王常寶 (唐山開(kāi)灤熱電有限責(zé)任公司，河北 唐山 063103 )

0 引言

在十年以前，我國(guó)燃煤電廠大部分的除塵都是靜電除塵，因現(xiàn)在新的火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行[1]，要求燃煤鍋爐煙塵排放濃度限值為30mg/m3，重點(diǎn)地區(qū)為20mg/m3，靜電除塵器的除塵效果難以達(dá)到這個(gè)要求，為了達(dá)到新排放標(biāo)準(zhǔn)，把電除塵改造為電袋復(fù)合除塵器或布袋除塵器[2]。常規(guī)的電除塵改造為電袋復(fù)合除塵器的布袋清灰方式為在線清灰，本研究設(shè)計(jì)為離線清灰，使清灰徹底，降低系統(tǒng)阻力，延長(zhǎng)清灰周期，減少清灰次數(shù)，延長(zhǎng)布袋壽命。

1 電除塵器和袋除塵器現(xiàn)狀

電除塵器和袋式除塵器是燃煤電廠除塵的兩種主要傳統(tǒng)設(shè)備。電除塵器具有處理煙氣量大、運(yùn)行阻力低、煤種適應(yīng)性廣、設(shè)備可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但其除塵效率容易受到煙氣粉塵特性的影響而發(fā)生波動(dòng)；袋式除塵器粉塵排放濃度低，不受粉塵特性影響，但存在系統(tǒng)阻力較大、能耗較高等缺點(diǎn)。為此，除塵設(shè)備要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定低排放、節(jié)能低耗、長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，在除塵技術(shù)方面需要有新的突破。

2 離線清灰電袋復(fù)合除塵器特點(diǎn)

電袋復(fù)合除塵器是有機(jī)結(jié)合了電除塵器和袋除塵器優(yōu)點(diǎn)的一種高效除塵器，在燃煤電廠的除塵器改造中被越來(lái)越多的應(yīng)用[3]。在電袋復(fù)合除塵器中，通過(guò)前級(jí)電場(chǎng)的預(yù)收塵、荷電作用和后級(jí)濾袋區(qū)的過(guò)濾除塵，充分發(fā)揮電除塵器和袋除塵器各自的除塵優(yōu)勢(shì)，結(jié)合了二者的優(yōu)點(diǎn)，除塵效率高，既能滿足新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，又能增加運(yùn)行可靠性，降低除塵成本，對(duì)現(xiàn)役電除塵改造具有重要的意義，是我國(guó)煙氣治理發(fā)展方向之一[4-8]。

相對(duì)而言，離線清灰電袋復(fù)合除塵器具有如下技術(shù)特點(diǎn)：

(1)除塵效率高。在電袋復(fù)合除塵器中，煙氣先通過(guò)電除塵區(qū)后再緩慢進(jìn)入后級(jí)布袋除塵區(qū)，布袋除塵區(qū)捕集的粉塵量?jī)H有入口的1/4或更低。這樣濾袋的粉塵負(fù)荷量大大降低，清灰周期得以大幅度延長(zhǎng)；粉塵經(jīng)過(guò)電除塵區(qū)電離荷電，粉塵的荷電提高了粉塵在濾袋上的過(guò)濾特性，即濾袋的透氣性能、清灰性能方面得到大大的改善。合理運(yùn)用電除塵器和袋除塵器各自的除塵優(yōu)點(diǎn)，以及兩者相結(jié)合產(chǎn)生新的功能，能充分克服電除塵和袋除塵的除塵缺點(diǎn)。

(2)保證長(zhǎng)期高效穩(wěn)定運(yùn)行。電袋復(fù)合除塵器的除塵效率不受煤種、煙氣特性、飛灰比電阻影響，可以長(zhǎng)期保持高效、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)煙塵排放濃度低于20mg/m3。

