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(chǎng)#1機(jī)組的燃煤鍋爐為上海鍋爐廠(chǎng)制造的300 MW亞臨界控制循環(huán)汽包爐，一次再熱、四角擺動(dòng)噴嘴，切向燃燒、露天布置，原配有2臺(tái)3電場(chǎng)靜電除塵器(型號(hào)2FFA3X45m－2X80－135－A2)，用于捕捉鍋爐所產(chǎn)生的煙塵，除塵效率在99.17%以上。煙氣中煙塵實(shí)測(cè)質(zhì)量濃度為100 mg/m3，遠(yuǎn)高于國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)。為此，在2010年4月機(jī)組改造檢修過(guò)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(zhǎng)袋低壓脈沖袋式除塵系統(tǒng)，利用原來(lái)2臺(tái)電除塵器的4個(gè)通道，改造成4個(gè)獨(dú)立的袋式除塵單元，并聯(lián)運(yùn)行;每個(gè)單元進(jìn)出口設(shè)煙道擋板閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)檢修;袋式除塵器設(shè)置旁路系統(tǒng)，不設(shè)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(jī)組于2010年6月12日投入使用，至今運(yùn)行良好。目前，在機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷情況下，標(biāo)準(zhǔn)工況下煙塵排放質(zhì)量濃度約為15.2 mg/m3，除塵器阻力為600～900 Pa，滿(mǎn)足了煙氣排放要求。

布袋除塵器具體參數(shù)見(jiàn)表1和表2。

2 布袋除塵器結(jié)構(gòu)

上海外高橋電廠(chǎng)#1機(jī)組鍋爐裝有1套2臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的長(zhǎng)袋低壓脈沖袋式除塵系統(tǒng)。除塵器采用雙列對(duì)稱(chēng)布置方式，每臺(tái)除塵器箱體分為2個(gè)大室，每個(gè)大室又左、右對(duì)稱(chēng)布置了12組噴吹模塊。每個(gè)模塊布置11～13根噴吹管，每根噴吹管吹掃16條布袋，共計(jì)576根噴吹管、9216條布袋。

表1 布袋除塵器性能參數(shù)

續(xù)表

表2 除塵器材質(zhì)及分項(xiàng)質(zhì)量

上海外高橋電廠(chǎng)#1機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，排煙溫度較為穩(wěn)定，此次改造未增加噴水降溫系統(tǒng)，如出現(xiàn)超溫情況，可自動(dòng)切換到旁路煙道，防止濾袋因煙溫過(guò)高而燒壞。布袋除塵器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

每臺(tái)除塵器設(shè)置一路旁路煙道，分別從除塵器進(jìn)口隔絕門(mén)前接入，再接至除塵器出口隔絕門(mén)后，進(jìn)口設(shè)置雙電動(dòng)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(jié)構(gòu)，無(wú)需再加裝防雨頂棚，所有檢修工作均在凈氣室內(nèi)進(jìn)行，凈氣室頂蓋為帶保溫結(jié)構(gòu)的坡頂，取消了有很多小密封蓋結(jié)構(gòu)的常規(guī)設(shè)計(jì)，方便安裝和施工，同時(shí)也降低了檢修的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，改善了檢修工作環(huán)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(shè)計(jì)，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(shí)，在濾袋前部設(shè)置擋風(fēng)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(dǎo)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(jìn)氣方式與氣流分布

進(jìn)氣方式和氣流分布直接影響到袋式除塵器的運(yùn)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(dòng)順暢、平緩;(2)流程短，局部阻力小;(3)組織氣流自上而下進(jìn)入袋束，促進(jìn)粉塵沉降;

(4)重點(diǎn)防范含塵氣流對(duì)濾袋的直接沖刷;

(5)設(shè)置導(dǎo)流板和流動(dòng)通道，組織氣流向?yàn)V袋倉(cāng)室均勻輸送和分配;

(6)降低各部位的氣流速度:通道內(nèi)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(chǎn)生渦流，消除粉塵二次飛揚(yáng);

(9)煙氣量分配與氣流分布主要技術(shù)措施;

(10)喇叭口內(nèi)設(shè)置氣流分布板;

(11)設(shè)置導(dǎo)流板和導(dǎo)流通道，疏導(dǎo)氣流，流向預(yù)定空間。

2.2 進(jìn)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(jìn)直出的進(jìn)氣方式，其顯著特征是流程短、流動(dòng)順暢和阻力小。將濾袋布置在單元內(nèi)部的中部，側(cè)面留有通道供煙氣向尾部區(qū)域的濾袋流動(dòng)，避免全部煙氣都從前部的袋束通過(guò)。前部濾袋的處理煙氣直接從進(jìn)口喇叭氣流分布板中通過(guò)。

