復(fù)合型電袋除塵器振打清灰的效能探討

董鴻斌

（山西臨汾熱電有限公司 山西臨汾041000）

除塵器作為火電鍋爐重要的輔機(jī)組成部分，也是煙氣粉塵過濾凈化工序流程中的重要環(huán)節(jié)之一。它的運行功效能否達(dá)到除塵技術(shù)指標(biāo)要求，直接關(guān)系到火電企業(yè)的環(huán)保指標(biāo)控制和經(jīng)濟(jì)效益[1-2]。本文針對山西臨汾熱電公司2FE233復(fù)合型電袋除塵器運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)除塵效率下降的現(xiàn)象，闡述分析了復(fù)合型電袋除塵器的結(jié)構(gòu)及運行參數(shù)，優(yōu)化了清灰振打方案，確保除塵器的除塵效率，使煙氣排放滿足環(huán)保要求。

1 復(fù)合型電袋除塵器結(jié)構(gòu)簡介

山西臨汾熱電有限公司分兩期建設(shè)2×300MW熱電項目，以臨汾地區(qū)的電煤、洗中煤作為鍋爐燃料煤，年發(fā)電量29億度，供熱面積逾1 300萬m2。每臺鍋爐配置兩臺2FE233∕2-2L4型電袋復(fù)合式除塵器（干式靜電除塵器和布袋除塵器）。靜電除塵區(qū)分為雙室由兩個電場組成，布袋除塵區(qū)由布袋一區(qū)和布袋二區(qū)組成。除塵方式采用電極、外濾式。除塵器本體配置有預(yù)噴涂、濾袋檢漏、脈沖反吹及自動化監(jiān)控等系統(tǒng)。

圖1 電除塵器基本結(jié)構(gòu)

近年來，由于燃料煤質(zhì)波動較大，頻繁出現(xiàn)鍋爐燃燒后煙氣中粉塵及含硫量增大等現(xiàn)象，導(dǎo)致除塵器內(nèi)部收集板、電暈線積灰板結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，對除塵效率下降構(gòu)成了一定影響。因此，需要開發(fā)電極區(qū)振打清灰、濾袋噴吹等在線清灰技術(shù)。

2 電除塵原理及收塵極板積灰的分布規(guī)律

2.1 電除塵原理

該原理主要是利用在電暈極與除塵極之間施加一定的額定高壓直流電，兩極之間產(chǎn)生不均勻的電場，使電暈極周圍的氣體發(fā)生電離，即產(chǎn)生電暈放電。氣體電離生成大量正、負(fù)電離子，含塵氣體通過電場時電離子與塵粒子發(fā)生碰撞，便吸附在通過電場的粉塵上，實現(xiàn)粉塵的荷電。在電場力的作用下荷電粉塵向收塵極漂移，從而被收塵極收集。同時，電暈區(qū)內(nèi)的正電離子向相鄰的電暈極轉(zhuǎn)移并且與灰塵粒碰撞使其荷正電，荷正電的灰塵在電場力的作用下附著在收塵極上，當(dāng)粉塵沉積到一定厚度后利用機(jī)械振打等手段將其清除，使之落入電袋除塵器下部的灰斗箱中從而達(dá)到收塵目的。

電除塵包括：電暈放電，懸浮塵粒荷電，荷電塵粒在電場中的運動，粉塵粒子被捕集，振打清灰等過程。

圖2 電除塵原理

2.2 收塵極板積灰的分布規(guī)律

在電袋除塵器的電區(qū)內(nèi)，每塊收塵極板在垂直方向上積灰是不均勻的。這種不均勻度在煙道入口段電區(qū)極板上是非常明顯，普遍具有上厚下薄的規(guī)律，甚至在極板懸吊頂部沒有積灰。但收集板積灰的上、下厚度差在后面的電極板區(qū)間逐漸減少，這主要因為后部電場區(qū)收集的大部分是比較細(xì)的粉塵顆粒，其受到的自然沉降以及被電場吸附荷電作用要比前部電場小的多。收塵實踐表明：沿著煙氣流動方向收塵極板上的積灰分布呈現(xiàn)前厚后薄的規(guī)律。這是由于大部分粗粉塵顆粒都逐漸沉積在前部電區(qū)收塵極板上，煙氣流中的含塵濃度逐漸減低、且粒度為比電阻較高的細(xì)粉塵，因此后部電場收集塵板上的積灰量變薄變細(xì)了。