(3)清灰方式設(shè)計(jì)為離線清灰，運(yùn)行阻力低，濾袋清灰周期時(shí)間長(zhǎng)，具有節(jié)能功效。電袋復(fù)合式除塵器濾袋的粉塵負(fù)荷量小，再加上粉塵荷電效應(yīng)作用，因此濾袋形成的粉塵層對(duì)氣流的阻力小，比常規(guī)布袋除塵器低500Pa以上的運(yùn)行阻力，因清灰方式設(shè)計(jì)為離線清灰，使清灰更加徹底，清灰周期時(shí)間是常規(guī)布袋除塵器的4～10倍，是在線清灰電袋復(fù)合式除塵器的2～4倍，大大降低設(shè)備的運(yùn)行能耗。

(4)濾袋使用壽命長(zhǎng)。由于離線清灰濾袋清灰周期大大延長(zhǎng)，所以清灰次數(shù)減少，即減少壓縮空氣對(duì)濾袋的噴吹和沖刷，從而延長(zhǎng)濾袋使用壽命。

(5)運(yùn)行成本、維護(hù)費(fèi)用低。電袋復(fù)合式除塵器通過(guò)適量減少濾袋數(shù)量、延長(zhǎng)濾袋的使用壽命、降低運(yùn)行阻力、延長(zhǎng)清灰周期等途徑大大降低除塵器的運(yùn)行成本和維護(hù)費(fèi)用。

3 電除塵改離線清灰電袋復(fù)合除塵器的實(shí)現(xiàn)方案

3.1 總體方案

開(kāi)灤集團(tuán)林西電廠3號(hào)爐130t/h煤粉爐電除塵器改造為離線清灰電袋復(fù)合除塵器，根據(jù)原靜電除塵器運(yùn)行狀態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，按新思維、新工藝，在不增加縱向、橫向柱距，不增加土建工作量及輸灰設(shè)備的基礎(chǔ)上對(duì)靜電除塵器進(jìn)行整體改造，將原靜電除塵器改造成為離線清灰電袋復(fù)合除塵器。電袋復(fù)合除塵器的所有改造工作在原除塵器范圍內(nèi)進(jìn)行，盡量利舊原有設(shè)備，減少改造工作量和改造費(fèi)用，保留原電除塵器第一電場(chǎng)及高低壓設(shè)備，后面兩個(gè)電場(chǎng)內(nèi)的設(shè)備拆除，分為八個(gè)室，安裝袋籠、濾袋、噴吹裝置、提升閥離線裝置、旁路裝置等結(jié)構(gòu)，將原靜電除塵器改造為離線清灰電袋復(fù)合除塵器，確保改造后煙塵排放濃度達(dá)到新的環(huán)保排放要求，并且確保設(shè)備高效、長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)離線清灰和運(yùn)行檢修功能。

3.2 具體改造方案

(1)拆除后面兩個(gè)電場(chǎng)內(nèi)的設(shè)備，中間安裝一條通道，將后面兩個(gè)電場(chǎng)改造為8個(gè)室。

(2)在8個(gè)室內(nèi)安裝花板、袋籠、布袋；設(shè)計(jì)上箱體，并安裝噴吹管、氣包、電磁脈沖閥等。

(3)整個(gè)濾袋區(qū)上箱體分8個(gè)凈氣室，每個(gè)室邊(中間通道位置)安裝一個(gè)汽缸提升閥，上箱體內(nèi)煙氣由提升閥孔進(jìn)入中間的煙道后，再出除塵器。把布袋清灰設(shè)計(jì)為離線清灰。

(4)濾袋、袋籠、脈沖閥三大重要袋配件選擇質(zhì)量較好，脈沖閥確保使用次數(shù)超過(guò)100萬(wàn)次；袋籠采用20號(hào)鋼材質(zhì)，表面進(jìn)行有機(jī)硅噴涂處理，確保使用壽命大于 8a；濾袋選用PPS超細(xì)纖維+PTFE浸漬濾袋，并經(jīng)防油防水處理，保證出口排放的同時(shí)提高濾袋的耐酸性、耐水性能和抗老化性能，從而延長(zhǎng)濾袋使用壽命。

