TDB高效電袋組合除塵器在CFB鍋爐的應(yīng)用

劉福榮，余運節(jié)

(1.神華鄂爾多斯煤制油分公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209；2.浙江天潔環(huán)境科技股份有限公司 浙江 諸暨 311800)

TDB高效電袋組合除塵器在CFB鍋爐的應(yīng)用

劉福榮1，余運節(jié)2

(1.神華鄂爾多斯煤制油分公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209；2.浙江天潔環(huán)境科技股份有限公司 浙江 諸暨 311800)

通過分析TDB高效電袋組合除塵器在鄂爾多斯某熱電生產(chǎn)中心3×440t/h循環(huán)流化床（CFB）鍋爐安裝運行后的顯著除塵效果，介紹了除塵器選型的依據(jù)和過程，以及除塵設(shè)備的結(jié)構(gòu)和特點、關(guān)鍵技術(shù)、運行狀況等，為大型流化床鍋爐選用除塵器提供了借鑒。

CFB鍋爐;電袋組合除塵器;排塵濃度

鄂爾多斯某煤制油分公司熱電生產(chǎn)中心3臺440t/hCFB高溫高壓鍋爐+2×100MW直接空冷機組，為世界上第一個煤直接液化項目提供所需的蒸氣、電力和除鹽水，鍋爐主要燃用煤制油過程中產(chǎn)生的油渣和洗煤廠的洗中煤、細煤泥。2007年10月6日，3臺高壓鍋爐和2臺機組全部投產(chǎn)。3臺鍋爐選用TDB高效復(fù)合電袋組合除塵器，通過3年的運行表明，除塵效果顯著，達到國家環(huán)保要求，并為大型循環(huán)流化床鍋爐除塵器的選型提供了依據(jù)。

1 鍋爐燃料狀況

鍋爐為高溫高壓、單鍋筒橫置式，單汽包，單爐膛，膜式水冷壁，自然循環(huán)，全鋼架π型布置全懸吊的封閉結(jié)構(gòu)。鍋爐設(shè)計煤種為油灰渣 : 洗中煤＝1:1的混煤；校核煤種1為油灰渣 : 洗中煤＝3:2的混煤；校核煤種2為洗中煤。煤種的元素分析見表1，燃煤粒徑0～10mm，其中d50≈2.0mm。鍋爐按添加石灰石脫硫設(shè)計，石灰石通過氣力輸送經(jīng)二次風(fēng)口送入爐膛或落煤管下部播煤風(fēng)口進入爐膛，脫硫效率為90%[3]。

表1 鍋爐設(shè)計燃料分析數(shù)據(jù)

2 除塵器選型

根據(jù)可行性研究報告，由于環(huán)保達標(biāo)要求除塵器出口排塵濃度不大于50mg/Nm3，即除塵效率應(yīng)到達99.87%。通過設(shè)計的燃料在西安熱工院1MWCFB鍋爐試燒表明，CFB鍋爐由于石灰石的加入，導(dǎo)致飛灰比電阻值增加。混合燃料中，油渣含量為50%，Ca/S=2.2，床溫880℃條件下添加石灰，在150℃時飛灰比電阻值分別為4.20×1012Ω·cm,飛灰粒極細，中位粒徑約為7μm[2]，是除塵設(shè)備選型的技術(shù)依據(jù)。

（1）一般來說，電除塵器不適合做流化床爐的除塵器。從設(shè)計或校核煤種看，150℃時飛灰比電阻值分別為4.20×1012Ω·cm，超過了電除塵最適合的104～1011Ω·cm的比電阻范圍。

（2）鍋爐運行時，要選用生石灰做脫硫劑，由于生石灰較石灰石投入量大，除塵器入口含塵濃度加大，因此若選用布袋除塵器，則濾袋的壽命很低。

（3）雖然煙氣中SiO2及Al2O3的總含量為50%～60%，并不算太高，但因其粒徑在1～2μm及以下，電除塵器很難捕捉，因而增大了出口排放濃度，從理論上計算，要用7個常規(guī)電場的電除塵器才可能達到排放濃度≤50mg/Nm3的要求。

（4）電除塵器造價較高。當(dāng)比集塵面積大于140.3S/m時，理論上計算電除塵器的出口濃度會≤50mg/Nm3，出口濃度要達到≤50mg/Nm3，采用加長電場的電除塵器，其初始投資及運行費用都相當(dāng)可觀。

