分室定位反吹袋式除塵器的應(yīng)用
摘要:本文介紹了內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)發(fā)電廠#3爐靜電除塵器改為袋式除塵器的改造效果及分室定位反吹袋式除塵器的主要特點。
1 改造前電除塵器的基本情況
內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)發(fā)電廠#3號機(jī)組原高壓靜電除塵器的通流截面積為170×2m2(原電除塵器主要設(shè)計參數(shù)見表1)。從投產(chǎn)到2004年上半年，電除塵器運行一直比較穩(wěn)定，效率一直為98%～99%，這一時期內(nèi)鍋爐燃燒用煤以大同小煤窯為主。自2004年下半年開始，鍋爐燃燒用煤以準(zhǔn)格爾煤為主。由于準(zhǔn)格爾煤灰分比較高，為22%～30%，致使該廠高壓電除塵器的工作負(fù)荷增大，測試結(jié)果(見表2)表明，電除塵器入口的粉塵濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出入口粉塵濃度的設(shè)計值，致使電除塵器粉塵量增大，工作環(huán)境惡劣，電除塵器的運行出現(xiàn)了極不穩(wěn)定的現(xiàn)象，除塵效率降低，除塵器出口的煙塵排放濃度超出國家排放標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐風(fēng)機(jī)的正常運行也受到了影響。
2 電除塵器改造為袋式除塵器的過程
2004年6月，該廠曾對與#3機(jī)組相同的#4機(jī)組靜電除塵器進(jìn)行了增容改造，將原來的二室三電場改造為二室五電場靜電除塵器，極板也由原來的12m增高到15m。改造后的#4機(jī)組靜電除塵器于2004年8月30日正式投入使用。經(jīng)過一段時間的運行后，實際測試#4機(jī)組的煙塵排放濃度為150mg/m3，仍不能達(dá)到火電廠煙塵排放濃度要小于50mg/m3的國家標(biāo)準(zhǔn)，而且改造后的靜電除塵器除塵效率仍然較低，耗電量也較大。
為了徹底解決煙塵排放濃度問題，該廠最后決定選用完全國產(chǎn)化的FMFBD系列分室定位反吹袋式除塵器，在不改變原靜電除塵器基本結(jié)構(gòu)和外殼殼體的基礎(chǔ)上對#3機(jī)組靜電除塵器進(jìn)行改造。
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該改造工程從2005年3月25日開始施工，在一個大修期內(nèi)完成了預(yù)定的工程量，到2005年4月25日具備單側(cè)冷態(tài)通風(fēng)條件，2005年5月1日具備鍋爐點火條件，整個工程為期38天。創(chuàng)造了國內(nèi)200MW燃煤機(jī)組電除塵器改為袋式除塵器工程一次試運成功，并達(dá)到滿負(fù)荷運行的最短工期，為#3機(jī)組按期并網(wǎng)發(fā)電奠定了良好基礎(chǔ)。
3 改造后的FMFBD-35000型分室定位反吹袋式除塵器的技術(shù)特點
3.1 工作原理
鍋爐煙氣通過進(jìn)氣煙箱進(jìn)入除塵器的進(jìn)風(fēng)口，先經(jīng)二層多孔式氣流分布板，較大的塵粒和未燃盡的煤塵粒被碰撞阻擋，直接墜入灰斗。被去除大顆粒塵粒的煙氣經(jīng)氣流分布板合理分布后，以小于1.3m/s的速度進(jìn)入濾袋室，再以小于1m/min的速度經(jīng)濾袋過濾。煙塵被阻留在濾袋外表面，被過濾的氣體穿過濾袋，通過凈氣室由出風(fēng)口排出。
