布袋除塵器在生物質(zhì)燃料鍋爐上的應(yīng)用

王磊，付啟文

國電南京自動化股份有限公司，江蘇南京211100

　　[摘要]介紹了生物質(zhì)燃料鍋爐布袋除塵器的結(jié)構(gòu)、清灰控制、濾料的選用以及布袋的防護(hù)，并對其除塵效率的控制、布袋除塵器本體的密封性、過濾狀態(tài)與旁通狀態(tài)間的切換以及灰斗下灰不暢等問題提出了解決措施。

　　華電宿州生物質(zhì)能發(fā)電有限公司(宿州生物質(zhì)能電廠)一期2×12.5MW汽輪發(fā)電機(jī)組配置的2臺75t/h生物質(zhì)燃料鍋爐。1號爐自2008年7月初起動，經(jīng)過2個月的運行，其布袋除塵器運行效果良好，除塵效率達(dá)99.9％以上。

　　1布袋除塵器結(jié)構(gòu)

　　宿州生物質(zhì)能電廠1號、2號機(jī)組鍋爐采用長袋低壓脈沖布袋除塵器，除塵器本體采用雙列對稱布置，箱體共分為4個大室，每個大室又分為2個小室，每個小室布置了9排布袋，每排有布袋14個。布袋清灰方式為固定行脈沖噴吹，噴吹管每室9排，共72支，位于凈氣室花板上部，距花板垂直距離200mm。

　　布袋除塵器結(jié)構(gòu)如圖1所示。煙氣從進(jìn)氣口進(jìn)入除塵器后，通過百葉閥調(diào)節(jié)風(fēng)量使之均勻分配到每個倉室，并在分流板的作用下分成兩部分，其中約40％的煙氣沿分流板折流向下進(jìn)入灰斗，然后再向上進(jìn)入箱體進(jìn)行過濾，直徑較大的顆粒及未燃盡的燃料在重力作用下直接落入灰斗。其余約60％的煙氣垂直上升進(jìn)入中部箱體，然后擴(kuò)散到布袋區(qū)。2路氣體經(jīng)過布袋過濾后進(jìn)入上部凈氣室，每個凈氣室內(nèi)布置1個提升閥，過濾后的煙氣通過提升閥排人出氣煙道，由引風(fēng)機(jī)排向煙囪。

　　除塵器的進(jìn)、出口煙道及旁通煙道均采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，進(jìn)、出口煙道被隔板分隔，通過控制煙道內(nèi)的旁通閥可實現(xiàn)過濾狀態(tài)與旁路狀態(tài)間的切換。旁路煙道內(nèi)對稱布置了4個旁路閥，若滿負(fù)荷狀態(tài)下將其同時打開，則煙氣旁路阻力低于1000Pa。

　　2清灰控制

　　布袋除塵器清灰采用PLC控制，具有定時、定壓、手動3種控制功能以及在線、離線2種噴吹控制方式。

　　定壓控制即按設(shè)定壓差進(jìn)行控制，除塵器進(jìn)、出口壓差超過設(shè)定值(1300Pa)時，各室自動依次清灰1遍，噴吹循環(huán)結(jié)束后自動檢測是否需要再次循環(huán)，除塵器進(jìn)、出口壓差設(shè)定值可根據(jù)除塵器的原始阻力和運行情況進(jìn)行調(diào)整；定時控制即按設(shè)定時間進(jìn)行控制，每隔1個清灰周期，各室依次清灰1遍；手動控制即通過現(xiàn)場控制柜手動對各室清灰；在線清灰即噴吹清灰時，打開清灰的倉室提升閥，其余各室提升閥關(guān)閉；離線清灰即噴吹清灰時，關(guān)閉清灰的倉室提升閥，其余各室提升閥也關(guān)閉。

　　3濾料的選用

　　布袋除塵器濾料的選用應(yīng)根據(jù)含塵氣體的溫度、濕度、粘度、酸堿性以及火星含量等因素綜合考慮。宿州生物質(zhì)能電廠采用日本進(jìn)口的PPS作為濾料，布袋的規(guī)格為d160mm×6800mm，進(jìn)行了防水、防油及PTFE浸漬深層處理，以使其在惡劣的環(huán)境中保持良好的過濾性能。PPS對酸、堿和火星都有很強(qiáng)的抵抗能力，并具有很強(qiáng)的耐水性和阻燃性，其抗拉、抗磨、抗折等物理性能良好。PTFE浸漬深層處理是在濾料每根纖維表面均勻覆蓋1層PTFE涂膜，使得濾料的抗酸堿和抗氧化能力加強(qiáng)，同時由于纖維間隙變小，能更有效地防止粉塵的潛入，提高除塵效率。

　　但是，PPs的耐氧化能力弱，被氧化程度隨含氧量及溫度的升高而劇增，因此PPS濾料的連續(xù)工作溫度應(yīng)根據(jù)煙氣的含氧量來確定。圖2為PPS的連續(xù)工作溫度與煙氣含氧量的關(guān)系，由圖2可見當(dāng)含氧量為8％時，連續(xù)工作溫度為155℃，而當(dāng)含氧量增至10％時，連續(xù)工作溫度則不應(yīng)超過150℃。

　　4布袋的防護(hù)

