胡 笳,夏勇軍,傅勇為

（1安徽欣創(chuàng)節(jié)能環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆?馬鋼股份有限公司熱電總廠，安徽馬鞍山，243000）

1 引言

在實(shí)際工程應(yīng)用中，袋式除塵器存在阻力偏高、濾袋磨損等現(xiàn)象，增加了其運(yùn)行成本。本文針對(duì)該現(xiàn)象，以某鋼鐵企業(yè)熱電廠袋式除塵器改造為例分析其存在的問題及改造方法。

2 問題概況

某鋼鐵企業(yè)熱電廠有3臺(tái)固態(tài)排渣煤粉爐鍋爐，尾氣處理系統(tǒng)均為袋式除塵器，設(shè)計(jì)煙氣量為50萬m3/h，但在兩臺(tái)除塵器的使用中實(shí)際煙氣量大大超出了設(shè)計(jì)煙氣量。系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)濾袋破損率較高、濾袋壽命短、系統(tǒng)阻力偏大的問題，其中2#鍋爐袋式除塵器于2007年投運(yùn)至2009年整體更換濾袋，整批濾袋更換后仍然是這種狀況?？傮w看濾袋壽命均未達(dá)到使用要求，造成頻繁停爐、排放超標(biāo)。對(duì)各方面情況分析研究后，認(rèn)為需對(duì)2#爐除塵器進(jìn)行擴(kuò)容改造、改變?cè)瓰V袋運(yùn)行工況，解決實(shí)際運(yùn)行中發(fā)生的問題。

3 工況介紹

3.1 設(shè)備概況

2#鍋爐型式為SG220、9.8-M295型倒U型布置固態(tài)排渣煤粉爐，配兩套鋼球磨中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)，Ф6700回轉(zhuǎn)式空預(yù)器，系統(tǒng)詳細(xì)信息見表1。

表12#鍋爐燃煤系統(tǒng)信息

3.2 燃料概況

根據(jù)該廠工藝條件，燃料采用煤粉和高爐煤氣混燒的方式，該方式有可能引起鍋爐排煙溫度波動(dòng)，高于正常燃煤鍋爐。

3.2.1燃煤

燃煤設(shè)計(jì)煤種為混煤，產(chǎn)地山東棗莊；校核煤種為混煤，產(chǎn)地淮北。

煤質(zhì)分析見表2，元素分析見表3。

表2 煤質(zhì)分析

表3元素分析

3.2.2 高爐煤氣

現(xiàn)最大摻燒量為 2.2～2.4×104m3/h，高爐煤氣的成分及組成見表4。

表4 高爐煤氣成分分析

3.3 飛灰分析

（1）飛灰成分分析

飛灰主要成分為二氧化硅（SiO2）和三氧化二鋁（Al2O3），詳細(xì)組成見表 5。

表5 飛灰成分分析 %

（2）粒徑分析

飛灰粒徑分布見表6。

表6 飛灰粒徑分布

4 問題分析

改造前除塵器存在的問題為：濾袋壽命較短、系統(tǒng)阻力偏大。改造前除塵器結(jié)構(gòu)見圖1，采用前端進(jìn)風(fēng)、在線清灰方式，氣流從前側(cè)進(jìn)入除塵器后經(jīng)濾袋過濾穿過花板經(jīng)上箱體排出。除塵器內(nèi)濾袋底部距灰斗2.8 m，箱體內(nèi)氣流流動(dòng)示意見圖2。問題主要原因分析有三點(diǎn)：

圖1 改造前除塵器結(jié)構(gòu)

圖2 除塵器內(nèi)氣流流動(dòng)

（1）過濾風(fēng)速較大。該袋式除塵器原設(shè)計(jì)過濾風(fēng)速為 1.10 m/min（工況煙氣量 50萬 m3/h時(shí)）；由于摻燒高爐煤氣實(shí)際工況煙氣量55萬m3/h以上，該除塵器實(shí)際過濾風(fēng)速為1.21 m/min，這個(gè)數(shù)值已經(jīng)超過了設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。對(duì)于袋式除塵器來說，過濾風(fēng)速的選取，對(duì)保證除塵效果、確定除塵器的型號(hào)和占地面積，除塵系統(tǒng)的總投資，乃至除塵器的長(zhǎng)期穩(wěn)定的可靠運(yùn)行，具有關(guān)鍵性的作用。大型燃煤鍋爐煙氣袋式除塵器的過濾風(fēng)速不得高于1.2 m/min；一般設(shè)計(jì)人員基本將袋式除塵器的過濾風(fēng)速控制在1.1 m/min以下。但我們從經(jīng)濟(jì)性、適用性等多重角度考慮要求將過濾風(fēng)速控制在0.8～1.0 m/min之間。

（2）二次返混現(xiàn)象嚴(yán)重。除塵器內(nèi)氣流分為兩股，一部分從濾袋區(qū)向后移動(dòng)，一部分從袋底與灰斗間的通道向后移動(dòng)，由于濾袋區(qū)阻力較大，會(huì)造成下部氣流流量分配較大，若按1:2計(jì)算，濾袋下方通道流過的氣流流量為33萬m3/h，端部平均氣流流速為3.1 m/s（通道截面按2.8×10.5 m計(jì)算），主射流區(qū)速度遠(yuǎn)大于3.0 m/s。該流動(dòng)方式將直接作用于清灰過程中前段濾袋掉落的粉塵卷吸向除塵器后部移動(dòng)，形成較強(qiáng)的二次返混，使得后部過濾濃度持續(xù)升高，影響除塵器運(yùn)行阻力。

（3）末端含塵氣流流速較高。運(yùn)行過程中濾袋袋底與灰斗形成了氣流通道，由于氣流運(yùn)動(dòng)中動(dòng)壓和靜壓的作用[1]造成通道末端氣流流量增大，進(jìn)而加劇了除塵器末端的濾袋沖刷，減小了濾袋的使用壽命。

5 解決措施

針對(duì)分析的原因，改造后除塵器見圖3，采用的措施主要有三點(diǎn)：

（1）增加過濾面積。增加了576條濾袋，過濾面積增加了2025.7 m2，過濾風(fēng)速降低至0.87 m/min，達(dá)到除塵器過濾風(fēng)速設(shè)計(jì)值。

（2）調(diào)整原除塵器尾部結(jié)構(gòu)，見圖3中區(qū)域1。將除塵器出風(fēng)喇叭口改為梯形過濾倉(cāng)室，底部為傾斜壁板，粉塵沖刷至末端后，先作用在傾斜擋板上，經(jīng)緩沖后再接觸區(qū)域1中的濾袋，減弱了含塵煙氣對(duì)濾袋的磨損。

（3）改變上箱體結(jié)構(gòu)，見圖3中區(qū)域2。增加上箱體容積，通過提高花板上方空間內(nèi)壓力的分布改變除塵器內(nèi)氣流分配，減弱含塵氣體對(duì)濾袋的作用。

圖3 改造后除塵器結(jié)構(gòu)

6 小結(jié)

該除塵器從2011年6月改造完畢后，經(jīng)安徽新力電業(yè)科技咨詢有限責(zé)任公司檢測(cè)，排放濃度為24.62 mg/m3，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)；濾袋至今無破損情況，除塵器阻力保持在1200 Pa以下，運(yùn)行情況穩(wěn)定。但改造后除塵器存在末端倉(cāng)室灰斗負(fù)荷較高的現(xiàn)象，需進(jìn)一步分析驗(yàn)證。

[1]孫一堅(jiān),沈恒根.工業(yè)通風(fēng)(第四版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2010年.P165-166.