引言
托克托某电厂两台2×300MW机组使用的是LPPJFF 1140×10低压旋转喷吹袋式除尘器,布袋除尘系统分为 除尘器本体、预喷涂系统、喷水降温系统、进出口电 动档板门,旋转喷吹装置、清灰管道系统;除尘器本体 分为五个室,每个室有两个袋束;由进出口喇叭、进口 气流分布板、灰斗、灰斗加热系统、灰斗气化及加热系 统、含尘室、洁净室、滤袋、袋笼等组成。经过三年多 的运行,对袋式除尘器出现的一些故障进行了合理的改 造,延长了滤袋的寿命,提高了除尘效率,积累了运行 和检修两方面的经验,为袋式除尘器可靠运行提供技术 保障和实践经验。
1 运行和检修经验
1.1 袋式除尘器滤袋滤料的选择
袋式除尘器使用的滤袋滤料材质为Needlona®PPS/PPS 551CS30,选用PPS过滤毡,滤料采用非织造加工方法, 材质为聚苯硫醚,标重500g/m2,透气性80~100m3/m2/s, 滤袋长度为8250mm,选用高强低伸滤料,滤袋径向断裂 强度大于3000N,滤袋纬向断裂强度大于2000N,径向断 裂伸长率小于17%,纬向断裂伸长率小于27%。
使用2.5万小时后,取样两条磨损较严重的旧滤袋进 行试验,两滤袋的过滤面都覆盖了一层较薄的粉尘层, 由细腻的尘粒构成。滤袋清洁面已被污染,底部堆积了 一些粉尘;滤料接收时透气量已降至很低,经过一次 3bar的模拟脉冲除尘后,透气量有小幅提升;两滤袋的 强度值仍然较高,表明在三年的使用期间内,滤料未被 严重氧化,滤料能够继续保持滤袋的机械稳定性;两滤 袋的横断面照片显示顶部滤料已被粉尘渗透。底部滤料 为粉尘双侧污染,滤料中间仍然较为干净,内侧的粉尘 层为交叉污染导致。滤袋使用三年后的测试数据见表1。
测试项目 | 1#除尘器测试位置顶部 | 2#除尘器测试位置 | |||||
顶部 | 中部 | 底部 | 顶部 | 中部 | 底部 | ||
透气量(l/d㎡min) | 接收时 | 7 | 6 | 12 | 7 | 8 | 10 |
脉冲清灰后 | 8 | 9 | 18 | 8 | 11 | 15 | |
水洗后 | 79 | 140 | 93 | 62 | 103 | 86 | |
拉伸强度(N) | 径向 | 669 | 678 | 687 | 737 | 737 | 682 |
纬向 | 1380 | 1168 | 1528 | 1380 | 1168 | 1528 | |
伸长率(%) | 径向 | 18.8 | 18.5 | 18.7 | 17.6 | 17.6 | 17.2 |
纬向 | 18.8 | 18.9 | 21.2 | 13.6 | 18.3 | 17.3 |
通过试验结果分析,目前国内其他电厂使用的情况 与该厂的情况对比,该厂使用的滤袋在选型和使用寿 命方面均较好,根据长期运行经验对滤料选择上要满 足以下要求:1)抗皱折,耐磨和耐腐蚀性好,机械强 度高;2)吸湿性小,易清灰;3)使用寿命长,成本 低;4)容尘量大,清灰后能保留一定的性容尘, 以保持较高的过滤效率;5)在均匀容尘状态下透气性 好,压力损失小。
1.2 防止烧袋的运行方式和措施
对袋式除尘器,烟气温度低,结露会引起“糊袋” 和壳体腐蚀,烟气温度高,超过滤料允许温度易“烧 袋”而损坏滤袋,烟气温度长时间内无法降低将导致滤 袋烧焦及表面物理特性改变,降低滤袋的使用寿命。当 温度的变化是在滤料的承受范围内,就不会影响除尘效 率。引起不良后果的温度是在温度(事故/不正常 状态)下,因此对于袋式除尘器就必须设有对极限温度 控制的有效保护措施。
