提高循環(huán)流化床鍋爐電除塵效率的措施

王 軍

（中國(guó)石油錦西石化公司，遼寧 葫蘆島 125001）

1 前言

循環(huán)流化床（CFB）鍋爐技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的新一代高效、低污染清潔燃燒技術(shù)。燃料與脫硫劑在爐內(nèi)經(jīng)過(guò)多次循環(huán)，反復(fù)進(jìn)行低溫燃燒和脫硫反應(yīng)，不但能達(dá)到低NOX排放和實(shí)現(xiàn)對(duì)SO2排放的控制，而且CFB鍋爐還具有燃燒效率高、燃料適應(yīng)性強(qiáng)、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此，近年來(lái)大型CFB鍋爐在國(guó)內(nèi)電廠鍋爐中得到了較快發(fā)展。

CFB鍋爐與煤粉鍋爐相比，由于燃燒方式、燃料粒徑等有很大區(qū)別，加之CFB鍋爐在爐內(nèi)進(jìn)行噴鈣脫硫，使排煙特性發(fā)生變化。循環(huán)流化床鍋爐煙塵有3個(gè)明顯的特點(diǎn)：①比電阻升高，容易產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象；②進(jìn)口含塵量大，容易產(chǎn)生電暈封閉；③灰塵黏度增大，細(xì)粉塵多容易造成陽(yáng)極板和陰極線沾灰。

錦西石化熱電公司二期有3臺(tái)哈鍋220 t/hCFB鍋爐，配套3臺(tái)鞍山環(huán)保105 m2靜電除塵器。設(shè)備投產(chǎn)以來(lái)，我們實(shí)施了一系列的技術(shù)措施，有效的提高了電除塵效率。

2 采取的技術(shù)措施

熱電公司電除塵器2003年全面投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，發(fā)現(xiàn)影響效率的主要問(wèn)題有：電暈線肥大和陽(yáng)極板粉塵堆積、高壓短路、本體結(jié)構(gòu)缺陷，針對(duì)這些問(wèn)題，幾年來(lái)陸續(xù)實(shí)施了相應(yīng)的技術(shù)措施加以解決，取得了良好的效果。

2.1 針對(duì)電暈線肥大和陽(yáng)極板粉塵堆積的技術(shù)措施

電暈線越細(xì)，產(chǎn)生的電暈越強(qiáng)烈，但因在電暈極周圍的離子區(qū)有少量的粉塵粒子獲得正電荷，便向負(fù)極性的電暈極運(yùn)動(dòng)并沉積在電暈線上，若粉塵的粘附性很強(qiáng)，不容易振打下來(lái)，于是電暈線的粉塵越積越多，即電暈線變粗，大大地降低電暈放電效果，這就是電暈線肥大；粘附性很強(qiáng)的粉塵有時(shí)還會(huì)在陽(yáng)極板上堆積起來(lái)。以上兩種情況都會(huì)使除塵效率降低。其產(chǎn)生的原因主要有以下幾方面：①除塵器低負(fù)荷或停止運(yùn)行時(shí)電除塵的溫度低與露點(diǎn)，水或硫酸凝結(jié)在塵粒之間及塵粒與電極之間，使其表面溶解，當(dāng)除塵器再次運(yùn)行時(shí)，溶解的物質(zhì)凝固或結(jié)晶，產(chǎn)生很大的附著力。熱電公司為滿足環(huán)保要求，經(jīng)常停爐后繼續(xù)運(yùn)行電除塵，造成積灰和腐蝕。②CFB鍋爐的粉塵的粘附性強(qiáng)，易于附著極板極線而不易分離。③漏風(fēng)使冷空氣從人孔門、煙道、膨脹節(jié)、絕緣套管等處進(jìn)入電場(chǎng)，不僅會(huì)增加煙氣處理量，而且會(huì)由于溫度下降出現(xiàn)結(jié)露，引起電暈極結(jié)灰肥大、絕緣套管爬電和腐蝕等后果。④振打強(qiáng)度不夠或振打故障，造成電暈線肥大和陽(yáng)極板粉塵堆積，影響電流電壓的升高。我們?cè)谌粘?shí)踐中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電流電壓明顯降低，調(diào)整控制器不起作用時(shí)，暫停電場(chǎng)一段時(shí)間（振打繼續(xù)運(yùn)行）重新投入后電流電壓明顯升高，而后運(yùn)行參數(shù)又會(huì)返回原來(lái)狀態(tài)，充分說(shuō)明振打強(qiáng)度不夠。二期電除塵采用的是頂部振打，振打力的不足及其易衰減、振打周期的原始設(shè)定未優(yōu)化、振打控制器的高故障率等原因造成積灰不易清除。