設(shè)置導(dǎo)流板形成側(cè)面流通夾道;設(shè)置氣流分布板，最終實(shí)現(xiàn)各區(qū)域合理的風(fēng)量分配和風(fēng)速控制。氣流分布計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)及氣流分布實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)裝置如圖2所示。

除塵器的花板作為除塵器凈氣室和過(guò)濾室的分隔，用于懸掛濾袋組件，同時(shí)可作為除塵器濾袋組件的檢修平臺(tái)?；ò灞诤駷? mm，材料為 Q235－B。除塵器花板采用數(shù)控激光切割或數(shù)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(zhǔn)確，與理論位置的偏差小于±0.05 mm，確保2個(gè)孔洞的中心距誤差為±1.00 mm?；ò蹇锥粗瞥珊笄謇砀骺椎匿h利邊角和毛刺，在焊接加強(qiáng)肋板時(shí)，肋板布置應(yīng)合理。焊接后通過(guò)整形確?；ò迤秸瑹o(wú)撓曲、凹凸不平等缺陷，花板平面度＜1/1000，對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度誤差＜3mm，內(nèi)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(yán)密、牢固不掉袋，裝拆方便。在花板、袋口、袋籠安裝時(shí)，要有不劃傷濾袋的防護(hù)措施且能保證安裝嚴(yán)密，實(shí)現(xiàn)灰塵零泄漏。

設(shè)計(jì)過(guò)濾速度為0.89 m/min，花板采用數(shù)控激光切割，保證加工精度;滿(mǎn)負(fù)荷工況(100%ECR工況)過(guò)濾風(fēng)速不大于1.00 m/min。

原有灰斗完全能滿(mǎn)足改造后的需要，無(wú)需進(jìn)行更換或改造，但需要將灰斗內(nèi)原有的擋板裝置拆除，同時(shí)進(jìn)行消缺補(bǔ)漏，對(duì)其他裝置不予改動(dòng)。

3 布袋除塵器的自動(dòng)檢測(cè)和保護(hù)

每通道分別設(shè)置1臺(tái)粉塵濃度儀，具有顯示和破袋報(bào)警功能;原有擋板門(mén)移至除塵器出口，進(jìn)口增設(shè)隔離門(mén)，泄漏率為0。

采用可編程控制器(PLC)控制系統(tǒng)，配備溫度、壓差、壓力等檢測(cè)器件及各種軟件，實(shí)現(xiàn)以下自動(dòng)監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能:

(1)袋式除塵器的清灰控制(定壓差、定時(shí)、單倉(cāng)清灰3種控制方式);

(2)袋式除塵器的阻力監(jiān)測(cè)和控制;

(3)噴吹裝置故障診斷、識(shí)別、報(bào)警;

(4)煙氣異常高溫或異常低溫時(shí)的報(bào)警;

(5)噴粉系統(tǒng)的運(yùn)行控制;

(6)除塵器進(jìn)、出口擋板閥控制;

(7)壓縮空氣系統(tǒng)的控制。

確保布袋在異常情況下保護(hù)不受損壞，自動(dòng)退出除塵系統(tǒng)切換到旁路煙道。

4 布袋除塵器濾袋及袋籠

濾袋型號(hào)為PUNATER PPS/TF1584－3－MPS，選用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)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(yùn)行30 min(不走旁路)，且保證成批濾袋運(yùn)行壽命不小于30000 h。

布袋底部采用3層包邊縫制，無(wú)毛邊裸露，底部采用加強(qiáng)環(huán)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(qiáng)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(shù)見(jiàn)表3。

袋籠采用承插式可拆裝袋籠，袋籠堅(jiān)實(shí)，換袋、維修方便，袋籠長(zhǎng)8 m，分為上、下兩節(jié)，相互間有簡(jiǎn)單的鎖扣裝置，拆卸、組裝和運(yùn)輸都十分方便。所有的肋線(xiàn)點(diǎn)焊連接，形成袋籠并去除毛刺，避免損傷濾袋。袋籠用經(jīng)過(guò)有機(jī)硅防腐處理的#20冷拔鋼絲制作。袋籠采用表面高溫有機(jī)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(gè)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(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)及氣流分布實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)裝置

表3 濾袋主要性能參數(shù)

(1)控制袋束的迎風(fēng)速度，設(shè)置濾袋防磨隔板，避免粉塵對(duì)濾袋的沖刷;

(2)當(dāng)鍋爐煙氣出現(xiàn)突發(fā)性高溫時(shí)，啟用緊急旁路系統(tǒng)，避免濾袋燒壞;