当烟气温度低于87℃,袋式除尘器内容易结露,当 烟气进入除尘室后烟气和水蒸汽黏结在滤袋上,会造成 “糊袋”,导致除尘室内压差增大,增加引风机出力; 当烟气温度高于190℃,持续时间大于10小时,造成 “烧袋”现象,滤袋破损后,造成除尘室内含尘浓度增 加,除尘效率降低,长时间不进行更换破损的滤袋,会 使滤袋除尘室内积灰严重。除尘室边缘外层滤袋 灰,在脉冲清灰时,气流到达滤袋底部后,无法透过滤 袋底部释放部分气流,在脉冲清灰压力和滤袋自身重力 下,笼骨承受压力较大,滤袋及袋笼容易脱落,造成输 灰设备停运。
为防止在运行过程中出现的“烧袋”现象,采用自 动喷淋降温的方式对袋式除尘器入口烟温进行控制,每 个管道上的温度采用三取二作为工艺温度值;当除尘器 进口烟温高于170℃时,压缩空气和除盐水混合喷入烟道 内,系统检测温度低于160℃时,依次关闭喷水电磁阀以 及压缩空气总阀。喷水降温装置在1min内可降低5℃,滤 袋使用瞬时温度可承受190℃,在温度下滤袋可 坚持10h,自动喷淋装置在有效时间内,*可以将烟温 降到滤袋设计使用温度115℃~160℃。紧急喷水系统安装 在除尘器两个进气烟道上,装设两组气液两相流喷嘴, 也可根据实际喷水雾化效果进行合理地布置。除尘器烟 气温度的信号由两个进气烟道两组热偶提供,选两组中 烟气温度者。当烟气温度达到170℃时,组紧急喷水降温喷嘴运行,将烟气温度冷却至165℃,若5分 钟后烟气温度仍未冷却至165℃时,则开启第二组紧急 喷水降温喷嘴运行。当烟气温度达到160℃时,紧急喷 水降温系统无条件停止。该厂袋式除尘器笼骨分三节组 装,笼骨连接卡子使用时间已经超过三年,且连接处只 有一对卡子连接,可靠性较低,在笼骨摆动过程中,很 容易将笼骨卡子脱节。重新对布袋材质和袋笼装配方式 进行改进,在袋笼连接节处再增加两处卡子,提高袋笼 连接处的可靠性。除尘室内积灰较严重时更换滤袋,必 须用塑料滤或纸板将附近花板口盖严,防止粉尘灌入其 他滤袋造成污染。
1.3 袋式除尘器预涂层注意事项
滤袋预涂层一般使用1%~2%粒径大于45微米(325 目)的CaCO3,或者5%的颗粒大于90微米(200目)的 Ca(OH)2(熟石灰),禁止使用CaO(生石灰),因生石 灰受潮后会产生热量。按每平方米过滤面积250~300g 的量投放到进口管道或者各个灰斗。预涂层时,除尘器 的处理风量应降低到正常运行风量的50%~75%,这足 以将预涂灰带到所有仓室的滤袋而不至于引起滤袋的堵 塞。预涂层时要关闭清灰系统,除尘器设备投入运行后 才可开启清灰系统,并且将脉冲清灰的开启值设定 为除尘器压差达到14~15mbar,这样可以有效防止滤袋 上的预涂层被清灰去除。新滤袋在预涂层后,进行一次 检漏测试,即将荧光粉按每平方米过滤面积5~10g的投 放量以与预涂层相同的方式投入进风管道,然后用紫外 光灯在黑暗状态下对除尘器的洁净室进行检漏。
1.4 更换滤袋的注意事项
经过现场实践,在多次更换滤袋的过程中总结了 注意事项:更换滤袋要小心,禁止用锐利的挤、拉, 以防止损坏滤袋纤维;在滤袋附近不允许有明火、烟、 焊接或火焰切割;椭圆形滤袋安装时,必须将滤袋热熔 缝线中心线对准椭圆形花板孔直边的中心,如图1(1); 将滤袋放进花板孔后,把袋头压成腰子形状,紧 贴花板孔一边后再放开卡紧在花板上,如图1(2); 图1中箭头和深色圆圈标注的这些滤袋顶部安装是不正确 的,没有很好地在花板孔就位,如图1(3);滤袋安装就位 后,应尽可能避免在滤袋上踩踏或行走,以防止对滤袋 头部造成不必要的损坏,如图1(4);如有一些花板孔不 准备安装滤袋。必须保证做好这些花板孔的严格密封,如 图1(5)。除尘室内积灰较严重需更换布袋时,必须用塑 料纸或其他物品将花板口盖严,防止粉尘灌入滤袋里。
