郭浩志

摘 要：文章通過河北某電廠電除塵器改造為電袋復合除塵器后殼體穩(wěn)定性發(fā)生失穩(wěn)情況的原因進行分析，總結(jié)預(yù)防措施和處理辦法。

關(guān)鍵詞：電除塵改造；殼體失穩(wěn)；加強措施

中圖分類號：TK227.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）09-0009-02

我國火電廠的燃煤鍋爐使用較多的是電除塵器，但隨著國家煙氣排放標準的提高，老舊的電除塵器已經(jīng)無法滿足國家煙氣排放的新標準，對電除塵器進行超低排放的改造勢在必行，其中對電除塵改造為電袋復合除塵器也是一種現(xiàn)在被市場接受的選擇，但改造的技術(shù)協(xié)議階段，設(shè)計階段容易把注意力都放在排放要求上，會忽視其他的技術(shù)要求。因由電除塵器改成電袋除塵器負壓是有比較大的增加，在技術(shù)協(xié)議階段和設(shè)計階段對結(jié)構(gòu)的受力必須要進行核算或者加固，以保證運行的結(jié)構(gòu)安全。

1 殼體失穩(wěn)實例

北方某電廠2×320 MW機組項目為保證煙塵濃度排放達標，對運行年限近20年的電除塵器改造為電袋復合除塵器半年后進行停爐檢修，在檢修期間發(fā)現(xiàn)除塵器殼體的4通道12面共24根中部承壓件多數(shù)發(fā)生嚴重變形，甚至個別承壓件在拆除過程中發(fā)現(xiàn)已經(jīng)對中折斷，變形中部承壓件將袋籠和陰陽極板擠壓變形，如圖所示。而陰陽極板被擠壓變形接觸在一起發(fā)生電場短路。殼體內(nèi)部走道也受力變形，殼體墻板和雙室中間的寬立柱向內(nèi)凹陷變形。由于中部承壓件都發(fā)生嚴重變形甚至折斷，整個除塵器的殼體已經(jīng)無橫向受力能力，并且殼體墻板也有部分面積發(fā)生凹陷變形。如果在此情況下繼續(xù)運行，在引風機出現(xiàn)極端高負壓，或者灰斗排灰不暢堵灰嚴重的情況下，后果將不可挽救。

2 殼體失穩(wěn)計算分析

上述的殼體失穩(wěn)實例中殼體墻板只有小面積的發(fā)生凹陷變形，出現(xiàn)明顯嚴重變形的是中部承壓件，所以以下對殼體的承壓件進行受力分析。

2.1 電袋除塵器運行壓力

電袋除塵器正常運行壓力在負壓700～1 200 Pa之間，但在出現(xiàn)以下情況：SCR脫銷的氨逃逸生成NH4HSO4等粘性物質(zhì)導致濾袋糊袋，噴吹管未對中或者噴吹壓力不夠造成濾袋的附灰過厚，濾袋對煤粉的選型錯誤導致濾袋纖維堵灰，過濾面積設(shè)計過小導致過濾風速過大，這些都會造成除塵器運行高阻現(xiàn)象，并且從運行高阻的情況最高負壓有出現(xiàn)4 000 Pa的負壓，而引風機由于操作失誤或者設(shè)備故障出現(xiàn)甩負荷的情況下，更會出現(xiàn)6 000 Pa左右的負壓。這就要求電袋除塵器的設(shè)計壓力要達到6 000 Pa才能保證運行結(jié)構(gòu)安全。

因為對改造的除塵器在停爐前廠家無法進除塵器內(nèi)部實際測量，需要找出原圖紙資料先進行強度核算。如果強度核算不能滿足強度要求就必須對原承壓件進行加強設(shè)計。另一方面在停爐后首先要對承壓件要進行實際測量和核算，對承壓件的磨損情況也要查看，確認強度消減情況，將強度消減量考慮進強度計算中。

