王兵

（河北高科環(huán)保集團(tuán)有限公司，河北 泊頭062151）

如今，生物質(zhì)燃料成為很多鍋爐的燃料選擇，它對(duì)節(jié)省一次能源的使用有重要作用，在這種鍋爐中，通常配置靜電除塵器。這一靜電除塵器和普通的除塵器有所不同，需要引起相關(guān)人員的高度重視，結(jié)合現(xiàn)狀，采取合理可行的技術(shù)措施予以技術(shù)優(yōu)化，以保證設(shè)備運(yùn)行的安全和可靠性，避免事故的發(fā)生。

1 案例介紹

某糖廠采用1 組75t/h 鍋爐，將蔗渣作為鍋爐的燃料，采用文丘里麻石水膜除塵器。在鍋爐的試運(yùn)行過程中，燃料堆積情況比較嚴(yán)重。在鍋爐內(nèi)，預(yù)熱器出口和引風(fēng)機(jī)入口之間負(fù)壓超過3500Pa，即除塵器承受3500Pa 以上的負(fù)壓，比設(shè)計(jì)最大值大1000Pa 左右，持續(xù)8h 左右后，除塵器爆炸。

某糖廠采用1 組120t/h 鍋爐，將蔗渣作為鍋爐的燃料，采用靜電除塵器，其標(biāo)準(zhǔn)入口濃度為8g/Nm3，正常情況下的除塵效率可以99%以上。設(shè)備正式投運(yùn)90d 后，除塵器爆炸。

通過現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)電除塵外殼周圍墻板產(chǎn)生十分嚴(yán)重的變形與彎曲，部分加強(qiáng)槽鋼發(fā)生斷裂與變形，尤其是進(jìn)出口處。在出口煙道的頂部，與ESP 出口相距2m 左右的轉(zhuǎn)彎部位，可見一大面積爆炸口。在除塵器的下方，灰斗上存在小面積破裂口。在灰斗的內(nèi)部，灰分均完全結(jié)焦，取出的灰塊體積均很大，難以落灰，需要工作人員通過掏灰孔進(jìn)行內(nèi)部破碎才可以落灰。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，結(jié)合采用生物質(zhì)燃料時(shí)具有的各項(xiàng)特性，導(dǎo)致電除塵器產(chǎn)生爆炸事故的主要原因?yàn)椋?/p>

a.一氧化碳濃度超過12.5%，含氧量超過5.42%，且存在火源。

b.一般而言，采用生物質(zhì)燃料的鍋爐，其大多屬于鏈條爐，如果運(yùn)行不夠穩(wěn)定，開啟與關(guān)閉頻繁，則生物質(zhì)燃料中的含碳物將無法完全燃燒，產(chǎn)生大量一氧化碳。因一氧化碳有很寬的爆炸濃度范圍，且極小的能量即可點(diǎn)燃，所以極有可能引起爆炸[1]。

c.在除塵器設(shè)計(jì)過程中，若安裝和焊接方面存在質(zhì)量問題，或保溫棉的厚度沒有達(dá)到要求，則會(huì)使除塵器漏風(fēng)率明顯提高，使其內(nèi)部實(shí)際含氧量不斷升高。

d.火源包括：電場(chǎng)內(nèi)部發(fā)生閃絡(luò)，產(chǎn)生電火花；在散熱設(shè)備表面產(chǎn)生溫度較高的微粒，或從此處經(jīng)過的靜電與氣流，都有可能成為火源；煙氣中含有大量可燃物質(zhì)，而且沒有燃燒殆盡的飛灰，還會(huì)帶有火苗。

2 技術(shù)優(yōu)化

對(duì)于在采用生物質(zhì)燃料的鍋爐中使用的靜電除塵器，它不僅具備普通靜電除塵器所有基本特性，還有它獨(dú)特的特點(diǎn)。為保證鍋爐與它的所有附屬設(shè)備都能安全且可靠的運(yùn)行，并保障相關(guān)操作人員作業(yè)安全，避免爆炸等惡劣事故的發(fā)生，首先要以上述爆炸事故產(chǎn)生原因?yàn)橐罁?jù)，從除塵器技術(shù)層面入手，對(duì)除塵器設(shè)計(jì)予以改進(jìn)和優(yōu)化，提出合理可行的優(yōu)化措施及建議，對(duì)選型配置予以重新規(guī)劃，以保證設(shè)備能夠可靠且高效投運(yùn)。新提出下列技術(shù)優(yōu)化建議：

2.1 在爐膛的出口安裝一氧化碳檢測(cè)裝置，以此對(duì)一氧化碳濃度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，檢測(cè)裝置需要和除塵器之間采用高壓連鎖。如果檢測(cè)裝置檢測(cè)發(fā)現(xiàn)一氧化碳實(shí)際濃度處于3%-8%范圍內(nèi)，則除塵器中各個(gè)電場(chǎng)均處在無火花實(shí)際狀態(tài)；如果檢測(cè)裝置檢測(cè)發(fā)現(xiàn)一氧化碳實(shí)際濃度超過8%，則電場(chǎng)將開始斷電處理[2]。