隨著時間的延長，被阻留在濾袋外表面的煙塵也逐漸增多，粉塵層增厚，阻力增大。當(dāng)差壓計測得除塵器阻力增大到上限設(shè)定值時，輸出啟動信號，該技術(shù)獨有的分室定位反吹機(jī)構(gòu)啟動，第一單臺除塵器進(jìn)入清灰狀態(tài)，反吹風(fēng)口從停止位置轉(zhuǎn)到第一個袋室的出風(fēng)口，開始清灰。此時，屏蔽了該袋室的過濾氣流，在離開了過濾工作線的同時，又導(dǎo)通了凈化煙氣，從濾袋的上口反向吹入濾袋內(nèi)表面，吹落附著在濾袋外表面的粉塵層。該袋室清灰完畢即恢復(fù)到過濾狀態(tài)，下一個相鄰的袋室又進(jìn)入離線清灰狀態(tài)。直至整臺除塵器的每個袋室的濾袋均清灰一次(或數(shù)次)，整臺除塵器阻力下降到規(guī)定下限設(shè)定值時，輸出停機(jī)信號，分室定位回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)停機(jī)，完成清灰工作。
當(dāng)袋式除塵器出現(xiàn)故障需要檢修時，可通過關(guān)斷煙道截止閥，實現(xiàn)不停機(jī)、帶負(fù)荷切換檢修，保證機(jī)組總體運行的可靠性。
另外，在運行中不用啟動反吹風(fēng)機(jī)，只需打開反吹切截止閥，利用引風(fēng)機(jī)出口與除塵器之間的差壓即可實現(xiàn)反吹清灰。設(shè)備平均運行阻力為800Pa，最低運行阻力為380Pa，極大地降低了阻力功耗。
該技術(shù)年可節(jié)電24萬kWh，大大節(jié)省發(fā)電成本。
3.2 分室定位反吹袋式除塵器的技術(shù)特點
(1)結(jié)構(gòu)簡單，故障點少，運行維護(hù)費用低
該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，并采用了獨創(chuàng)的分室定位反吹機(jī)構(gòu)，改進(jìn)和簡化了袋式除塵器的清灰系統(tǒng)，減少了設(shè)備故障點、檢修維護(hù)工作量和零部件更換維護(hù)的費用，提高了設(shè)備的可靠性。
(2)采用扁型濾袋外濾式過濾方式
濾袋采用扁形濾袋，可減小除塵器占地面積；過濾方式采用外濾式，袋內(nèi)裝有自動張緊裝置，使濾袋被高密度袋籠支承并自動張緊，過濾時表面保持平直，不向袋籠方向產(chǎn)生凹陷，這是其他袋式除塵器所不具備的優(yōu)點。由于煙氣的溫度高，正常運行時的煙溫為170℃，所以濾袋采用耐高溫的玻璃纖維濾料。本次玻璃纖維濾料的選用是國內(nèi)在200MW燃煤鍋爐發(fā)電機(jī)組上的首次成功應(yīng)用，實現(xiàn)了濾料的國產(chǎn)化。
(3)分臺控制，可實現(xiàn)在線檢修
FMFBD-35000型分室定位反吹袋式除塵器分為4單臺，每單臺前后均設(shè)置了截止閥，其性能可靠。獨創(chuàng)的單板柔緣碟形截止閥，能保證不被積灰埋住，可靠關(guān)閉，實現(xiàn)了多臺并聯(lián)積木組合的結(jié)構(gòu)形式，可在不停機(jī)、80%負(fù)荷的情況下進(jìn)行切換檢修。
(4)過濾風(fēng)速低
濾袋的設(shè)計過濾風(fēng)速僅為0.86m/min。此風(fēng)速是在FMFBD型分室定位反吹袋式除塵器上的首次應(yīng)用。
(5)定阻力，反吹清灰，微壓清灰
每單臺都設(shè)有獨立的清灰系統(tǒng)，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定的上限值時，就自動開始反吹清灰。清灰壓力小，氣流對濾袋沖擊小，有利于提高濾袋使用壽命。
(6)清灰氣源采用凈化煙氣
清灰氣源為除塵器出口的凈化煙氣，與含塵氣室煙氣等溫、等氧含量，有利于避免溫差結(jié)露，提高濾袋的使用壽命。
(7)除塵效率高
袋式除塵器具有很高的除塵效率。該設(shè)備除塵效率為99.93%。
(8)采用PLC自動控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)以PLC為核心控制元件，輔以觸摸屏控制及顯示。通信口可以給操作員站上位機(jī)和廠區(qū)DCS系統(tǒng)提供除塵器的運行參數(shù)，便于控制和監(jiān)測除塵器的運行。觸摸屏顯示除塵器設(shè)備工藝流程，及各電氣設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，顯示溫度、壓差棒狀圖和趨勢圖，具備故障報警畫面及各參數(shù)歷史數(shù)據(jù)的保存功能。
