垃圾焚燒發電的布袋除塵結癥及技改路徑

摘要：煙溫度過高是垃圾焚燒發電廠布袋除塵的結癥與主要瓶頸，尤其是在冬季無法停產、煙氣溫度超高，為保證布袋正常運行鍋爐被迫降負荷，嚴重影響布袋除塵使用壽命和除塵效果的情況下，以過濾性、透氣性、耐腐蝕、耐高溫的渡膜玻璃纖維，取代舊式布袋材質，并配以相關環節的綜合技改，無疑是鍋爐非停產狀況下解能減耗、安全運行的技改路徑。

關鍵詞：垃圾焚燒布袋除塵結癥技改路徑

0 引言

近年來，環保、低成本的焚燒垃圾發電漸成新趨，且在激烈的市場競爭中，催生出焚燒秸稈發電的新型能源。誠如任何事物均有其利弊一樣，焚燒垃圾發電亦然——設備磨損大、檢修率高，如焚燒鍋爐量完全可以保障交替生產、檢修，倒也無它；如限于鍋爐數量、生產任務、隆冬季節等成因，在設備損耗大、又不許停產的工況下，如何破解布袋除塵必須攻克的煙氣溫度超高技術瓶頸，無疑是電廠技術改造的難點和重點，以確保鍋爐的正常運轉、使用壽命及環保要求。

1 垃圾發電廠的煙氣成分

以城市生活垃圾為主要燃料的環保發電廠，因垃圾中含有大量的廚余、橡塑等有機化工品廢棄物，故焚燒后的有害成分主要是污染物、酸性氣體和重金屬。其中，酸性氣體以HCl的含量最高，還有SOx和HF等；廢燈具、廢電池等含汞和其它重金屬元素，焚燒后以氣態存在于煙氣或懸浮于固態塵粒上；垃圾中的氯化物，在一定的溫度內會轉化為二惡英類物質。

2 煙氣凈化系統工藝流程

垃圾在鍋爐里燃燒后，高溫煙氣進入脫硫反應塔，生石灰通過螺旋給料定量加入脫硫反應器內，煙氣在反應塔內與石灰粉末和霧化的加濕水充分混合，煙氣中的酸性氣體與堿性物質發生反應生成亞硫酸鈣等物質，同時在反應塔內噴入活性炭吸收劑，其微孔結構確保了二惡英和汞蒸氣的吸附；煙氣中的少部分粉塵、反應生成物（固態）和未完全反應的石灰，落入反應塔的底部去除，大部分隨煙氣經布袋除塵環節過濾掉。

3 布袋除塵的作用與意義

布袋除塵之于煙氣處理的作用，含粉塵的煙氣從風口進入后，一部分較粗塵粒和凝聚的塵團，由于慣性作用直接落下，起到預收塵的作用。進入除塵體的氣流折轉向上涌入箱體，當通過內部裝有金屬骨架的濾袋時，粉塵被阻留在濾袋的外表面。凈化后的氣體進入濾袋上部的清潔室匯集到出風管排出。除塵器的清灰是逐室輪流進行的，其程序是由控制器根據工藝條件調整確定的。合理的清灰程序和清灰周期保證了該型除塵器的清灰效果和濾袋壽命。清灰控制器有定時和定阻兩種清灰功能。

除塵器工作時，隨著過濾的不斷進行，濾袋外表的積塵逐漸增多，除塵器的阻力亦逐漸增加。當達到設定值時，清灰控制器發出清灰指令，將濾袋外表面的粉塵清除下來，并落入灰斗，然后再打開排氣閥使該室恢復過濾。經過適當的時間間隔后除塵器再次進行下一室的清灰工作。

4 布袋除塵的結癥與瓶頸

垃圾焚燒發電廠，通常選用pps除塵布袋（濾袋），優點是成本低廉、使用時間長。呈圓形套于金屬龍骨（撐架）外的布袋（濾袋），其材質是一種毛氈。故此，除塵布袋對工況的要求主要有兩點——氧化問題和溫度問題。煙氣超過100℃，水蒸汽轉為氣態；低于100℃處于液態，易使龍骨發生腐蝕；煙氣超過120℃，處于干化狀態，無腐蝕之慮；低于120℃，則出現結露，致使布袋出現致命的糊袋，糊袋后除龍骨腐蝕外，還增大了布袋與龍骨間的磨損；煙氣溫度過低，除塵布袋潮濕板結，形成疙瘩，使透氣良好的布袋糊死；當高溫達185℃—190℃，短時間運行尚可，超過200℃系統就自動停止運行了。溫度超極限后，布袋自動收縮，其強度稍動即破碎。

