FE-I型電袋復合除塵器在CFB鍋爐煙氣除塵中的應用

孔斌，司占帥，陳建和

（中國石化荊門分公司，湖北荊門 448000）

中國石化荊門分公司燃煤鍋爐使用的煤種復雜多變，長期以來煤質問題嚴重影響了鍋爐的運行穩定性。入爐煤種大多數存在熱值偏低、灰分偏高且波動大的現象，造成煙塵濃度變化幅度大，靜電除塵器效率波動，出口排放濃度無法長期穩定在設計值范圍內，尤其無法滿足《火電廠大氣污染物排放標準》GB13223－2011的排放要求。電袋復合除塵器結合了電除塵和袋式除塵器的優勢，能實現長期穩定低排放，且維護簡單，對粉塵達標排放提供了良好的基礎條件。

1 電袋復合除塵器原理

電袋復合除塵器是繼電除塵器、袋式除塵器之后創新開發的一種全新的除塵技術，是電除塵“荷電除塵”及袋除塵“過濾攔截”原理的有機結合，1～2個電場收集煙氣中80%以上的煙塵，可以大幅度的降低進入布袋除塵區煙氣的含塵濃度，剩余10%～20%的細粒子由后級濾袋過濾捕集[1]，大大降低了袋區負荷并避免粗顆粒對濾袋的沖刷磨損，改善濾袋表面粉餅層結構，具有除塵效率高、阻力低、節能、運行成本低、占地面積小等優點，原理流程見圖1。

圖1 電袋煙氣凈化流程

2 FE-I型電袋復合除塵器基本情況

中國石化荊門分公司原有CFB鍋爐采用的是三級靜電除塵器，此次改為FE-I型電袋復合除塵器，第一級利舊靜電除塵與后兩級布袋除塵結合，后兩級袋區采用大通室布置，頂部增設凈氣室，不設煙氣旁路。

2.1 原電除塵器部分技術參數

原電除塵器部分技術參數見表1。鍋爐設計燃用21%石油焦＋79%（w）煤，具體煤質成分分析見表2。

表1 原電除塵器部分技術參數

表2 煤質成分

2.2 電袋除塵器改造后主要技術參數

鍋爐容量130 t/h，工作溫度≤130℃，處理煙氣量199 500 m3/h，除塵器進口煙塵含量≤15.6 g/m3，除塵器出口煙塵含量≤15 mg/m3，除塵效率≥99.9%，本體煙氣阻力≤1 200 Pa，噪音≤85 dB（A）（距殼體1.0 m處），本體漏風率≤2%。

2.3 陽極振打系統

一級靜電除塵陽極振打依舊采用側部整體仿形錘振打清灰方式，振打機構由傳動裝置、振打桿、振打錘等組成，如圖2所示。

圖2 陽極振打系統

2.4 袋區清灰系統

清灰系統是袋除塵器的核心部件，清灰效率直接影響除塵器運行阻力和濾袋壽命。FE-I型電袋復合除塵器的清灰系統采用通室結構和長袋低壓脈沖技術，可方便地實現清灰方式和脈沖的選擇調整，以滿足不同工況的運行要求，保證清灰系統高效穩定。清灰系統如圖3所示。

圖3 清灰系統

3 電袋改造應用過程中應注意要點

3.1 選用高精過濾材料，提高過濾精度

濾袋是電袋復合除塵器的終端控制環節，是決定其出口排放濃度的關鍵部件，濾袋的過濾精度直接關系到煙塵排放值。在提高電區除塵效率的同時，必須提高濾袋的過濾精度。

在工業生產中，常用的濾料材質為PPS、PI、PTFE及不同材質的混紡濾料、覆膜濾料等。在相同條件下，濾料的過濾精度高低依次為PTFE覆膜濾料、超細纖維梯度濾料、普通濾料。不同材質的濾袋，對煙氣工況及出口排放的適應性不同。綜合考慮該廠的煙氣含氧量、煙氣溫度、出口排放要求等參數，該項目濾料選用50% PPS超細纖維＋50%PTFE纖維，基布層100% PTFE，并在濾袋表面進行覆膜處理，提高濾料的過濾精度。

