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电袋复合袋式除尘器运行阻力升高的原因及对策

随着国家对环保标准的不断提高,电袋复合除尘器得到广泛发展和应用。电袋复合除尘器阻力值作为设备重要性能考核指标,反应了设备运行的状况。本文针对电袋复合除尘器投运后阻力偏高现象进行了分析,归纳总结可能导致设备阻力偏高的各种因素,为电袋复合除尘器选型、设计、安装、运行维护等提供参考。

1、概述

我国是目前世界上最大的煤炭生产国和消费国,至 2011 年底全国电力装机容量达到 10.6 亿 kW,其中火电占 72.5%,随着国家对环保标准的不断提高,特别是出口排放限值 30mg/Nm³标准的出台,大部分老机组难以满足新标准的排放要求,将面临着大面积的设备改造。电袋复合除尘器作为一种高效工业烟尘除尘技术,以其独特的优势得到广泛的推广和应用。

2、存在现象

电袋复合除尘器运行阻力是考核设备的重要技术指标,目前国内电袋复合除尘器要求设备运行阻力≤1200Pa(部分要求≤1000Pa)。运行阻力的高低对滤袋的使用寿命、风机运行都有着直接的影响。国内部分电厂不乏改造失败案例,改造后或运行一段时间后出现阻力偏高现象。个别电厂因改造时引风机未扩容,裕量不足,改造时诸多因素考虑不周,阻力居高不下,导致机组无法满负荷运行。同时设备阻力偏高也造成引风机的电耗增加。

3、原因分析及对策

3.1 设备选型

由于现在电厂燃煤采购是市场经济模式,电厂燃用煤种变化很大,因此在提供基础参数(如烟气量、灰份、颗粒度等)时必须充分考虑煤种变化因素的影响,特别是烟气量的准确性。兼顾设备性价比确定合理的过滤风速,一般电袋复合除尘器要求过滤风速<1.2m/min,可适当提高要求,同时考虑各通道前级电场的除尘效率及电场数量的设置。以免造成先天不足,影响设备运行。

3.2 本体设计

3.2.1 滤袋布置

采用合理的滤袋布置密度。合理设置电场区与袋区的均流装置,优化气流水平进气和底部进气的分配比例,增加后级布袋区的水平进气。减小袋间流速及气流上升速度,防止二次吸附现象发生,使气流分布更加合理,可提高清灰效果,降低设备阻力。

3.2.2 烟道设计

设有旁路的电袋复合除尘器,尤其在老机组改造项目中,烟道流速的控制对设备整体阻力有明显的影响,主要体现在出口风门流速、水平烟道流速、弯头导流板设计等方面。在设计时,应把握以下几点:(1)根据各通道烟气量控制出口风门速度,一般要求<8m/s;(2)合理布置风门位置,充分利用烟道有效空间(见图 1);(3)合理设置弯头导流板,保证烟道烟气流速尽可能均匀(见图 2)。通过计算机数模计算,加设合理的导流板,烟道阻力可降低100Pa 左右。

3.2.3 清灰系统

目前国际上主流的清灰方式是脉冲喷吹技术,主要由脉冲阀、储气包、均流喷吹管及脉冲喷吹控制系统组成(见图 3),影响喷吹效果的因素很多,主要是脉冲阀的性能、喷吹管及喷嘴的设计。针对不同厂家、规格的脉冲阀及不同规格滤袋需选择不同喷嘴大小、合适的喷吹距离,才能保证良好的清灰效果。喷吹系统设计不合理必然带来清灰效果差,导致设备阻力增加。

3.3 滤袋质量

滤袋的残余阻力直接影响设备的运行阻力,针对每个工程的烟气条件(烟气温度、烟气化学成分),选择合适的滤料,尤其是特殊工况,会同滤袋生产厂家开发新配方滤袋,同时严格控制滤袋生产质量。