（5）選用電袋組合型除塵器，布袋的壽命有所保證，出口排放濃度在30mg/Nm3左右，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，清灰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單適用，無閥門，維護費用低；無需設(shè)置啟動旁路；工程建設(shè)綜合投資低，設(shè)備運行費用也較電除塵器低，年平均折算綜合費用低于其它兩種除塵器。

針對該廠鍋爐除塵器的選配，進行認真分析比較后，認為選配電袋組合型臥式除塵器的性價比最高。根據(jù)該廠預(yù)留的除塵器位置，灰分的比電阻大的特點，選用1臺雙室二電場靜電除塵器加雙室布袋除塵器。

3 TDB高效電袋組合除塵器設(shè)備結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)指標(biāo)

TDB高效電袋組合除塵器是浙江某環(huán)境科技股份有限公司的專利產(chǎn)品，主要結(jié)構(gòu)由電除塵器、布袋除塵器和電氣控制等部分組成。

（1）電除塵器型式為YSC系列，并利用模型對除塵器出口氣流進行模擬和測試，對出口氣流分布進行優(yōu)化設(shè)計，保證電除塵器的除塵效果。除塵效率80%～95%，本體阻力≤250Pa，同極間距400mm，陽極板形式480C型，陰極線型式—BS型新型芒刺線，陽極采用側(cè)傳動重錘式側(cè)面振打，陰極采用頂部傳動重錘式側(cè)面振打，高壓直流電源為GGAJ02－1.2A/72kV。

（2）布袋除塵器分為對稱的數(shù)個室，每個室可以實現(xiàn)在線檢修并具有在線、離線及手動三種清灰方式。過濾風(fēng)速0.9～1.6m/min; 設(shè)備阻力800～1200Pa，濾袋材質(zhì)為PPS（或PPS+P84或PTFE覆膜），噴吹閥型式為3寸湮沒式脈沖閥，噴吹壓力0.25M～0.35MPa。

（3）TDB高效電袋除塵系統(tǒng)采用上位機管理，CRT畫面顯示，集中控制系統(tǒng)包括高、低壓設(shè)備的運行控制，振打控制，電加熱器的恒溫控制，電機振打最優(yōu)化控制，布袋除塵系統(tǒng)噴吹控制等。中央集中控制系統(tǒng)為一閉環(huán)控制系統(tǒng)，由系統(tǒng)主計算機，高低壓控制裝置組成。除塵系統(tǒng)在除塵控制室進行集中控制。高壓直流供電裝置的自動控制采用微機控制，低壓供電裝置的自動控制采用可編程序控制器（PLC）。除塵工藝中的基本過程控制功能在PLC完成，優(yōu)化控制功能和過程管理功能在上位監(jiān)控機完成。具備停電后自恢復(fù)功能。

保證效率≥99.92%，出口含塵濃度〈50mg/Nm3，本體阻力≤1400Pa，本體漏風(fēng)率≤2.5%，氣流分布均勻性≤0.2[1]。

4 關(guān)鍵技術(shù)的先進性和效果

4.1 合理利用電除塵器的預(yù)除塵

利用電除塵器對于粗顆粒粉塵的荷電和收集作用，先收集和除去大量的粉塵，從而使進入布袋的粉塵負荷減少，減輕粗大顆粒對布袋的沖刷和磨損，延長布袋的使用壽命。在綜合成本和設(shè)備管理維護等諸多因素后，在設(shè)計時并不要求電除塵器部分的收塵達到很高的效率。設(shè)計的電除塵器的收塵效果在80%～95%，電除塵器將粗顆粒的粉塵和大部分粉塵已經(jīng)除去，布袋除塵器的使用壽命和投運效果會顯著增加。

4.2 氣流分布的控制

TDB高效復(fù)合電袋除塵系統(tǒng)經(jīng)過多次論證，并經(jīng)過計算機對氣流分布進行輔助設(shè)計后，在電除塵區(qū)入口設(shè)置氣流分布板，使電除塵器入口區(qū)氣流分布均勻，從而保證電除塵部分的除塵效果；在布袋區(qū)設(shè)置氣流分布板使氣流往灰斗方向和布袋方向均勻分布，從而避免對布袋的直接沖擊，提高布袋的使用壽命。試驗證明，TDB高效復(fù)合電袋除塵系統(tǒng)在減小壓力降、提高除塵率兩方面都是非常有效的。