(5)在保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、正確選用配套件的基礎(chǔ)上，良好的安裝是保證電袋除塵器長(zhǎng)期高效運(yùn)行的必要條件，要正確安裝花板和噴吹裝置，保證花板平整度和噴吹管與濾袋中心的對(duì)中度；要正確安裝離線閥裝置，確保離線閥零泄漏。

(6)整個(gè)除塵運(yùn)行采用PLC控制并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煙氣溫度、濕度、濾袋區(qū)壓差、噴吹氣源壓力，并對(duì)煙氣溫度、濕度與離線閥及旁路閥連鎖。

(7)布袋除塵區(qū)安裝旁路閥和旁路煙管，作為運(yùn)行旁路，在投油運(yùn)行或出現(xiàn)高溫、爆管故障時(shí)，保護(hù)濾袋，旁路閥選用帶高壓空氣密封的雙層擋板門(mén)，以保證零泄漏。

4 電除塵改離線清灰電袋復(fù)合除塵器的技術(shù)保證措施

4.1 保護(hù)技術(shù)

(1)離線清灰。清灰方式設(shè)計(jì)為離線清灰，采用離線閥將欲清灰的室隔離出來(lái)，使清灰徹底，與常規(guī)袋除塵器相比，清灰周期時(shí)間可延長(zhǎng)4倍以上，與常規(guī)的在線清灰電袋除塵器相比，清灰周期時(shí)間可延長(zhǎng)2倍以上，從而起到保護(hù)濾袋的作用，延長(zhǎng)濾袋的壽命。

(2)阻力控制。除塵器的阻力分為兩部分：一部分是設(shè)備的固有阻力(即原始阻力)；另一部分是設(shè)備的運(yùn)行阻力。本研究設(shè)計(jì)的電袋復(fù)合除塵器濾袋區(qū)采用水平進(jìn)風(fēng)水平流動(dòng)的方式，保證含塵氣體獲得穩(wěn)流空間；濾袋直徑采用160mm且濾袋間距選定在230mm～260mm左右，保證過(guò)濾區(qū)內(nèi)濾袋內(nèi)的凈氣空間和濾袋外的含塵氣體空間比在1∶3左右，以保證濾袋間的煙氣抬升順暢，降低除塵器的固有阻力值。

設(shè)備的運(yùn)行阻力是由除塵器在運(yùn)行過(guò)程中濾袋表面形成的掛灰層的厚度導(dǎo)致的一個(gè)循環(huán)值。在設(shè)備達(dá)到這個(gè)阻力值時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)清灰，將設(shè)備阻力回復(fù)到原始阻力，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。這個(gè)循環(huán)時(shí)間的長(zhǎng)短，取決于煙氣含塵濃度、濾料的品種規(guī)格、清灰方式等。

(3) 預(yù)噴涂裝置。除塵器預(yù)噴涂裝置是安裝于除塵器進(jìn)風(fēng)總管上的一個(gè)包括了粉倉(cāng)、羅茨風(fēng)機(jī)在內(nèi)的一個(gè)集成設(shè)備，預(yù)噴涂裝置主要作用有兩個(gè)：一是投運(yùn)前的預(yù)噴涂，是除塵器投入運(yùn)行前必須要做的工作，目的是在除塵器運(yùn)行前在濾袋表面形成由堿性粉末組成的灰層，防止煙氣對(duì)濾袋的腐蝕；二是濾袋保護(hù)。鍋爐投油運(yùn)行時(shí)打開(kāi)噴粉裝置，利用噴粉裝置投放的粉末包裹煙氣中的未燃盡油粒；當(dāng)煙氣中濕度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，打開(kāi)噴粉裝置，利用噴粉裝置投放的粉末吸收煙氣中的水分，以保護(hù)濾袋。

