成宏伟

(山东省兖矿国宏化工有限责任公司,山东济宁 273512)

浅析 XLDM型脉冲袋式除尘器在 CFB锅炉上的应用

成宏伟

(山东省兖矿国宏化工有限责任公司,山东济宁 273512)

介绍了兖矿国宏化工公司 2台 160 t/h CFB锅炉配套 XLDM-5700型袋式除尘器的实际运行情况,从除尘效率、喷吹方式、运行能耗等方面分析了袋式除尘器的性能,并总结出 XLDM型袋式除尘器最佳运行方式。

低压脉冲;袋式除尘器;在线清灰;离线清灰;喷吹

0 引言

布袋除尘器是治理粉尘污染的新型环保设备,具有除尘效率高、运行可靠、维护方便等优点。脉冲袋式除尘器是以压缩空气作为清灰动力的。利用脉冲喷吹机构在瞬间放出压缩空气,诱导数倍的二次空气高速射入滤袋,使滤袋急剧膨胀、内部压力骤增,依靠冲击振动和反向气流进行清灰。兖矿国宏化工公司 2台 160 t/h CFB锅炉配套 XLDM-5700型脉冲袋式除尘器,2007年 1月投运,截至 2008年12月底为止,已累计运行 13000 h,期间除尘器运行稳定,除尘效率高,出口烟尘浓度为 20mg/m3,远低于国家要求排放标准 (本文烟气量均为标准状态值)。布袋除尘器采用灰斗侧上部进风、外滤式逆喷低压脉冲清灰方式。

1 XLDM型袋式除尘器简介

XLDM-5700型袋式除尘器主要由上箱体、中箱体、灰斗、支腿框架、滤袋组件、喷吹清灰装置、离线装置、旁路系统及检测、控制系统等部分组成。上箱体是净气室,在中箱体内安装滤袋组件。上箱体、中箱体之间由花板隔开。系统采用 PLC控制,可完成就地、远程操作。清灰采用定压、定时运行方式,可在任何运行方式下实现在、离线喷吹。该袋式除尘器在正常运行中,可实现离线检修。XLDM-5700型袋式除尘器技术参数见表 1。

2 工作原理

含尘烟气由导流板进入 XLDM-5700型袋式除尘器各单元灰斗,在灰斗导流系统的引导下,大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗,其余粉尘随气流进入中箱体滤袋过滤区,一定颗粒的粉尘在滤袋外表面被捕捉。过滤后的净烟气经上箱体排出,然后经由锅炉引风机排出烟囱。

随着过滤工况的进行,滤袋外表面的粉尘不断增加,设备阻力随之上升。当设备阻力上升到一定值时,由控制装置按设定程序控制各个单元清灰,打开电磁脉冲阀喷吹,清除滤袋上的粉尘。每条滤袋喷吹持续的时间极短,约 0.1～0.2 s,喷吹时脉冲阀利用双膜片阀来达到快速的反应时间。正常情况下,集气管内的压缩空气压迫触发膜片和主膜片使电磁脉冲阀保持关闭状态,当除尘器进、出口总压差达到喷吹压差时,在电磁阀的激励下,触发膜片两侧产生压差,则触发膜片抬起,此刻主膜片一侧空气会泄出,因此,主膜片两侧也产生压差。在压差作用下主膜片抬起,集气管内压缩空气进入喷吹管,在喷吹管的引导下进入滤袋。在滤袋中快速下冲的压缩气流,形成了滤袋相对袋笼的突然径向变形使得滤袋外表面积聚的灰尘脱落。电磁脉冲阀在不激励状态时,空气泄出口关闭,气压将膜片复位,电磁脉冲阀关闭。就这样,布袋除尘器控制系统依据进出口总压差发出喷吹指令,完成滤袋的循环喷吹。

表 1 XLDM-5700型袋式除尘器主要技术参数

3 性能特点

(1)喷吹压力低、能耗低。XLDM型布袋除尘器采用低压脉冲喷吹技术。喷吹系统使用淹没式低压脉冲阀,在保证清灰效率的前提下,喷吹压力为0.15～0.3MPa,由于喷吹气源压力的降低,有效减小了滤袋的磨损,延长了滤袋使用寿命。同时由于清灰效果好,清灰周期延长,减少了喷吹次数,降低了喷吹气体的能耗,保证了除尘器的经济运行。

(2)除尘效率高。脉冲袋式除尘器的除尘效率可高达 99.98%。采用分室脉冲反吹清灰方式,避免了粉尘被反复吸附的现象,提高了脉冲喷吹清灰的效果,降低了布袋阻力。同时,由于国家对电厂环保的要求越来越高,特别是对 SO2排放量控制标准的提高,要求电厂燃用含硫量较低的煤种,使燃煤飞灰的比电阻提高,采用袋式除尘器的除尘效果较好。这是因为袋式除尘器对粉尘特性如比电阻、化学成分等参数不敏感,对于一定进口浓度范围的不同烟气的除尘效率很稳定。

(3)气流稳定,分布均匀。烟气在进入脉冲袋式除尘器后即由进风总管内的导流板引导分别进入各灰斗进风管,烟气流量可由各过滤室压力自行控制,压力低的过滤室烟气流量将较大。因此,一旦 1个过滤室的压差过大,更多的烟气将会移至其他过滤室,直到各过滤室压差相似。

