成宏偉

(山東省兗礦國宏化工有限責(zé)任公司,山東濟(jì)寧 273512)

淺析 XLDM型脈沖袋式除塵器在 CFB鍋爐上的應(yīng)用

成宏偉

(山東省兗礦國宏化工有限責(zé)任公司,山東濟(jì)寧 273512)

介紹了兗礦國宏化工公司 2臺 160 t/h CFB鍋爐配套 XLDM-5700型袋式除塵器的實(shí)際運(yùn)行情況,從除塵效率、噴吹方式、運(yùn)行能耗等方面分析了袋式除塵器的性能,并總結(jié)出 XLDM型袋式除塵器最佳運(yùn)行方式。

低壓脈沖;袋式除塵器;在線清灰;離線清灰;噴吹

0 引言

布袋除塵器是治理粉塵污染的新型環(huán)保設(shè)備,具有除塵效率高、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。脈沖袋式除塵器是以壓縮空氣作為清灰動力的。利用脈沖噴吹機(jī)構(gòu)在瞬間放出壓縮空氣,誘導(dǎo)數(shù)倍的二次空氣高速射入濾袋,使濾袋急劇膨脹、內(nèi)部壓力驟增,依靠沖擊振動和反向氣流進(jìn)行清灰。兗礦國宏化工公司 2臺 160 t/h CFB鍋爐配套 XLDM-5700型脈沖袋式除塵器,2007年 1月投運(yùn),截至 2008年12月底為止,已累計(jì)運(yùn)行 13000 h,期間除塵器運(yùn)行穩(wěn)定,除塵效率高,出口煙塵濃度為 20mg/m3,遠(yuǎn)低于國家要求排放標(biāo)準(zhǔn) (本文煙氣量均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)值)。布袋除塵器采用灰斗側(cè)上部進(jìn)風(fēng)、外濾式逆噴低壓脈沖清灰方式。

1 XLDM型袋式除塵器簡介

XLDM-5700型袋式除塵器主要由上箱體、中箱體、灰斗、支腿框架、濾袋組件、噴吹清灰裝置、離線裝置、旁路系統(tǒng)及檢測、控制系統(tǒng)等部分組成。上箱體是凈氣室,在中箱體內(nèi)安裝濾袋組件。上箱體、中箱體之間由花板隔開。系統(tǒng)采用 PLC控制,可完成就地、遠(yuǎn)程操作。清灰采用定壓、定時(shí)運(yùn)行方式,可在任何運(yùn)行方式下實(shí)現(xiàn)在、離線噴吹。該袋式除塵器在正常運(yùn)行中,可實(shí)現(xiàn)離線檢修。XLDM-5700型袋式除塵器技術(shù)參數(shù)見表 1。

2 工作原理

含塵煙氣由導(dǎo)流板進(jìn)入 XLDM-5700型袋式除塵器各單元灰斗,在灰斗導(dǎo)流系統(tǒng)的引導(dǎo)下,大顆粒粉塵分離后直接落入灰斗,其余粉塵隨氣流進(jìn)入中箱體濾袋過濾區(qū),一定顆粒的粉塵在濾袋外表面被捕捉。過濾后的凈煙氣經(jīng)上箱體排出,然后經(jīng)由鍋爐引風(fēng)機(jī)排出煙囪。

隨著過濾工況的進(jìn)行,濾袋外表面的粉塵不斷增加,設(shè)備阻力隨之上升。當(dāng)設(shè)備阻力上升到一定值時(shí),由控制裝置按設(shè)定程序控制各個(gè)單元清灰,打開電磁脈沖閥噴吹,清除濾袋上的粉塵。每條濾袋噴吹持續(xù)的時(shí)間極短,約 0.1～0.2 s,噴吹時(shí)脈沖閥利用雙膜片閥來達(dá)到快速的反應(yīng)時(shí)間。正常情況下,集氣管內(nèi)的壓縮空氣壓迫觸發(fā)膜片和主膜片使電磁脈沖閥保持關(guān)閉狀態(tài),當(dāng)除塵器進(jìn)、出口總壓差達(dá)到噴吹壓差時(shí),在電磁閥的激勵下,觸發(fā)膜片兩側(cè)產(chǎn)生壓差,則觸發(fā)膜片抬起,此刻主膜片一側(cè)空氣會泄出,因此,主膜片兩側(cè)也產(chǎn)生壓差。在壓差作用下主膜片抬起,集氣管內(nèi)壓縮空氣進(jìn)入噴吹管,在噴吹管的引導(dǎo)下進(jìn)入濾袋。在濾袋中快速下沖的壓縮氣流,形成了濾袋相對袋籠的突然徑向變形使得濾袋外表面積聚的灰塵脫落。電磁脈沖閥在不激勵狀態(tài)時(shí),空氣泄出口關(guān)閉,氣壓將膜片復(fù)位,電磁脈沖閥關(guān)閉。就這樣,布袋除塵器控制系統(tǒng)依據(jù)進(jìn)出口總壓差發(fā)出噴吹指令,完成濾袋的循環(huán)噴吹。