(1) (2)
(3) (4)
(5)
图1 更换滤袋时需注意的问题
2 袋式除尘器运行中的节能措施和建议
2.1 罗茨风机变频改造
根据现场使用经验,袋式除尘器压差与罗茨风机转 速做连锁变频改造,可根据袋式除尘器内压差(清灰频 率)来自动调节罗茨风机转速,控制罗茨风机流量。 旋转喷吹系统采用罗茨风机提供气源。由于罗茨风 机的恒转矩负载特性,相应的罗茨风机系统属于典型的 恒压输出系统,因此恒压控制后系统运行在恒转矩变流 量状态。在采用变频调速,且系统流量需减小时,降 低罗茨风机转速,使罗茨风机在规定压力下低流量点 运行。罗茨风机的输入功率与流量成近似线性关系,如 图2所示。
袋式除尘器脉冲清灰压力在80~85kPa,由清灰系 统管道处设置的压力变送器检测清灰压力。罗茨鼓风机 出口的压力是85kPa,当清灰压力超过过85kPa时,除尘 器顶部清灰系统管道装有压力调整阀可以实现清灰压力 的自动调节。
图2 罗茨风机恒压变流量系统减速运行的功率消耗图
对于全速工频运行的系统,通过调节进风阀门开度 来调节流量,则进风风阻增加,使输入的风压降低,产 生大量的电能浪费;若采用输出排风方法调节输出流 量,排出的风也同样浪费,从而造成电能的浪费。 因此,采用变频恒压控制改造后可降低罗茨风机的 运行转速,减少电消耗,实现节能。系统改造后还可以 使系统实现软启动、软停止,减少系统起动对电网的冲 击,减少系统起动次数,运行平稳;由于罗茨风机运行 转速的降低,减少了机械磨损,延长了电机和罗茨风机 的使用寿命,合理有效利用气源。
2.2 优化袋式除尘器脉冲清灰控制方式
袋式除尘器喷吹频率直接影响滤袋的使用寿命,为 了有效利用脉冲空气,达到节能的目的,将袋式除尘器 压差和脉冲频率设定关联值,对应一定的压差采取相应 的清灰速率。
除尘器共分5个室,每个室2个脉冲阀(每个旋转喷 吹装置设置一个脉冲阀)。
10个脉冲阀的启动顺序为交错对角的方式。喷吹顺 序如图3。
图3 脉冲阀的喷吹顺序
清灰脉冲阀的喷吹顺序为1→8→2→9→3→10→6→4→7→5,时间设定值为:电磁阀打开时间为200ms, 每个通路上10个电磁阀的每一次打开时间间隔,慢速为 30s。正常为20s,快速为2s,每个单独的通路可以选择 自动或者手动控制脉冲空气清灰(见表2)。
设置点的压差 | 脉冲时间 | 脉冲间隔 |
无清洁(≤0.8kPa) | N/A | N/A |
慢速清洁(0.8~1.20kPa) | 200ms | 20~120s(实际值30s) |
正常清洁(1.21~1.50kPa) | 200ms | 5~60s(实际值20s) |
快速清洁(>1.51kPa) | 200ms | 1~5s(实际值2s) |
采取以上脉冲清灰频率方式,既能保证除尘器压差 正常,也能节省气源,同时保证了滤袋的正常使用寿 命。
3 结语
针对袋式除尘器在运行过程中存在的缺陷及环保节 能要求,对滤袋除尘器的滤袋选型、更换滤袋、预涂层 方面有效控制,对运行中防止滤袋“烧袋”“糊袋”采 取了必要防护措施;同时兼顾节能调整,对罗茨风机实 现变频和清灰控制方式合理优化,实现了袋式除尘器长 周期平稳运行的目的。在保证袋式除尘器除尘效率的前 提下实现了节能减排的目的,对同类机组使用袋式除尘 器具有借鉴价值。