3.2 嚴把花板、袋籠、布袋等重點設備安裝質量

要實現超低排放，僅靠電袋的關鍵技術不夠，其安裝質量不容忽視。側重對花板、清灰系統、袋籠等核心部件安裝全程監控，杜絕一切泄漏。除塵器是現場拼接組裝的大型鋼構設備，要保證實現超低排放，必須保證焊接組裝的氣密性。在電袋復合除塵器的安裝中，對于有氣密性要求的組件要確保焊全、焊牢、焊透。花板拼接焊接過程中，防止花板變形，一般采用對稱間斷組合焊法，防止花板單邊過熱變形，影響花板平整度，濾袋安裝氣密性檢查采用熒光粉查漏法。

3.3 螢光粉查漏

袋式除塵器濾袋的查漏是在除塵器空載調試及濾袋裝完后進行。熒光粉查漏時，所有的人孔門都關閉，引風機設計風量一半運行，螢光粉投入除塵器后，風機應至少保持運行20 min以上，以確保螢光粉均勻地分布在除塵器的各個濾袋上。風機停止后，打開電袋復合式除塵器的凈氣室人孔門，檢查人員帶著螢光燈（紫外線燈）進入各凈氣室檢查。檢查人員進入除塵器內部時衣服鞋帽、身體其他部分不能帶有熒光粉。用螢光燈仔細地檢測凈氣室內的花板接縫處，濾袋與花板的接口點等。檢測時，周圍環境亮度越暗越有助于泄漏檢測工作的進行，發現漏點后做好標記再處理。處理熒光粉泄漏點時，如需焊接應作好濾袋的保護措施，防止焊渣燙傷布袋。

3.4 增設布袋后風機出力核算

由于采用電袋復合除塵器，電袋負荷除塵器阻力要比靜電除塵器大，約為1 200 Pa，比原電除塵器大900～1000 Pa，需考慮引風機是否滿足需要，改造前引風機相關參數見表3。

表3 改造前引風機相關參數

該公司CFB鍋爐電袋除塵項目考慮前期風機經過葉輪切削，經過阻力核算，此次將1#、4#引風機葉輪進行改造，以保證爐膛壓力不變，滿足此次電袋復合除塵器增加的阻力。

4 電袋復合式除塵器運行維護要點

4.1 盡量避免省煤器爆管及煙氣溫度異常

采用電袋除塵器的燃煤發電鍋爐運行時應盡最大可能避免省煤器爆管（會引起煙氣含濕量大增而造成糊袋、煙氣出現異常低溫而導致酸結露等）、煙氣異常超溫等工況的出現。一旦出現這些異常工況，應及時通知除塵器運行人員，以便及時采取相應措施。出現泄漏時，應快速停爐，減少水汽對布袋的影響；煙氣溫度超過160℃時，應加強鍋爐尾部清灰，降低排煙溫度，減少布袋超溫現象。

4.2 及時調整清灰時間防止濾袋污染

由于燃煤煤種及鍋爐運行工況波動較大，因此，電袋式除塵器的煙塵負荷波動也比較大，運行中特別是清灰制度應及時作出調整。在出現鍋爐低負荷投瓦斯或燃油助燃時，特別要注意，也應及時通知除塵器運行人員，此時布袋除塵應停止清灰或適當提高清灰的壓差上限或延長清灰周期等，以使濾袋表面始終保持一個適當的粉層，從而能有效阻隔未完全燃燒的油污粘染濾袋。在更換新布袋時，也需要對布袋進行預涂灰，防止開工時污染布袋。CFB鍋爐啟動前必須進行的床料流化試驗與電袋除塵器預涂灰工作結合起來，共同進行、同時完成[2]。

4.3 提高清灰系統工業風品質

清灰系統工業風的品質也是影響電袋除塵器袋區的重要因素，如果工業風帶水，會引起布袋“糊袋”，增加布袋阻力，從而影響鍋爐帶負荷的出力。如果工業風帶鐵銹等雜質，可能會引起反吹脈沖電磁閥膜片卡澀，出現單個反吹氣路跑氣，反吹風氣包壓力降低，導致反吹效果變差，增加袋區的阻力。該項目在安裝階段，出于以上兩點考慮，將工業風源接在一臺備用冷干機的出口，利用冷干機脫水功能有利于把控工業風品質，極大減少了帶水、帶雜質等問題的危害。