2.2 對失穩(wěn)實例電除塵器中部承壓結(jié)構(gòu)進行受力分析

實例電除塵器的殼體中部承壓件的布置和結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示。

中部承壓件的材料為φ168x6的無縫鋼管，橫向管撐的間隔為5 830 mm，長度為10 075 mm。另通過查看機組歷史運行日志引風機入口煙氣壓力最高達到-6 048 Pa，如圖3所示。

根據(jù)以上計算條件進行計算：管撐截面積截面積A=30.54 cm2， 承受負荷面積為A=5.8X5=29 m2 ，并取最大負荷為6 000 Pa，管撐長細比為185，穩(wěn)定系數(shù)為0.21。計壓軸為F=6*29*1.4=244 kN，則最大穩(wěn)定應(yīng)力為：σ=244 000/3 054/0.21=380 N/mm2大于材料的屈服應(yīng)力[σ]=235 N/mm2，由此計算得知在負荷為6 000 Pa時，管撐受力無法滿足實際運行。

2.3 對承壓件已經(jīng)產(chǎn)生嚴重變形的現(xiàn)場處理方案

因中部的承壓件都發(fā)生變形，已經(jīng)不具受力條件，需要先把變形的承壓件都先拆除，再新裝承壓件，每面新增3層承壓件，新增的承壓件的布置位置要注意和濾袋袋籠的干涉。新裝承壓件的位置和尺寸如圖4所示。

加固后計算：

中部承壓件管撐按φ219x6，截面積A=40.15 cm2，計算長度為10 075 mm，承受最大負載為8 000 Pa，承受負荷面積為A=5.8X3.45=20 m2 ，通過計算表明，負壓軸為F=8*20*1.4=224 kN，管撐長細比為141，穩(wěn)定系數(shù)為0.34，則最大穩(wěn)定應(yīng)力為：

σ=224 000/4 015/0.34=164 N/mm2<[σ]=215 N/mm2

由上計算得知，此加固方案在負壓8 000 Pa時，承壓件應(yīng)力不會到屈服應(yīng)力，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

中部承壓件按負壓8 000 Pa進行加固設(shè)計也必須要對中部承壓件的受力面的寬立柱進行加固設(shè)計。寬立柱的加固方案為寬立柱的兩側(cè)采用25#槽鋼通長加固。

2.4 現(xiàn)場的加固施工方案

此次加固施工主要內(nèi)容是要拆裝中部承壓件和寬立柱的槽鋼加固，如果要拆除頂部的凈氣室拆除濾袋袋籠代價太大，只能在殼體內(nèi)部施工，并且在焊接和動火作業(yè)時要有安全距離，保護濾袋不被著火。

2.5 運行情況

該項目加固完成后的19個月時間正常穩(wěn)定運行，期間進行了兩次設(shè)備檢修，經(jīng)進設(shè)備內(nèi)部檢修未發(fā)現(xiàn)變形失穩(wěn)情況，內(nèi)部受力部件都完整完好，證明加固措施可行。

3 結(jié) 語

電除塵器改造為電袋除塵器是保證國家超低排放比較簡單有效穩(wěn)定的一種選擇，但是由于后級除塵方式改造為布袋過濾，運行壓力會在異常工況下出現(xiàn)超高負壓的情況，所以在改造項目設(shè)計負壓在6 000 Pa以上，具體設(shè)計負壓還是要根據(jù)機組實際運行的穩(wěn)定性來確定。對殼體的受力部件必須檢查和核算，需要補強和強度實在無法更換的要落實保證設(shè)計強度能達到。在設(shè)備運行過程中必須監(jiān)控設(shè)備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定情況，比如設(shè)備出現(xiàn)陰陽極短路，灰斗壁板和殼體墻板出現(xiàn)嚴重變形，要進行結(jié)構(gòu)安全判斷，為避免設(shè)備運行重大事故，在設(shè)備出現(xiàn)嚴重結(jié)構(gòu)安全問題時應(yīng)及時作出停機處理。

參考文獻：

[1] 張秀琨，鄭剛.電袋復合除塵器研究與應(yīng)用[J].能源技術(shù)與管理，2007，（3）.

[2] 楊小海.電改電袋復合除塵器的設(shè)計與模擬[D].北京：華北電力大學，2012，（12）.