(4)防止糊袋的措施。投運(yùn)之初對(duì)除塵器進(jìn)行預(yù)噴涂；除塵器在煙氣跨越水露點(diǎn)前運(yùn)行旁路；點(diǎn)爐投油時(shí)運(yùn)行旁路；運(yùn)行之中煙溫過(guò)低、投油時(shí)開(kāi)啟旁通；鍋爐大量爆管時(shí)開(kāi)啟旁路通道。在除塵器停運(yùn)后要徹底清灰。以上措施有效地防止了糊袋現(xiàn)象的發(fā)生。

(5)旁路系統(tǒng)。旁路系統(tǒng)是保證除塵器安全的重要設(shè)施。它保證了在鍋爐點(diǎn)火噴油和燃燒異常以及其他鍋爐故障狀況下除塵器的自我保護(hù)，并能通過(guò)控制系統(tǒng)及時(shí)報(bào)警。開(kāi)啟旁路的主要情況為煙氣溫度異常、濕度異常、鍋爐投油、鍋爐爆管等。

(6)在線檢測(cè)(監(jiān)測(cè))設(shè)備。為了更好地保護(hù)除塵器并實(shí)現(xiàn)除塵器的在線檢測(cè)和監(jiān)控，我們?yōu)槌龎m系統(tǒng)配置了一系列的在線檢測(cè)設(shè)備：溫度、濕度檢測(cè)儀；差壓計(jì)及變送器；料位計(jì)。一系列保護(hù)技術(shù)的使用保證了除塵器穩(wěn)定、連續(xù)、安全的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)并以此保證鍋爐的正常運(yùn)行。

4.2 離線清灰技術(shù)保證措施

布袋室設(shè)計(jì)為雙排布置，中間設(shè)計(jì)一條通道，上箱體凈氣室匯合的出口煙道上，安裝離線閥，實(shí)現(xiàn)離線清灰。

離線閥采用氣動(dòng)快開(kāi)壓蓋形式、“O”型雙向密封溝槽，密封圈采用耐酸堿、耐高溫的氟橡膠，耐溫達(dá)到200℃。離線閥(或稱提升閥)每個(gè)室配備一個(gè)，使除塵器具有離線清灰、運(yùn)行檢修功能，采用動(dòng)作簡(jiǎn)單可靠的直線運(yùn)動(dòng)，避免轉(zhuǎn)動(dòng)故障率高所引起的麻煩；閥門(mén)動(dòng)作設(shè)置導(dǎo)向滑軌，將驅(qū)動(dòng)裝置與高溫區(qū)保留有一定的距離，以保證長(zhǎng)期高溫情況下動(dòng)作良好。

提升閥為薄板型結(jié)構(gòu)，閥由氣缸控制，閥門(mén)汽缸選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，二位五通電磁閥電壓等級(jí)為220V。整套閥門(mén)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，啟閉速度快，關(guān)閉時(shí)能達(dá)到零泄漏要求，通過(guò)DCS能控制一個(gè)或多個(gè)同時(shí)工作，關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)倉(cāng)室用于離線清灰、運(yùn)行檢修。

提升閥關(guān)閉時(shí)，能確保該倉(cāng)室的完全離線，實(shí)現(xiàn)了除塵器工作狀態(tài)下的單室檢修，提升閥上的限位裝置可使操作人員及時(shí)檢測(cè)其運(yùn)行狀況。

5 結(jié)語(yǔ)

電除塵器改造為電袋復(fù)合除塵器是除塵領(lǐng)域的發(fā)展方向，是環(huán)保要求不斷提高的必然產(chǎn)物，將電袋復(fù)合除塵器的濾袋清灰方式設(shè)計(jì)為離線清灰，使清灰徹底，延長(zhǎng)清灰周期時(shí)間，保護(hù)濾袋，延長(zhǎng)濾袋壽命，提高了除塵效率，這是電袋復(fù)合除塵器領(lǐng)域具有里程碑意義的升級(jí)。

[1]GB13223-2011,火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

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