4 改造后的FMFBD-35000型分室定位反吹袋式除塵器的性能參數(shù)
型號FMFBD-35000 ；處理風(fēng)量1800000m3/h；煙氣溫度170℃；過濾面積35000m2；過濾風(fēng)速0.86m/min(煙氣溫度180℃時，過濾風(fēng)速為0.89m/min;煙氣量為1900000m3/h時, 過濾風(fēng)速為0.90m/min;80%負(fù)荷檢修時，過濾風(fēng)速為0.91m/min)；排放濃度＜50mg/m3；濾袋材質(zhì)為玻璃纖維；濾袋數(shù)4224條；袋室數(shù)192個；每室袋數(shù)22個；組合臺數(shù)4臺；回轉(zhuǎn)反吹機(jī)構(gòu)12套；反吹風(fēng)壓>3000Pa；反吹風(fēng)量28000m3/h；運行阻力除塵器正常運行阻力為800～1300Pa；最大運行阻力為1800Pa；除塵器漏風(fēng)率≤3%；清灰控制方式采用定阻力自動清灰；設(shè)備噪聲≤65dB。
5 運行情況
FMFBD-35000型袋式除塵器自投入使用以來運行正常，除塵器出口粉塵排放濃度較改造前有明顯改善，小于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，除塵效率高，運行穩(wěn)定。
除塵器正常運轉(zhuǎn)后，對包括粉塵濃度在內(nèi)的各方面技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了測試(詳見表3)。
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由表3數(shù)據(jù)計算得：粉塵平均排放濃度為14.1mg/m3，除塵器效率為99.93%(入口濃度為19～21.6g/m3)，平均風(fēng)速為11.93m/s。
以上結(jié)果表明：粉塵排放濃度和除塵效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于改造前的原靜電除塵器。各項指標(biāo)均較#4爐電除塵器機(jī)的電機(jī)進(jìn)行了增容，由原來的1600kW增為1800kW，兩臺共增加容量400kW，反吹風(fēng)機(jī)的容量為55kW，而袋式除塵器在運行時，每日只反吹12個小時，基本上達(dá)到運行時間與停運時間相等，所以袋式除塵器每小時的耗電量為427.7kW，比該廠2004年4#爐除塵器增容改造成的二室五電場靜電除塵器每小時可節(jié)電672.2kW。按每年7000運行小時計算，該袋式除塵器與靜電除塵器相比，每年可節(jié)電4705400kW。每度電按0.22元計算，共可節(jié)約電費約103.52萬元/年；按每四年一個大修期計算，共可節(jié)約費用約414.08萬元。并且FMFBD系列分室定位反吹袋式除塵器的改造費用與三電場靜電除塵增容改造改為二室五電場的費用基本相同。因此，完全國產(chǎn)化的FMFBD系列分室定位反吹袋式除塵器技術(shù)適合我國國情，且運行經(jīng)濟(jì)、維護(hù)簡單，特別適用于我國鍋爐燃用煤種復(fù)雜、煙氣條件變化較大的實際情況，具有較高的推廣應(yīng)用價值。
另外，該工程在此專利技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用國產(chǎn)玻璃纖維濾料，實現(xiàn)了濾料的國產(chǎn)化，有效降低了除塵器的檢修維護(hù)費用。
豐鎮(zhèn)發(fā)電廠#3爐靜電除塵器改為袋式除塵器是國產(chǎn)袋式除塵器在200MW機(jī)組中的首次應(yīng)用，取得了良好的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。
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