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低压脉冲喷吹布袋除尘系统调试及其分析

2020-12-22邹斯诣赵蒙唐宝松闫绍帅游秦

中国设备工程 2020年23期
关键词:清灰滤袋滤料

邹斯诣,赵蒙,唐宝松,闫绍帅,游秦

(1.国电科学技术研究院有限公司,江苏 南京 210000;2.国电河北衡丰发电有限责任公司,河北 衡水 053000;3.国电承德热电有限公司,河北 承德 067000)

我国火力发电厂电除尘器普遍存在运行时间过长、原设计排放标准偏低、电除尘器尺寸选择偏小、煤种适应能力差等问题,导致除尘效率下降。而布袋除尘器具有除尘效率高(一般高于99.9%)、燃煤适应性强、结构和维护较为简单、对烟气中其他有害成分(如重金属和有机物)也具有一定的脱除能力等优点,已在我国电除尘器改造以及新建机组中广泛应用。

1 布袋除尘机理

在布袋除尘器中,含尘气体单向通过滤料,粉尘由于拦截、惯性碰撞、扩散效应、静电力和重力作用被截留在滤料上,而经过净化的气体通过滤料到下游,附着在滤料上的粉尘借助机械的方法得以去除。气体过滤的过程分两个阶段:首先,是含尘气体通过清洁滤料,这时,起过滤作用的主要是滤料本身;其次,当阻留在滤料中的粉尘量不断增加,一部分粉尘嵌入到滤料内部,一部分覆盖在表面形成一层粉尘层,在这一阶段中,含尘气体的过滤主要是依靠粉尘层进行的,即“尘滤尘”,这时,粉尘层起着比滤料更重要的作用。

2 布袋除尘系统概况

2.1 工艺流程

含尘烟气经烟道进入各过滤室后烟气流速降低,并以设计流速穿过布袋,大颗粒粉尘由于重力沉降作用直接落入灰斗,其余粉尘被滤袋拦截于其表面,穿过滤袋后的洁净气体进入下游系统。当除尘器压差达到某一设定值时,启动脉冲清灰系统,压缩空气急速喷入滤袋中,使滤袋产生急骤鼓胀变形,当鼓胀到极限位置时,很大的张力突然使滤袋本身受到强烈的冲击和振动并获得最大的反向加速度,随后,开始向内收缩,随着滤袋的鼓胀和收缩,粉尘失去与滤袋的附着力,自然脱落,落入灰斗(图1)。

3 调试过程

3.1 冷态调试过程

(1)压缩空气系统调试。在滤袋安装前,对压缩空气总管及支管、气包及各喷吹管进行吹扫,保证吹扫期间压力为0.5MPa。依次打开各通道管路上的排污阀,关闭气包入口阀门,管路上所有表计进口阀均关闭,打开压缩空气总管截止阀,对各支路依次进行吹扫,吹扫至排放口目测清洁。管路吹扫合格后,打开气包入口门,气包底部排污门,对气包进行吹扫,吹扫至排放口目测清洁。

系统吹扫合格后,进行严密性检查。打开压缩空气总管截止阀,待管路中压力升至0.6MPa 时,及时关闭总管截止阀,记录此时各压力表显示值,观察系统中各压力表的压力变化情况,保压15 分钟,若无明显压力下降现象,则判断气密性良好。若压力下降明显,则对管路进行检查,确认漏点位置,消缺后重新作试验,直到符合标准为止。

(2)清灰系统调试。通过就地手动和远方控制,依次开启脉冲阀,检查喷吹压力是否满足设计要求(0.3 ~0.4MPa),脉冲阀动作是否正常,声音是否清脆、有力。

(3)滤袋安装情况检查。滤袋安装完毕后,由灰斗进入除尘器中箱体,由下至上检查自由悬挂滤袋的垂直度,确保各布袋不能扭曲,袋口不得有皱褶,袋口与花板间严密封紧,布袋表面紧绷。如有相邻滤袋接触,应调整滤袋或旋转袋笼使其垂直,互不接触,并保证滤袋的接缝调整到被风面上。

(4)预涂灰系统调试。在锅炉确定点火启动前两天,开始预涂灰工作。准备粒径小于100 微米的细粉煤灰50 吨,由罐车运至现场。开启该涂灰烟道侧除尘器进出口挡板门,启动涂灰烟道侧引风机,缓慢增大风机开度至50%,当除尘器进出口压差增大150Pa 左右时,维持引风机动叶开度不变,开启罐车上灰泵开始输灰,当进出口压差增大300Pa 左右时,预计达到充分的涂灰效果。涂灰工作完成后,进入除尘器净气室,随机抽出个别滤袋,以观察不到滤袋原外表面、积灰厚度为2 ~3 毫米为涂灰效果良好的标准。同时,检查花板表面有没有集灰现象,若有说明过滤室与净气室之间存在泄漏情况,采取措施进行密封。