圖3 比電阻與除塵效率曲線

3 振打清灰方案設(shè)計

3.1 振打方式

電除塵器常規(guī)采用的振打清灰方式為兩種即：側(cè)向機(jī)械振打和頂部電磁錘振打。側(cè)向部振打通常為陰、陽極或陽極澆臂振打，其實無論是頂部振打還是側(cè)向振打，實際受力的部位都是陽極板和陰極線框架。側(cè)向機(jī)械振打是在陽極板和陰極線框架側(cè)部均勻裝設(shè)一排繞臂振打錘，通過傳動裝置帶動傳動軸轉(zhuǎn)動，使傳動軸上的偏心輪帶動振打錘持續(xù)敲打框架振打墊鐵以達(dá)到清除積灰的效能。

頂部電磁錘振打即在電除塵器頂部陰、陽極板及煙氣流分布裝置上均裝設(shè)電磁振打器振打清灰。振打器主要有振打錘、線圈及外殼組成。工作原理為：線圈通電后，在線圈周圍產(chǎn)生磁場力，在磁場力的作業(yè)下振打錘被提起，斷電后磁場消失，振打錘在重力作用下，自由下落撞擊振打桿使之將振打力傳之電除塵器內(nèi)部的收塵極板、電暈極或煙氣流分布裝置上實現(xiàn)清理積灰的目的。

表1 兩種振打方式特點比較

兩種振打方式的優(yōu)劣：側(cè)向振打所獲加速度較大，但加速度分布從下到上振打裝置較為復(fù)雜，機(jī)械故障較多。頂部電磁振打故障率小且便于處理，加速度分布從上到下所獲速比較小，電氣故障較少，見表1。

3.2 振打周期

由于電除塵器各電極區(qū)域積灰程度不同，因而各電極區(qū)域的振打周期也有區(qū)別。為防止相鄰兩電場同時振打造成二次揚塵，一般采用相鄰兩電場交叉振打清灰方式，即：相鄰兩電場不同時振打；并根據(jù)積灰工況、除塵器壓差參數(shù)等實時調(diào)整振打方式與振打周期。就清灰效果而言振打周期是關(guān)鍵因素：周期過短積灰達(dá)不到足夠的厚度易產(chǎn)生重返氣流，周期過長積灰層過厚必然會影響到收集塵效果。因此，根據(jù)極板形式、鍋爐燃燒特性、粉塵濃度與除塵器實際運行工況條件，設(shè)定合理的振打周期是確保除塵效率的關(guān)鍵。

山西臨汾熱電公司電袋除塵器振打周期見表2：

表2 電袋除塵器陰、陽極振打周期表

3.3 脈沖氣力清灰方案

一般正常工況下，電袋除塵器一、二電區(qū)單元收塵量占總量的60%～70%。但是，隨著投運時間延長電壓、電流受極板、極線粘積灰粉的影響，導(dǎo)致收集塵效率明顯減低，濾布袋負(fù)荷增大。針對上述問題，經(jīng)過專題分析后。決定制定利用脈沖氣壓吹清極板、極線粘灰板結(jié)措施方案：在布袋脈沖氣壓聯(lián)箱處引接出一趟?50 mm碳鋼管道分布在電除塵單元區(qū)域處。即：根據(jù)除塵器甲、乙列壓差、運行參數(shù)變異情況，制定等級檢修期間的區(qū)間噴吹清極板措施。具體操作方式為打開各相應(yīng)人孔檢查門由人工操作接裝膠素軟管逐列自上而下噴吹清灰，脫落的灰粉進(jìn)入分段灰斗箱而后由輸灰系統(tǒng)輸至灰?guī)靷}內(nèi)。

3.4 應(yīng)用效果

電袋除塵器在長期的運行過程中，因多次冷啟動電極積露板結(jié)灰粉較厚形成阻電，從而影響了電袋除塵器的正常運行功率。實施脈沖氣力清灰措施方案一年來具體效果體現(xiàn)如下：

表3 實施前后電氣狀況對比

實施脈沖氣力噴吹極板極線清灰措施方案后，有效解決了除塵器極板、極線積灰影響收集塵效率差的問題，改善了電場放電功率。后經(jīng)運行人員跟蹤驗證效果非常明顯，其除塵效率一直保持在99.7%以上。

4 結(jié)論

復(fù)合式電袋除塵器在山西臨汾熱電公司已投產(chǎn)運行8年之久，經(jīng)2015～2016年期間實施超低排放改造以及本次脈沖氣力清灰措施實施后。除卻發(fā)電量與燃煤熱值因素月度同比體現(xiàn)：廠用電耗減低0.13%、煙塵過濾率提高2%、電區(qū)輸灰量增加1.54%，除塵器運行效率得到了明顯提高。煙氣粉塵的排放指標(biāo)已遠(yuǎn)低于山西省政府關(guān)于燃煤發(fā)電機(jī)組粉塵濃度≤5mg∕Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。