5 電袋復合式除塵器堵灰事故分析

5.1 堵灰事故過程

2017年12月4日，1#CFB鍋爐負荷130 t/h，電袋除塵器壓差從400 Pa逐步上升，至1 000 Pa后，爐膛壓力從80 Pa漲到160 Pa，通過調引風機開度，維持爐膛微正壓，隨著布袋壓差變大，爐膛負壓不能維持正常范圍，引風機液耦全開，直至停爐前爐膛壓力高達2 100 Pa，遠高于正常運行時–127～245 Pa的范圍，鍋爐爐膛以及電袋除塵前的尾部煙道呈正壓運行，尾部煙道人孔門以及煙道出現冒灰現象，電袋除塵器相當于“堵塞”了引風的通道，1#CFB鍋爐被迫停爐，經停爐檢查，主要原因是輸灰上氣鎖閥有積灰板結，輸灰不暢，灰斗料位上升，影響煙氣正常流通，導致煙氣通道被堵，影響鍋爐正常運行。具體電袋壓差與鍋爐負壓變化如圖4所示。

由圖4可知，電袋除塵器反吹風氣包壓力一直處于正常范圍，反吹程序正常運行，隨著袋區壓差的增加，爐膛負壓變化明顯，經查看灰斗料位，發現二、三電場高低報警。說明灰斗料位堆積，占據了布袋外圍的煙氣空間，導致煙氣堵塞，嚴重影響鍋爐帶負荷能力，引起非計劃停爐。

5.2 事故處理措施

通過此次非計劃停爐事故過程中設備出現的異常情況，采取了一些調整手段，主要包括：

1）加強輸灰

加強輸灰最為關鍵，灰斗料位高低直接影響電袋除塵的安全運行，出現高低料位報警時，除了加強輸灰，降低鍋爐負荷，還可以在灰斗手孔增加臨時放灰措施，緊急放灰，排除堵灰的風險。

圖4 電袋壓差與鍋爐負壓變化的關系

2）縮短清灰周期

若灰斗料位正常時，袋區濾袋差壓長時間上升到600 Pa時，應縮短清灰周期，以差壓下降到正常400 Pa為宜，常規設置清灰時間為間隔10 min，若壓差增大時，可以將間隔時間縮至1 min。除此之外，將反吹工業風壓力由250 kPa至350 kPa，也可以提高清灰效果，但是該方式不能作為長時間運行的調整手段。

3）適當增加振打頻率，縮短振打間隔

增加一電場捕灰能力可以有效降低袋區的負荷，如果當電極普遍積灰嚴重時，一電場捕灰能力降低，大量粉塵進入袋區，將增加布袋的負載。可適當增加振打頻率，縮短振打間隔可以有效抑制袋區粉塵的負載。

6 電袋復合除塵器改造效果

該次采用電袋復合除塵技術改造于2017年7月完成并成功投運。改造前后運行數據的對比見表4。

2017年9月，經第三方檢測，除塵器出口煙塵濃度為≤10 mg/m3（標態、干基、6% O2），實現了小于15 mg/m3的設計排放，減排效果顯著。從2018年1—4月鍋爐累計產汽減少的情況下，發現引風機因考慮布袋阻力增加而改大葉輪，增加了引風機電耗，二、三電場由于改為布袋除塵，電場變壓器取消，減少了除塵器本體耗電，總體電耗增加，粉塵減排效果明顯。

表4 改造前后運行數據的對比

7 結論

電袋復合式除塵器的除塵效率不受煤種、煙氣特性、飛灰比電阻影響，易于清灰，濾袋使用壽命長，運行、維護費用低。在運行過程中應保持濾袋良好的反吹效果，灰斗料位正常，禁止超溫運行，防止煙氣帶水，做到以上幾點就可以實現電袋除塵器長周期運行。