3.2 热态调试过程

(1)布袋除尘器投运:①在除尘器通烟气前24 小时,投入灰斗加热系统,以防止出现灰斗结露或灰受潮引起搭桥或堵灰现象,同时,减少本体中的低温气体对热烟气的影响,投入除尘器灰斗气化装置。关闭进出口挡板门,打开旁路提升阀。②当锅炉停止投油,除尘器入口烟气温度达到120℃时,首先,打开每台除尘器的三个过滤室的进出口挡板门,关闭两个旁路提升阀;待炉膛压力稳定后,再打开每台除尘器的另外三个过滤室进出口挡板门,关闭另外两个旁路提升阀,布袋除尘器正式投运。

(2)清灰周期的确定。随着过滤过程的进行,滤袋上阻留的粉尘不断增厚,系统阻力不断增大,过低的清灰频率,不仅导致除尘器效率下降,而且增加了引风机电耗,阻力过大时甚至会引起袋笼变形。而过高的清灰频率,会破坏滤袋表面已经形成的粉尘层,降低“尘滤尘”的效果,而且容易出现“二次扬灰”现象。因此,设置合理的清灰周期,使除尘器在最佳的阻力区间范围内工作,是保证除尘器稳定运行的关键。由图1 可知,当系统阻力达到1200Pa 时,出口烟尘浓度达到最大,随着清灰的进行,出口烟尘浓度随系统阻力的降低而减小,当系统阻力达到900Pa 时,出口烟尘浓度达到最低,后随着系统阻力的升高烟尘浓度增大。因此,在除尘器自动清灰程序“差压模式”中,将清灰开始与结束差压设定值分别定为1200Pa 和900Pa。

图1

4 调试中应注意的问题

(1)因为粉煤灰具有一定的吸潮性,若预涂灰过早,滤袋上的粉煤灰会吸潮产生糊袋,因此,预涂灰工作应在确定锅炉点火前两天开始,不宜过早。若预涂灰工作已完成,锅炉在7 天内仍未点火启动,则应启动脉冲清灰系统,将滤袋表面粉煤灰清除,待锅炉下次启动前,再进行一次涂灰工作。长时间(超过3 天)停运时,在锅炉灭火后,清灰系统仍需运行两个周期,使滤袋表面灰尘最大限度的被清除,防止灰尘在滤袋表面吸潮硬化,同时,关闭除尘器进出口挡板门。

(2)在预涂灰时,引风机动叶必须维持一适当的开度,保证含尘气流流速略小于除尘器设计流速。因为若流速过慢,大部分粉煤灰未到达滤袋表面就已落入灰斗,若流速过快,大部分粉煤灰会穿过布袋,进入净气室,难以达到良好的涂灰效果。

(3)除尘器压差高,导致引风机的调节对炉膛负压调整的灵敏性大大降低,且明显滞后,特别是在滤袋糊袋后,除尘器压差控制不好,会导致炉膛负压在±200Pa 间波动,及除尘器差压称为炉膛负压波动的扰动源。有文献提出,当锅炉吹灰时,除尘器差压尽量维持在800 ~1200Pa,超过2000Pa 时,应停止炉膛吹灰。

(4)清灰频率不宜过高,压力不宜过大。因为含尘气体的过滤主要是依靠附着在滤袋表面的粉尘层进行的,若清灰过度,势必降低粉尘层厚度,影响除尘效果,造成压缩空气的无谓损耗,若清灰压力过大,还将缩短滤袋使用寿命。

(5)正常运行的布袋除尘器系统阻力约为1000Pa,而旁路设计阻力仅为200Pa,在紧急情况下,若将运行中的除尘器直接切入旁路运行,则系统阻力骤然降低,对炉膛负压产生较大影响,因此,将旁路阀的动作设计为:首先,打开2 个旁路阀,其后关闭3 个过滤室的及出口挡板门,延时30秒后,再打开2 个旁路阀,关闭剩余过滤室进出口截断阀。

5 结语

袋式除尘器滤袋的品质、除尘器的运行阻力、入口烟气温度与湿度等是影响除尘效率的主要因素。因此,在机组启动前做好预涂灰工作,合理设置脉冲吹灰的时间间隔和脉冲宽度就显得尤为重要。同时,需加强运行期间的参数控制,特别要防止烟气超温以及大量氨逃逸产生的糊袋现象。随着布袋除尘器在大型燃煤锅炉的应用日益广泛,其各种问题也将更加突出,必须加强调试、检修、运行、技术监督各个环节的管控,为提高滤袋的使用寿命和提高布袋除尘器运行可靠性提供有力保障。

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