(3)精心制造和安裝噴吹系統(tǒng)，確保噴嘴同濾袋的同心度和清灰效果;

(4)嚴(yán)把安裝質(zhì)量關(guān)，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(tǒng)

此次改造安裝了2組空氣壓縮機(jī)及后處理設(shè)備，1組正常運(yùn)行，1組備用。空氣壓縮機(jī)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(shè)備為SLAD－20ZF型組合式低露點(diǎn)壓縮空氣干燥機(jī);另外設(shè)置1個(gè)容積為12m3的儲(chǔ)氣罐，通過(guò)系統(tǒng)母管引至2臺(tái)除塵器的4個(gè)通道，再引至48個(gè)噴吹模塊。

為減少清灰壓縮空氣與煙氣的溫差，在該工程設(shè)計(jì)中將進(jìn)入氣包的壓縮空氣管路首先經(jīng)過(guò)凈氣室的高溫?zé)煔忸A(yù)熱，從而使脈沖閥氣包內(nèi)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(duì)濾袋可能造成的損害。

長(zhǎng)袋低壓脈沖除塵器在目前常見(jiàn)的袋式除塵器中清灰能力是最強(qiáng)的，運(yùn)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(méi)式，膜片壽命達(dá)100萬(wàn)次，使用壽命超過(guò)5年。噴吹氣流對(duì)濾袋進(jìn)行清灰作業(yè)，壓縮空氣利用效率較高，空氣壓縮機(jī)可在低能耗狀態(tài)下運(yùn)行。

6 布袋除塵器投運(yùn)前準(zhǔn)備工作

布袋除塵器使用前先進(jìn)行濾袋的預(yù)涂灰，目的是對(duì)濾袋進(jìn)行保護(hù)，防止鍋爐投油助燃點(diǎn)火時(shí)油污對(duì)濾袋的污染。對(duì)濾袋進(jìn)行充分的預(yù)涂粉并達(dá)到合格，是袋式除塵系統(tǒng)帶負(fù)荷的必要條件。

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

(2)打開(kāi)需要預(yù)涂粉倉(cāng)室的進(jìn)口和出口擋板閥門(mén)，關(guān)閉其他倉(cāng)室進(jìn)口和出口擋板閥門(mén);

(3)啟動(dòng)鍋爐吸、送風(fēng)機(jī)(風(fēng)機(jī)風(fēng)量約為額定風(fēng)量的25%，單臺(tái)風(fēng)機(jī)功率為額定功率的50%～60%);

(4)將灰罐車(chē)接頭與輸灰管路接頭相對(duì)接，打開(kāi)輸灰管路手動(dòng)對(duì)夾閥開(kāi)始進(jìn)行預(yù)涂灰;

(5)保持風(fēng)機(jī)閥門(mén)不動(dòng)，當(dāng)倉(cāng)室阻力比涂粉前增加300～500 Pa時(shí)，暫時(shí)停止送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，盡快打開(kāi)箱體人孔門(mén)進(jìn)入袋內(nèi)，用手電照明以觀(guān)察粉塵預(yù)涂灰的厚度(約2 mm)及均勻性。若達(dá)不到要求，則適當(dāng)增大壓差再次涂灰，直至合格為止;若達(dá)到預(yù)涂灰質(zhì)量要求，則本倉(cāng)室預(yù)涂粉結(jié)束，關(guān)閉本倉(cāng)室進(jìn)口和出口擋板閥門(mén)，開(kāi)啟下一個(gè)倉(cāng)室進(jìn)口和出口擋板閥門(mén)，按上述要求依次進(jìn)行后面3個(gè)通道的預(yù)涂灰操作。

(6)當(dāng)4個(gè)倉(cāng)室都完成預(yù)涂粉后，開(kāi)啟4個(gè)倉(cāng)室的進(jìn)口和出口擋板閥門(mén)，允許鍋爐點(diǎn)火。

(7)根據(jù)工程實(shí)際，預(yù)涂灰厚度及均勻性的檢查也可在所有通道預(yù)涂灰完畢后進(jìn)行。

7 結(jié)束語(yǔ)

布袋除塵器自2010年6月12日投運(yùn)以來(lái)，壓差控制清灰的效果良好，4個(gè)通道的清灰周期在50 min左右，清灰時(shí)間為6～7min，當(dāng)1個(gè)通道清灰時(shí)，相鄰?fù)ǖ罆?huì)受到影響，造成積灰時(shí)間延長(zhǎng)。在線(xiàn)濃度儀的準(zhǔn)確性受環(huán)境影響較大，在雨天易產(chǎn)生偏差。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，改造后出口煙塵質(zhì)量濃度達(dá)到了15.2 mg/m3，取得了理想的改造效果。