(4)易损件故障率低。喷吹机构中的脉冲阀,是布袋除尘器最易受损的部件,当采用低压喷吹时,脉冲阀使用寿命延长,可靠性提高。由于喷吹压力低 (0.15～0.3MPa),脉冲阀膜片承受的压力和启闭时的冲击力较低。同时,由于清灰周期较长,脉冲阀开启次数相应减少,从而延长了脉冲阀的使用寿命,提高了脉冲阀的使用可靠性。

(5)拆检方便、密封性能好。XLDM型布袋除尘器滤袋装拆方便,固定可靠。滤袋采用上部抽装方式:换袋时,从净气室抽出滤袋袋笼,随同袋笼将滤袋抽出;滤袋密封好,滤袋靠袋口的弹性胀圈固定在花板孔上,固定牢固,密封性好。

(6)操作控制方便。采用先进的 PLC控制系统,允许全自动和个别手动操作,使用压差或定时两种控制方式,同时可以采用离线和在线两种喷吹方式,可靠性高,便于运行人员操作。

4 喷吹方式试验

4.1 喷吹试验

XLDM-5700型袋式除尘器既可采用离线喷吹清灰方式,又可采用在线喷吹清灰方式。根据实际运行检测数据,同时设定除尘器为定压运行方式,喷吹压差上限为 1000 Pa,进行了XLDM型布袋除尘器在、离线运行的试验,并根据试验数据绘制在线喷吹与离线喷吹运行趋势 (见图 1)。

图 1 XLDM袋式除尘器在、离线喷吹方式比较

从图 1可以看出,在线喷吹时 XLDM袋式除尘器进、出口总压差上升趋势比离线喷吹时进、出口总压差上升趋势斜率较大,也就是说在相同运行时间内,在线喷吹状态布袋除尘器压差较离线喷吹状态下压差上升得快。

当进行喷吹方式试验时,在集中控制室通过锅炉DCS控制系统可以监测到:在线喷吹时锅炉负压基本不受影响;离线喷吹时锅炉负压最大波动范围在 ±50 Pa之间,没有危及锅炉的安全运行。

4.2 结果分析

(1)离线喷吹方式。即除尘器各仓室喷吹清灰时,对应仓室提升阀关闭喷吹方式,阻止了烟气的流动,减少了烟气对喷吹气流的扰动,喷吹气流强度不会受到影响,避免了粉尘被反复吸附的现象,提高了清灰效果。但离线喷吹方式在一定程度上会影响锅炉负压,影响锅炉炉内气流,同时,由于气动提升阀的开关动作较在线喷吹时频繁,所以对阀门密封性和可靠性提出了较高的要求。

(2)在线喷吹方式。即除尘器各个仓室喷吹清灰时,对应仓室提升阀不关闭喷吹方式。烟气与喷吹气流呈混合对流状态,这种喷吹方式对锅炉负压影响较小,同时由于气动提升阀在正常运行中基本不动作,所以故障率大大减小。但在线喷吹清灰时,对应仓室的烟气并没有完全隔绝,所以向上流动的烟气会对喷吹气流造成一定的扰动,影响了喷吹气流强度,进而影响喷吹效果。同时,在线喷吹时,由于粉尘清理不彻底,粘结在滤袋上的粉尘层较离线喷吹时厚,所以滤袋前后压差上升较快,也就是说增加了喷吹次数,进而增大了滤袋磨损和耗气量。

综合考虑,兖矿国宏化工公司 XLDM-5700型袋式除尘器采用离线喷吹清灰方式较为经济、可靠。但对于其他机组锅炉,应根据实际运行情况,前提是除尘器的任何喷吹方式都要保证锅炉炉膛压力在正常范围内波动,保证锅炉安全、稳定运行。

5 注意事项

虽然袋式除尘器拥有除尘效率高、运行维护方便等一系列优点,但是这并不意味着袋式除尘器尽善尽美,在实际运行中应注意以下问题:

(1)烟气湿度。由于布袋除尘器工作原理及滤袋的特殊材质,所以对烟气湿度有一定要求。如果锅炉烟气湿度高、黏性大,会对滤袋工作造成一定影响,甚至发生滤袋堵塞现象,故在锅炉点火或发生爆管时,要及时将除尘器切换至旁路系统。

(2)烟气温度。烟气温度长时间超过滤袋所允许上限温度,会对滤袋寿命造成较大的影响,因此,在实际运行中,应该密切监视锅炉排烟温度。

(3)气源。XLDM布袋除尘器离线装置和旁路系统的提升阀、旁通阀在气源中断时会自行关闭,进而危及锅炉的安全、稳定运行。所以,在正常运行时应制订相应的应急预案。

(4)积灰。在事故状态下,通过旁路阀走烟气,则进口水平烟道中易积灰,并堵塞烟道。

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Application of XLDM pulse bag filter on CFB boiler

The actualoperation of XLDM-5700 bag filter on 2×160 t/h CFB boiler in Yankuang Guohong company were introduced.The bag filter’s performance were analyzed from dust removalefficiency,injection way,operat ion energy consumption.The opt im ization operation mode of XLDM bag filterwas obtained.

low pressure pulse;bag filter;online clear ash;off-line clear ash;injection

X701.2

B

1674-8069(2010)06-036-03

2010-08-13;

2010-11-04

成宏伟 (1981-),男,宁夏固原人,本科,助理工程师,主要从事热电厂锅炉、汽轮机运行技术管理工作。E-mail:ykchw1981@sohu.com