　　在除塵器運行中，布袋破損的主要形式有燒毀、磨損、袋底撕裂、開線等，造成除塵器布袋燒毀的主要原因是煙氣超溫(煙氣溫度超過布袋的工作溫度)和火星燒袋。

　　防止煙氣超溫?zé)闹饕胧┯校?1)在鍋爐出口的煙道上裝設(shè)冷風(fēng)閥，或采用噴水降溫措施。宿州生物質(zhì)能電廠在設(shè)計時采用冷風(fēng)閥，氣缸直徑為600mm，由熱平衡方程計算可知，當(dāng)煙氣溫度達(dá)到一定時冷風(fēng)閥打開，煙氣溫度可降低15℃以上；(2)若煙氣溫度持續(xù)上升達(dá)到旁通閥開啟溫度時，各分室提升閥關(guān)閉旁通閥打開，煙氣直接經(jīng)旁路煙道排出。

　　防止火星燒袋的措施有：(1)選擇防火材質(zhì)的濾袋；(2)采用預(yù)噴涂技術(shù)對布袋進(jìn)行預(yù)涂灰，確保布袋表面的初始層厚度；(3)采用預(yù)除塵技術(shù)，宿州生物質(zhì)能電廠的除塵器本體結(jié)構(gòu)采用氣流分布擋板，避免了火星直接撞擊布袋，同時使直徑較大的未燃盡顆粒直接落人灰斗。

　　造成布袋磨損的主要原因有：(1)煙氣分布不均，氣室局部過濾風(fēng)速過高，致使粉塵加劇沖擊，磨損布袋；(2)布袋間的距離過小造成布袋間碰撞磨損，或是籠骨彎曲、籠骨與布袋底部間隙過小等造成的布袋與籠骨間的碰撞磨損；(3)噴吹管噴嘴與布袋口的豎直偏差較大，使噴吹管噴出氣流直接沖刷布袋上段產(chǎn)生磨損；(4)布袋清洗太頻繁或噴吹壓力過高亦會加速布袋的磨損。減小布袋磨損的措施有：(1)設(shè)計時應(yīng)合理分布布袋，均衡氣流，宿州生物質(zhì)能電廠采用的氣體2路分流方案有效解決了局部氣流速度過高導(dǎo)致的布袋磨損問題；(2)安裝時應(yīng)控制好噴吹管噴嘴與布袋口的對正關(guān)系；(3)運行初期應(yīng)保持較低的噴吹壓力和較長的噴吹周期，在布袋的表面保持一定厚度的粉塵初始層。

　　5設(shè)計與制造中的其它問題

　　5.1除塵效率的控制

　　要保持高效除塵應(yīng)注意以下幾點：(1)過濾風(fēng)速應(yīng)合理。風(fēng)速過高不但會使除塵效率降低同時還會造成布袋的過度磨損，風(fēng)速過低則造成布袋和鋼材的耗量增大。宿州生物質(zhì)能電廠的過濾風(fēng)速為0.90m/min，單室離線噴吹時過濾風(fēng)速為1.03m/min。(2)控制花板孔加工精度(孔徑和定位精度)，應(yīng)采用沖壓工藝加工成型，沖壓后孔的兩邊應(yīng)去毛刺并打磨干凈。(3)必須保持旁通閥密封良好，否則會使部分煙氣直接經(jīng)旁路煙道排出。

　　5.2本體的密封性

　　除旁通閥的密封外，還必須做好除塵器本體的密封：(1)除塵器在拼裝時焊縫應(yīng)做煤油滲漏試驗，確保焊縫嚴(yán)密不漏氣，拼裝的縫隙必須封死；(2)密封除塵器頂蓋，否則不但漏氣嚴(yán)重，而且由于箱體內(nèi)是負(fù)壓，下雨時還會造成雨水的吸人，使布袋淋濕，灰塵板結(jié)，下灰不暢。

　　5.3過濾狀態(tài)與旁通狀態(tài)間的切換

　　除塵器過濾狀態(tài)與旁通狀態(tài)相互切換時，必須保持除塵器內(nèi)壓力平穩(wěn)。宿州生物質(zhì)能電廠布袋除塵器在調(diào)試時發(fā)現(xiàn)，過濾狀態(tài)與旁通狀態(tài)相互切換的瞬間壓力陡然上升，特別是煙氣流量大時，壓力上升加劇，并且在旁通閥關(guān)閉時各分室提升閥滯后1～2s才打開。對此，將PLC控制程序調(diào)整為提前打開提升閥，5s后再關(guān)閉旁通閥。同樣，在各分室提升閥關(guān)閉前旁通閥也提前5s打開。調(diào)整后過濾狀態(tài)與旁通狀態(tài)切換時壓力變化平穩(wěn)。

　　5.4灰斗下灰不暢

　　由于生物質(zhì)能燃料灰質(zhì)較輕且含濕量較高，因此造成灰斗下灰不暢。為此，灰斗通常采用電加熱或蒸汽加熱，同時配有振打裝置或灰斗霧化裝置。另外，灰斗的下灰料位不能超過灰斗高度的2/3，灰斗壁板的角度必須大于60。，下灰口尺寸不應(yīng)小于400mm×400mm。

　　[參考文獻(xiàn)]

　　[1]袁春筍.布袋除塵器在75t/h燃煤鍋爐上的應(yīng)用[J].上海電力，2001(6)：611-612.

　　[2]GB 13223—2003，火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[s].