表 1 XLDM-5700型袋式除塵器主要技術(shù)參數(shù)

3 性能特點(diǎn)

(1)噴吹壓力低、能耗低。XLDM型布袋除塵器采用低壓脈沖噴吹技術(shù)。噴吹系統(tǒng)使用淹沒式低壓脈沖閥,在保證清灰效率的前提下,噴吹壓力為0.15～0.3MPa,由于噴吹氣源壓力的降低,有效減小了濾袋的磨損,延長了濾袋使用壽命。同時(shí)由于清灰效果好,清灰周期延長,減少了噴吹次數(shù),降低了噴吹氣體的能耗,保證了除塵器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

(2)除塵效率高。脈沖袋式除塵器的除塵效率可高達(dá) 99.98%。采用分室脈沖反吹清灰方式,避免了粉塵被反復(fù)吸附的現(xiàn)象,提高了脈沖噴吹清灰的效果,降低了布袋阻力。同時(shí),由于國家對電廠環(huán)保的要求越來越高,特別是對 SO2排放量控制標(biāo)準(zhǔn)的提高,要求電廠燃用含硫量較低的煤種,使燃煤飛灰的比電阻提高,采用袋式除塵器的除塵效果較好。這是因?yàn)榇匠龎m器對粉塵特性如比電阻、化學(xué)成分等參數(shù)不敏感,對于一定進(jìn)口濃度范圍的不同煙氣的除塵效率很穩(wěn)定。

(3)氣流穩(wěn)定,分布均勻。煙氣在進(jìn)入脈沖袋式除塵器后即由進(jìn)風(fēng)總管內(nèi)的導(dǎo)流板引導(dǎo)分別進(jìn)入各灰斗進(jìn)風(fēng)管,煙氣流量可由各過濾室壓力自行控制,壓力低的過濾室煙氣流量將較大。因此,一旦 1個(gè)過濾室的壓差過大,更多的煙氣將會移至其他過濾室,直到各過濾室壓差相似。

(4)易損件故障率低。噴吹機(jī)構(gòu)中的脈沖閥,是布袋除塵器最易受損的部件,當(dāng)采用低壓噴吹時(shí),脈沖閥使用壽命延長,可靠性提高。由于噴吹壓力低 (0.15～0.3MPa),脈沖閥膜片承受的壓力和啟閉時(shí)的沖擊力較低。同時(shí),由于清灰周期較長,脈沖閥開啟次數(shù)相應(yīng)減少,從而延長了脈沖閥的使用壽命,提高了脈沖閥的使用可靠性。

(5)拆檢方便、密封性能好。XLDM型布袋除塵器濾袋裝拆方便,固定可靠。濾袋采用上部抽裝方式:換袋時(shí),從凈氣室抽出濾袋袋籠,隨同袋籠將濾袋抽出;濾袋密封好,濾袋靠袋口的彈性脹圈固定在花板孔上,固定牢固,密封性好。

(6)操作控制方便。采用先進(jìn)的 PLC控制系統(tǒng),允許全自動和個(gè)別手動操作,使用壓差或定時(shí)兩種控制方式,同時(shí)可以采用離線和在線兩種噴吹方式,可靠性高,便于運(yùn)行人員操作。

4 噴吹方式試驗(yàn)

4.1 噴吹試驗(yàn)

XLDM-5700型袋式除塵器既可采用離線噴吹清灰方式,又可采用在線噴吹清灰方式。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行檢測數(shù)據(jù),同時(shí)設(shè)定除塵器為定壓運(yùn)行方式,噴吹壓差上限為 1000 Pa,進(jìn)行了XLDM型布袋除塵器在、離線運(yùn)行的試驗(yàn),并根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制在線噴吹與離線噴吹運(yùn)行趨勢 (見圖 1)。