以筆者曾供職的某垃圾發電廠為例，投產前幾年溫度問題尚在所限范圍內，但隨之時間推移、設備耗損增大，個中結癥與瓶頸便日漸凸顯：煙氣溫度過高，經過布袋的溫度達180℃—190℃，布袋使用值久居上線，導致布袋壓差增加，嚴重影響布袋除塵效果和使用壽命。

5 非停機工況的技改路徑

針對上述非停機工況下必須解決的煙氣溫度過高結癥，筆者曾多次向專業廠家尋求良策，遺憾的是尚無良好對策。基于此，經反復攻關筆者進行了如下技術改造：

5.1 增設噴嘴，冷水降溫。在煙道內、布袋除塵器前，安裝一個冷水噴頭，意在通過噴射冷水，使高溫煙氣適度降溫，減少對除塵布袋的高溫損傷。其原理：往190℃以上的煙氣中噴冷水，布袋入口溫度控制住170℃，即便水量把握不好，煙氣仍處于氣態。增此環節后，盡管效果不甚理想，但畢竟多了一道輔助降溫環節。

5.2 更換材質，提升耐溫。百思而不解下，筆者將技改重點聚集在布袋上，在排除設計、流程缺陷后，大膽提出更換布袋材質，以兼具過濾性、透氣性、耐腐蝕、耐高溫的新材質，取代原有布袋材質。經多方考察，最終鎖定渡膜玻璃纖維，經試驗可耐200℃高溫，且壓差大為降低。

5.3 控制噴力，更換壓閥。控制布袋噴吹壓力，更換手動調壓閥為自動調壓閥，使布袋噴吹壓力控制在0.3Mpa～0.35Mpa之間，布袋壓差基本控制在1200pa～1500pa。

6 技改前后利弊綜合比較

垃圾焚燒發電廠，建廠初期基本無上述問題，但隨著時間的推移，尤其是在省煤器和空預器出現局部堵塞、換熱效果差、排煙溫度升高無法停爐的情況下，除塵布袋的適應性即漸次凸顯。因此，改進后的布袋，其適應能力增強了，并相對延長了鍋爐的運行時間。誠然，并不是說適應就是最佳壯態，而貴在原有工況下最大限度地保證鍋爐的正常運行。實踐印證，上述技改前，布袋由于溫度適應范圍小，為控制鍋爐出口煙溫而降負荷運行，即影響了垃圾的摻燒量，增加了燃煤的摻燒比，也影響了上網電量，且增大了運行成本：①布袋差壓增大、引風機電流增加，電機耗電量增大；②布袋噴吹次數越多，耗氣量增大；③布袋每噴射一次高壓氣體，對布袋都是一次磨損；④機械磨損增大，影響設備壽命。技改后：①布袋壓差下來了，附帶的引風機負壓也相應下降；②噴吹壓力自動調節后，噴吹壓力相對穩定，使能耗降至最佳點；③機械磨損減少，設備壽命延長。

7 技改關鍵環節與注意事項

7.1 高壓脈沖噴嘴的位置與朝向。除塵布袋的使用壽命，受制于高壓脈沖吹風引發的磨損強度。在安裝布袋高壓脈沖噴嘴時，噴嘴的位置、角度很關鍵，既不能過高，也不可過低，更不能偏向某一邊，必須置于布袋的中心點，以確保噴出的高壓氣體均勻地噴于布袋中心。

7.2 高壓脈沖噴嘴的噴吹壓力值。有的單位在技改中忽略了噴吹壓力的大小，以為只要有此環節即可，不必細究其壓力的大小。殊不知，噴吹壓力這一細節決不可小視：過小了勁不足，過大了也不行，經實驗0.3Mpa～0.35Mpa最佳，既達到噴壓作用，又減小了布袋的磨損。

7.3 噴水降溫后管道堵塞與除塊。因經常噴水，易使煙道出現掛壁現象，即水汽與煙塵瞬間結合成顆粒，長時間噴射于管道壁上，結塊后易造成管道堵塞，需隔一段時間就除一下結塊。此法雖較費力，但仍不失其有效性。

8 結語

煙氣溫度過高是各垃圾焚燒發電廠的共性難點與瓶頸，以兼具過濾性、透氣性、耐腐蝕、耐高溫的渡膜玻璃纖維，取代原有材質除塵布袋，較適應垃圾電廠的鍋爐工況，尤其是在煙氣溫度過高、除塵布袋壓差過大，而又不允許停爐檢修的工況下，既降低了壓差，又節省了成本，確保了粉塵排放的穩定達標。此項技改，是一個復雜的系統工程，必須縱橫兼顧、多管齊下。

參考文獻：

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