如图 4 是对 5 个滤袋产品(全部为 PPS 滤料)的过滤特性测试结果。A、B、C、E 间残余阻力与最后一个清灰周期有 20%以上的偏差,而滤布D 残余阻力高出其它品种约 400Pa,清灰周期仅为其它品种的约1/6。如果采用了这样的滤料,必然会导致设备运行阻力偏高。因此生产厂家必须具备完善的滤袋质量监控制度和检测设备,如菲达环保公司引进的德国 VDI 测试仪,可测试滤料的动态过滤性能,同时配合分阶段抽检的控制流程,可很好地控制滤袋质量,为设备可靠运行提供了保障。

3.4 锅炉工况

3.4.1 锅炉燃用煤

由于电厂燃用煤种的变化很大,燃煤热值、灰份、含水量的波动均会造成烟气量、粉尘浓度等的变化,造成实际运行与电袋复合除尘器原始设计存在偏差,当燃煤变差超出原设计选型裕量,必然给电袋复合除尘器运行带来压力,直接导致过滤风速过快、喷吹周期缩短、运行阻力增加。

3.4.2 锅炉启动

锅炉在启动前,必须做好滤袋的预涂层工作,使滤袋表面附着均匀的保护层。在全投油及低负荷投油助燃时,有条件的需开启烟道旁路,减轻油污对滤袋的污染,避免滤袋过滤阻力的升高。

3.4.3 锅炉空预器漏风

空预器漏风严重会导致电袋复合除尘器进口烟气量的增加,各个环节烟气流速加快,造成设备运行阻力升高。

3.4.4 锅炉“四管”爆裂

在锅炉运行中发生水冷壁、过热器、再热器、省煤器发生爆管时,烟气湿度增加,若湿度过大,可能造成粉尘粘结在滤袋表面,难以清除,将导致滤袋过滤阻力明显升高。

3.5 运行维护

3.5.1 前级电场运行状况

电袋复合除尘器前级电场设置必须考虑供电区故障状态,因此最好沿气流方向设置两个及以上供电分区,保证前级电场的有效除尘。如前级电场出现断线、积灰搭桥、振打轴断裂、电机故障、变压器故障等原因导致电场除尘失效,必然失去电袋复合的性能优点,给袋区除尘带来压力。表现为喷吹频率增加,阻力上升速率提高(定阻喷吹模式),或阻力明显上升(定时喷吹模式)。

3.5.2 喷吹系统状况

喷吹系统由脉冲阀、储气包、均流喷吹管组成,以下诸多因素都会导致喷吹功能下降甚至失效:(1)气包漏气,导致喷吹压力不足;部分脉冲阀故障、不动作;(2)喷吹管脱离;(3)喷吹管安装偏心严重;(4)喷嘴到滤袋口距离严重超差等。如出现以上情况必然导致滤袋积灰严重、有效过滤面积减少,设备阻力上升。

3.5.3 喷吹用气质量

清灰用的压缩空气中水份或油份超标。清灰时吹到滤袋里的水和油会透入滤料,使灰尘变湿结块而堵塞滤袋。其结果是压力降增大以及最后不得不更换滤孔堵塞的滤袋。压缩空气中的油份通常来自压缩机活塞环和密封件的漏渗,而水份则来自大气。压缩空气系统中的冷干机必须工作正常,同时必须要按规定时间检查压缩空气管路上的空气过滤器。

3.6 仪表故障

电袋复合除尘器在运行过程中突然出现阻力升高的现象,也可能是检测系统造成的假象,如压差测试管路堵塞、压差计故障等均会造成监测读值的升高。可通过反向吹气将管路吹通,在测压管路上增加吹洗系统,保护好测点,使之没有积灰,或更换差压计等方法保证监测数据的真实性。

4、结论

电袋复合除尘是一种新型的工业除尘技术,兼顾了电除尘和布袋除尘的功能特点。设备阻力是考量其设备性能的一项重要指标,作为一个系统工艺设备,影响其参数值的因素很多。因此只有综合各种因素变化,从基础参数的确定、选型、本体设计、滤袋质量控制、安装调试、运行维护等方面科学要求,严格过程控制,才能够满足用户需求,保证设备长期安全、稳定、节能运行。

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