2.2 對(duì)除塵器的殼體進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，對(duì)于普通靜電吹塵器，殼體的設(shè)計(jì)壓力一般為8700Pa，而用于采用生物質(zhì)燃料的鍋爐時(shí)，殼體的設(shè)計(jì)壓力只有5000Pa。一旦發(fā)生爆炸，設(shè)備中的氣體將急速膨脹，壓力快速上漲。對(duì)此，應(yīng)在除塵器的上部安裝防爆門，以此對(duì)內(nèi)部壓力予以釋放?？紤]到用于采用生物質(zhì)燃料的鍋爐的除塵器設(shè)計(jì)壓力只有5000Pa，所以其防爆門設(shè)計(jì)壓力比5000Pa 稍大即可。與此同時(shí)，還應(yīng)在空預(yù)器的出口和除塵器的入口之間安裝防爆門，但這一部位的防爆門，其設(shè)計(jì)壓力應(yīng)比5000Pa 小，通常以4000Pa 為宜。

2.3 對(duì)除塵器的灰斗進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。為避免灰斗發(fā)生自燃，在灰斗溫度控制系統(tǒng)新裝超溫報(bào)警，即當(dāng)溫度超過200℃時(shí)，立即報(bào)警，報(bào)警后，運(yùn)行人員應(yīng)立即檢查，并進(jìn)行有效的降溫處理。另外，還應(yīng)安裝電動(dòng)鎖氣器，以此避免空氣大量涌入到除塵器以內(nèi)，使設(shè)備的實(shí)際含氧量保持穩(wěn)定，防止二次燃燒的發(fā)生。為有效防止沒有燃燒完全的燃料于灰斗中發(fā)生二次燃燒，產(chǎn)生結(jié)焦，對(duì)灰斗進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，溜灰角度應(yīng)達(dá)到60°以上。對(duì)于普通除塵器，其出灰口主要采用400mm×400mm 的尺寸，由于生物質(zhì)燃料在燃燒后容易產(chǎn)生結(jié)焦，所以在設(shè)計(jì)中需將出灰口增大至600mm×600mm，以便于順利落灰。對(duì)于灰斗的機(jī)械振打清灰，需安裝倉壁振動(dòng)裝置，避免灰斗的內(nèi)壁積灰。除此之外，為防止落灰吸水形成灰塊，還要在灰斗中安裝氣化板及加熱器[3]。

2.4 對(duì)機(jī)械振打器進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)?？紤]到生物質(zhì)燃料含有很多堿金屬，燃料粉塵有很大的黏性，所以機(jī)械振打清灰效果并不好。對(duì)此，可將仿形錘振打裝置換成電磁錘振打裝置。這一裝置為加強(qiáng)型，由微機(jī)控制，無論是振打的順序，還是強(qiáng)度與頻率，都能以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況為依據(jù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，且具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，操作靈活，效果顯著[4]。

2.5 對(duì)粉塵捕集進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于采用生物質(zhì)燃料的鍋爐，其飛灰通常較輕，易飄逸，采用除塵器難以捕集。在除塵器設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡可能延長(zhǎng)除塵器中粉塵實(shí)際停留時(shí)間，并減慢煙氣的流動(dòng)速度。完成優(yōu)化后，煙氣流動(dòng)速度一般不超過0.7m/s，使粉塵完成自然沉降的基礎(chǔ)上，使粉塵攜帶足夠電量。此外，由于塵粒的質(zhì)量很輕，且粒度往往較小，易引發(fā)二次揚(yáng)塵，所以在設(shè)計(jì)中，應(yīng)在除塵器的出口安裝槽型板，以此起到避免二次揚(yáng)塵的作用[5]。

2.6 對(duì)保溫安裝質(zhì)量予以嚴(yán)格的把控，保證除塵器焊接作業(yè)質(zhì)量，尤其是保溫外護(hù)板與保溫棉實(shí)際安裝質(zhì)量，對(duì)漏風(fēng)率進(jìn)行嚴(yán)格控制，以免落灰的過程中由于含濕量過高使落灰形成灰塊。另外，還要對(duì)設(shè)備中的實(shí)際含氧量進(jìn)行控制，降低含氧量，避免爆炸事故的發(fā)生。

2.7 綜合考慮采用生物質(zhì)燃料的鍋爐具有的特點(diǎn)，尤其是開啟與關(guān)閉較為頻繁，優(yōu)化中需在除塵器中安裝熱風(fēng)吹掃裝置，以此避免絕緣子產(chǎn)生污閃，這對(duì)絕緣子炸裂的預(yù)防是十分有效的[6]。

3 優(yōu)化效果

通過對(duì)上述技術(shù)優(yōu)化措施的引入，實(shí)現(xiàn)了對(duì)三十余臺(tái)鍋爐的改造，除了能保證運(yùn)行過程的穩(wěn)定性與安全性，還能降低排放，得到廣發(fā)用戶的認(rèn)可與支持。

結(jié)束語

綜上所述，除塵器運(yùn)行狀況是否良好，除了和業(yè)主自身效益直接有關(guān)，還和設(shè)備的生產(chǎn)制作廠家息息相關(guān)。對(duì)此，應(yīng)高度重視除塵器優(yōu)化，對(duì)原有的設(shè)備結(jié)構(gòu)配置進(jìn)行合理改進(jìn)，以此從本質(zhì)上保證設(shè)備穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。