風速控制。氣流分布計算機模擬試驗及氣流分布實驗室模擬試驗裝置如圖2所示。

除塵器的花板作為除塵器凈氣室和過濾室的分隔，用于懸掛濾袋組件，同時可作為除塵器濾袋組件的檢修平臺。花板壁厚為6 mm，材料為 Q235－B。除塵器花板采用數控激光切割或數控沖壓方法加工花板孔，保證花板及花板孔的形位公差要求。花板孔沖壓位置準確，與理論位置的偏差小于±0.05 mm，確保2個孔洞的中心距誤差為±1.00 mm。花板孔洞制成后清理各孔的鋒利邊角和毛刺，在焊接加強肋板時，肋板布置應合理。焊接后通過整形確保花板平整，無撓曲、凹凸不平等缺陷，花板平面度＜1/1000，對角線長度誤差＜3mm，內孔加工表面粗糙度Ra=2。濾袋與花板的配合合理，濾袋安裝后嚴密、牢固不掉袋，裝拆方便。在花板、袋口、袋籠安裝時，要有不劃傷濾袋的防護措施且能保證安裝嚴密，實現灰塵零泄漏。

設計過濾速度為0.89 m/min，花板采用數控激光切割，保證加工精度;滿負荷工況(100%ECR工況)過濾風速不大于1.00 m/min。

原有灰斗完全能滿足改造后的需要，無需進行更換或改造，但需要將灰斗內原有的擋板裝置拆除，同時進行消缺補漏，對其他裝置不予改動。

3 布袋除塵器的自動檢測和保護

每通道分別設置1臺粉塵濃度儀，具有顯示和破袋報警功能;原有擋板門移至除塵器出口，進口增設隔離門，泄漏率為0。

采用可編程控制器(PLC)控制系統，配備溫度、壓差、壓力等檢測器件及各種軟件，實現以下自動監測和保護功能:

(1)袋式除塵器的清灰控制(定壓差、定時、單倉清灰3種控制方式);

(2)袋式除塵器的阻力監測和控制;

(3)噴吹裝置故障診斷、識別、報警;

(4)煙氣異常高溫或異常低溫時的報警;

(5)噴粉系統的運行控制;

(6)除塵器進、出口擋板閥控制;

(7)壓縮空氣系統的控制。

確保布袋在異常情況下保護不受損壞，自動退出除塵系統切換到旁路煙道。

4 布袋除塵器濾袋及袋籠

濾袋型號為PUNATER PPS/TF1584－3－MPS，選用進口優質PPS濾布制造濾袋，制造商承諾允許布袋除塵器每年2次在160～180℃的鍋爐煙氣溫度下運行30 min(不走旁路)，且保證成批濾袋運行壽命不小于30000 h。

布袋底部采用3層包邊縫制，無毛邊裸露，底部采用加強環布，濾袋合理剪裁，盡量減少拼縫。拼接處重疊搭接寬度不小于10 mm，提高袋底強度和抗沖刷能力。濾袋上端采用彈簧漲圈形式，密封性能好、安裝可靠性高，換袋快捷。濾袋主要性能參數見表3。

袋籠采用承插式可拆裝袋籠，袋籠堅實，換袋、維修方便，袋籠長8 m，分為上、下兩節，相互間有簡單的鎖扣裝置，拆卸、組裝和運輸都十分方便。所有的肋線點焊連接，形成袋籠并去除毛刺，避免損傷濾袋。袋籠用經過有機硅防腐處理的#20冷拔鋼絲制作。袋籠采用表面高溫有機硅涂料處理，具有良好的耐高溫和耐腐蝕性能，壽命一般大于2個濾袋更換周期。采取以下措施確保濾袋使用壽命:

圖2 氣流分布計算機模擬試驗及氣流分布實驗室模擬試驗裝置

表3 濾袋主要性能參數

(1)控制袋束的迎風速度，設置濾袋防磨隔板，避免粉塵對濾袋的沖刷;

(2)當鍋爐煙氣出現突發性高溫時，啟用緊急旁路系統，避免濾袋燒壞;

(3)精心制造和安裝噴吹系統，確保噴嘴同濾袋的同心度和清灰效果;

(4)嚴把安裝質量關，使每條濾袋均垂直懸掛，相互不接觸摩擦，減少磨損。

5 布袋除塵器清灰系統

此次改造安裝了2組空氣壓縮機及后處理設備，1組正常運行，1組備用。空氣壓縮機為SM132固定式，體積流量為21.4m3/min，排氣壓力為0.80 ～0.85 MPa，額定功率為132kW;后處理設備為SLAD－20ZF型組合式低露點壓縮空氣干燥機;另外設置1個容積為12m3的儲氣罐，通過系統母管引至2臺除塵器的4個通道，再引至48個噴吹模塊。

為減少清灰壓縮空氣與煙氣的溫差，在該工程設計中將進入氣包的壓縮空氣管路首先經過凈氣室的高溫煙氣預熱，從而使脈沖閥氣包內的噴吹氣體與煙氣溫度基本接近，大大減少了由于溫差太大對濾袋可能造成的損害。

長袋低壓脈沖除塵器在目前常見的袋式除塵器中清灰能力是最強的，運行阻力可以控制在較低的水平。脈沖閥采用沃森7.62 cm淹沒式，膜片壽命達100萬次，使用壽命超過5年。噴吹氣流對濾袋進行清灰作業，壓縮空氣利用效率較高，空氣壓縮機可在低能耗狀態下運行。

6 布袋除塵器投運前準備工作

布袋除塵器使用前先進行濾袋的預涂灰，目的是對濾袋進行保護，防止鍋爐投油助燃點火時油污對濾袋的污染。對濾袋進行充分的預涂粉并達到合格，是袋式除塵系統帶負荷的必要條件。

(1)準備自帶壓力的灰罐車(0.8 MPa)并事先裝好40 t左右的粉煤灰;

(2)打開需要預涂粉倉室的進口和出口擋板閥門，關閉其他倉室進口和出口擋板閥門;

(3)啟動鍋爐吸、送風機(風機風量約為額定風量的25%，單臺風機功率為額定功率的50%～60%);

(4)將灰罐車接頭與輸灰管路接頭相對接，打開輸灰管路手動對夾閥開始進行預涂灰;

(5)保持風機閥門不動，當倉室阻力比涂粉前增加300～500 Pa時，暫時停止送風機和引風機，盡快打開箱體人孔門進入袋內，用手電照明以觀察粉塵預涂灰的厚度(約2 mm)及均勻性。若達不到要求，則適當增大壓差再次涂灰，直至合格為止;若達到預涂灰質量要求，則本倉室預涂粉結束，關閉本倉室進口和出口擋板閥門，開啟下一個倉室進口和出口擋板閥門，按上述要求依次進行后面3個通道的預涂灰操作。

(6)當4個倉室都完成預涂粉后，開啟4個倉室的進口和出口擋板閥門，允許鍋爐點火。

(7)根據工程實際，預涂灰厚度及均勻性的檢查也可在所有通道預涂灰完畢后進行。

7 結束語

布袋除塵器自2010年6月12日投運以來，壓差控制清灰的效果良好，4個通道的清灰周期在50 min左右，清灰時間為6～7min，當1個通道清灰時，相鄰通道會受到影響，造成積灰時間延長。在線濃度儀的準確性受環境影響較大，在雨天易產生偏差。經試驗驗證，改造后出口煙塵質量濃度達到了15.2 mg/m3，取得了理想的改造效果。