圖 1 XLDM袋式除塵器在、離線噴吹方式比較

從圖 1可以看出,在線噴吹時(shí) XLDM袋式除塵器進(jìn)、出口總壓差上升趨勢比離線噴吹時(shí)進(jìn)、出口總壓差上升趨勢斜率較大,也就是說在相同運(yùn)行時(shí)間內(nèi),在線噴吹狀態(tài)布袋除塵器壓差較離線噴吹狀態(tài)下壓差上升得快。

當(dāng)進(jìn)行噴吹方式試驗(yàn)時(shí),在集中控制室通過鍋爐DCS控制系統(tǒng)可以監(jiān)測到:在線噴吹時(shí)鍋爐負(fù)壓基本不受影響;離線噴吹時(shí)鍋爐負(fù)壓最大波動范圍在 ±50 Pa之間,沒有危及鍋爐的安全運(yùn)行。

4.2 結(jié)果分析

(1)離線噴吹方式。即除塵器各倉室噴吹清灰時(shí),對應(yīng)倉室提升閥關(guān)閉噴吹方式,阻止了煙氣的流動,減少了煙氣對噴吹氣流的擾動,噴吹氣流強(qiáng)度不會受到影響,避免了粉塵被反復(fù)吸附的現(xiàn)象,提高了清灰效果。但離線噴吹方式在一定程度上會影響鍋爐負(fù)壓,影響鍋爐爐內(nèi)氣流,同時(shí),由于氣動提升閥的開關(guān)動作較在線噴吹時(shí)頻繁,所以對閥門密封性和可靠性提出了較高的要求。

(2)在線噴吹方式。即除塵器各個(gè)倉室噴吹清灰時(shí),對應(yīng)倉室提升閥不關(guān)閉噴吹方式。煙氣與噴吹氣流呈混合對流狀態(tài),這種噴吹方式對鍋爐負(fù)壓影響較小,同時(shí)由于氣動提升閥在正常運(yùn)行中基本不動作,所以故障率大大減小。但在線噴吹清灰時(shí),對應(yīng)倉室的煙氣并沒有完全隔絕,所以向上流動的煙氣會對噴吹氣流造成一定的擾動,影響了噴吹氣流強(qiáng)度,進(jìn)而影響噴吹效果。同時(shí),在線噴吹時(shí),由于粉塵清理不徹底,粘結(jié)在濾袋上的粉塵層較離線噴吹時(shí)厚,所以濾袋前后壓差上升較快,也就是說增加了噴吹次數(shù),進(jìn)而增大了濾袋磨損和耗氣量。

綜合考慮,兗礦國宏化工公司 XLDM-5700型袋式除塵器采用離線噴吹清灰方式較為經(jīng)濟(jì)、可靠。但對于其他機(jī)組鍋爐,應(yīng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況,前提是除塵器的任何噴吹方式都要保證鍋爐爐膛壓力在正常范圍內(nèi)波動,保證鍋爐安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

5 注意事項(xiàng)

雖然袋式除塵器擁有除塵效率高、運(yùn)行維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn),但是這并不意味著袋式除塵器盡善盡美,在實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)注意以下問題:

(1)煙氣濕度。由于布袋除塵器工作原理及濾袋的特殊材質(zhì),所以對煙氣濕度有一定要求。如果鍋爐煙氣濕度高、黏性大,會對濾袋工作造成一定影響,甚至發(fā)生濾袋堵塞現(xiàn)象,故在鍋爐點(diǎn)火或發(fā)生爆管時(shí),要及時(shí)將除塵器切換至旁路系統(tǒng)。

(2)煙氣溫度。煙氣溫度長時(shí)間超過濾袋所允許上限溫度,會對濾袋壽命造成較大的影響,因此,在實(shí)際運(yùn)行中,應(yīng)該密切監(jiān)視鍋爐排煙溫度。

(3)氣源。XLDM布袋除塵器離線裝置和旁路系統(tǒng)的提升閥、旁通閥在氣源中斷時(shí)會自行關(guān)閉,進(jìn)而危及鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。所以,在正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)制訂相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

(4)積灰。在事故狀態(tài)下,通過旁路閥走煙氣,則進(jìn)口水平煙道中易積灰,并堵塞煙道。

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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

成宏偉 (1981-),男,寧夏固原人,本科,助理工程師,主要從事熱電廠鍋爐、汽輪機(jī)運(yùn)行技術(shù)管理工作。E-mail:ykchw1981@sohu.com