通過(guò)以上原因分析，我們從兩方面進(jìn)行解決。

（1）采取措施減少除塵器本體漏風(fēng)。除塵器漏風(fēng)不僅會(huì)造成電暈線肥大和陽(yáng)極板粉塵堆積，更會(huì)使煙塵流量增加，根據(jù)多依奇效率公式漏風(fēng)增加了公式中的Q值，從而使效率η值降低；電除塵器本體頂部加熱室區(qū)域、人孔門部分是漏風(fēng)的主要方面，因此，通過(guò)對(duì)頂部振打穿頂套管加裝丁橡膠防雨帽、對(duì)頂部面板內(nèi)外層做防腐保溫解決腐蝕問(wèn)題、對(duì)加熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行閉路循環(huán)等措施來(lái)解決本體頂部加熱室區(qū)域的漏風(fēng)；對(duì)于人孔門密封，舍棄傳統(tǒng)的石棉繩，采用性能優(yōu)良的硅橡膠圈；另外，加強(qiáng)對(duì)膨脹節(jié)、入口煙道以及灰斗部分的檢查，及時(shí)處理漏點(diǎn)。

（2）優(yōu)化頂部振打。收集到的粉塵最終要靠振打來(lái)清除。振打是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。通過(guò)完善振打的控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和靈活性，通過(guò)合理設(shè)置振打周期及振打力度來(lái)控制積灰和二次揚(yáng)塵。優(yōu)化頂部振打：一方面更新升級(jí)了振打的控制系統(tǒng)；原頂部振打控制器運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)自檢時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法可靠啟動(dòng)，上位機(jī)程序易出現(xiàn)故障，運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)判斷混亂。對(duì)該系統(tǒng)升級(jí)為PT－PLC（觸摸屏－可編程控制器）后，運(yùn)行可靠，可實(shí)現(xiàn)靈活控制。另一方面，我們根據(jù)運(yùn)行實(shí)際，依據(jù)前兩個(gè)電場(chǎng)的振打周期T值少，振打力小，后兩個(gè)電場(chǎng)振打周期T取大值，振打力大的原則對(duì)振打的周期和力度進(jìn)行了試驗(yàn)確定。通過(guò)電除塵停運(yùn)后的內(nèi)部檢查，措施實(shí)施后，有效的解決了電暈線肥大和陽(yáng)極板粉塵堆積問(wèn)題。

2.2 針對(duì)高壓短路的措施

高壓短路直接影響電除塵運(yùn)行參數(shù)，發(fā)生高壓完全短路后，二次電流I2上升，二次電壓U2＝0，相應(yīng)的電場(chǎng)失去除塵作用，高壓短路對(duì)電除塵運(yùn)行效率影響最大。熱電公司電除塵器出現(xiàn)高壓短路的原因有：①電場(chǎng)內(nèi)極板、極線完全短路或積灰短路、高壓電纜對(duì)地?fù)舸＂陔妶?chǎng)或陰極絕緣瓷瓶嚴(yán)重受潮或進(jìn)水絕緣降低，造成高壓短路。高壓瓷瓶破裂。③變壓器故障。