4.3 氣布比的選擇

常規(guī)布袋除塵器的氣布比的選擇一般不超過1m/s，而高效電袋組合除塵系統(tǒng)中布袋部分的壓損較常規(guī)布袋除塵器小很多，氣布比可以達到1.6 m/s左右。這主要是因為高效電袋除塵系統(tǒng)中電除塵器中粉塵荷電的影響。通過對系統(tǒng)施加電壓后，一旦達到電暈始發(fā)值，壓力損失即突然下降；隨著電壓的升高，壓損下降越多。這是由于粉塵在濾料表面的分布情況不同所致。以濾料來看，在無電場時，粉塵進入濾料中部纖維且形成比較密的粉塵層；而在有電場時，由于粉塵荷電吸附的作用，粉塵在濾袋表面形成疏松且排列整齊的粉塵層。所以較之純布袋除塵器濾袋上的粉層餅透氣性要更好。

5 工程實際應(yīng)用情況

5.1 性能考核結(jié)果

西安熱工研究院對3臺3×440t/h鍋爐性能測試，3臺鍋爐處理煙氣量、本體阻力、漏風(fēng)率除塵效率和除塵器出口濃度見表2。

表2 3臺鍋爐的試驗結(jié)果

從實驗結(jié)果可以看出，設(shè)計的系統(tǒng)阻力為≤1400Pa，實測數(shù)據(jù)平均為740Pa，設(shè)計粉塵排放濃度為≤50mg/Nm3，實測粉塵排放平均為42.56mg/Nm3，除塵器效率設(shè)計值≥99.87%，平均為99.86%。實際漏風(fēng)率為3.18%，偏大[5]。

5.2 運行情況

TDB高效電袋組合除塵器投運至今，已有三年多的時間，運行穩(wěn)定。煙氣在線監(jiān)測出口煙塵排放濃度在30～45mg/Nm3。通過對布袋頂部重新密封，解決了漏風(fēng)率大的問題。停運時多次對前幾排布袋檢查，布袋均完好，沒有進行過更換，只是對振打系統(tǒng)進行了維護。

6 結(jié)論

TDB高效電袋組合組合除塵器在內(nèi)蒙古神華鄂爾多斯煤制油分公司3×440t/h循環(huán)流化床（CFB）鍋爐安裝投入運行，系統(tǒng)穩(wěn)定，除塵效果顯著。TDB高效電袋組合除塵器與靜電除塵器和布袋除塵器比較，具有效率高、能耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、投資小、運行成本低、維護簡單的優(yōu)點，具有較高的性價比。為在大型流化床鍋爐上的應(yīng)用提供了依據(jù)，并可應(yīng)用在電力、水泥、冶金等行業(yè)，具有廣闊的前景。

[1]浙江天潔環(huán)境科技股份有限公司.TDB高效電袋組合除塵器說明書[K].

[2]王鵬立，高洪培，劉福榮，等. 神華神東電力公司煤制油工程CFB鍋爐所用燃料試燒試驗研究報告[D]. 2005，12.

[3]北京國電華北工程有限公司.神華神東電力公司煤制油自備熱電廠3臺 440t/h CFB高溫高壓鍋爐+2×100MW直接空冷機組可行性研究報告[R].2005，6.

[4]北京國電華北工程有限公司.神華神東電力公司煤制油自備熱電廠3臺440t/h CFB高溫高壓鍋爐+2×100MW直接空冷機組初步設(shè)計[Z].2005，8.

[5]張超，劉福榮，等.神華神東電力公司煤制油自備熱電廠0號（1號、2號）機組電袋除塵器性能試驗報告[R].2008，1.

Application of Assembled Precipitator of TDB Electric Bag with High Efficiency in CFB Boiler

LIU Fu-rong1, YU Yun-jie2
(1.Shenhua Eerduosi Oil Branch from Coal, Inner Mongolia Eerduosi 017209;2.Zhejiang Tianjie Environmental Technology Co., Ltd, Zhuji Zhejiang 311800, China)

By analyzing the assembled precipitator of TDB electric bag with high efficiency in CFB boiler, which shows marked result of precipitation after operation in 3×440t/h CFB boiler of a certain power generation production center, the paper introduces the principle and process of precipitator choice, structure, characteristic, key technology, operation of precipitation equipment, so as to provide the use for reference in big-sized CFB boiler which selects precipitator.

CFB boiler; assembled precipitator of electric bag; concentration of dust emission

X701.2

A

1006-5377（2011）06-0031-03