解決電除塵高壓短路，我們采取的措施有：①加強(qiáng)對(duì)變壓器的維護(hù)，更換易損部件。②對(duì)電除塵的頂部加熱裝置進(jìn)行了更新，提高其密封等級(jí)；頂部加熱風(fēng)機(jī)風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，減少外界冷空氣進(jìn)入加熱室。③對(duì)頂部的四點(diǎn)開關(guān)進(jìn)行了更新，做到良好密封，絕緣瓷瓶定期清潔。④對(duì)輸灰系統(tǒng)進(jìn)行了改造。為避免灰斗積灰而造成灰短路，我們給灰斗加裝料位計(jì)以監(jiān)視高料位，給輸灰系統(tǒng)增加了一條母管以提高出力，給灰斗加裝伴熱系統(tǒng)和完善灰斗倉(cāng)振器以強(qiáng)化落灰能力。

2.3 針對(duì)本體缺陷的措施

由于鍋爐排煙溫度超過(guò)電除塵的設(shè)計(jì)值，以及電除塵極板極線膨脹余量過(guò)小，使電除塵器極板極線變形；設(shè)計(jì)原因?qū)е禄叶烽g凸臺(tái)的存在；極板極線安裝間距不合要求等本體缺陷導(dǎo)致除塵效率始終無(wú)法升高。本體的這些缺陷直接的影響是陰陽(yáng)級(jí)的間距。

我公司的電除塵器是針對(duì)CFB鍋爐粉塵較高比電阻、高入口粉塵濃度以及粘性大的特點(diǎn)選用的，其主要特點(diǎn)之一為同級(jí)間距的確定。在平均電場(chǎng)強(qiáng)度相同的情況下，間距從 400 mm下降，對(duì)除塵效率的影響是比較大的，見圖1。

圖1 平均場(chǎng)強(qiáng)對(duì)除塵效率的影響

陰陽(yáng)級(jí)的間距保證措施：

（1）電除塵同電場(chǎng)有兩個(gè)積灰斗，灰斗間有一道250 mm寬的凸臺(tái)，該凸臺(tái)距離陰極底部固定框架最近處有300 mm間距，該處積灰會(huì)造成陰極對(duì)地間距變小甚至短路，該處的改造方案經(jīng)過(guò)對(duì)比論證，選用了2010年大修時(shí)對(duì)二期6號(hào)電除塵的改造方案。即對(duì)陰極底部固定框架在灰斗間凸臺(tái)正上部分的槽鋼進(jìn)行處理，增高凸臺(tái)與框架的間距。

（2）對(duì)膨脹問(wèn)題進(jìn)行處理。由于鍋爐排煙溫度較設(shè)計(jì)值增加了 50 ℃以上，使電場(chǎng)中的極板極線發(fā)生了變形，經(jīng)檢查板線間距最小值甚至只有145 mm。因此，在對(duì)變形的極板極線進(jìn)行校正后，每個(gè)電場(chǎng)除了4排用來(lái)懸吊的極板極線外，其余極板極線下部固定框架的膨脹余量進(jìn)行了加大。

（3）每次電除塵大修，均對(duì)間距進(jìn)行重新調(diào)整，滿足同級(jí)間距400±10 mm的要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上技術(shù)措施，有效的提高了熱電公司循環(huán)流化床（CFB）鍋爐電除塵效率，煙塵排放由300 mg/Nm3降到目前的不足100 mg/Nm3，運(yùn)行穩(wěn)定性也得以極大的提高。

1 黎在時(shí).電除塵器的選型安裝與運(yùn)行管理［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2005.7

2 中國(guó)石油錦西石化熱電公司電除塵操作規(guī)程

3 何立波等.影響靜電除塵器效率的控制因數(shù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2004.7

4 朱貴樵.保持高效靜電除塵器除塵效率的研究［J］.湖北電力，1999（2）

5 張殿印、張學(xué)義.除塵技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2002