某鋼鐵企業熱電廠袋式除塵器改造分析

胡 笳,夏勇軍,傅勇為

（1安徽欣創節能環保科技股份有限公司，2馬鋼股份有限公司熱電總廠，安徽馬鞍山，243000）

1 引言

在實際工程應用中，袋式除塵器存在阻力偏高、濾袋磨損等現象，增加了其運行成本。本文針對該現象，以某鋼鐵企業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

某鋼鐵企業熱電廠有3臺固態排渣煤粉爐鍋爐，尾氣處理系統均為袋式除塵器，設計煙氣量為50萬m3/h，但在兩臺除塵器的使用中實際煙氣量大大超出了設計煙氣量。系統運行中出現濾袋破損率較高、濾袋壽命短、系統阻力偏大的問題，其中2#鍋爐袋式除塵器于2007年投運至2009年整體更換濾袋，整批濾袋更換后仍然是這種狀況。總體看濾袋壽命均未達到使用要求，造成頻繁停爐、排放超標。對各方面情況分析研究后，認為需對2#爐除塵器進行擴容改造、改變原濾袋運行工況，解決實際運行中發生的問題。

3 工況介紹

3.1 設備概況

2#鍋爐型式為SG220、9.8-M295型倒U型布置固態排渣煤粉爐，配兩套鋼球磨中間儲倉式制粉系統，Ф6700回轉式空預器，系統詳細信息見表1。

表12#鍋爐燃煤系統信息

3.2 燃料概況

根據該廠工藝條件，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，高于正常燃煤鍋爐。

3.2.1燃煤

燃煤設計煤種為混煤，產地山東棗莊；校核煤種為混煤，產地淮北。

煤質分析見表2，元素分析見表3。

表2 煤質分析

表3元素分析

3.2.2 高爐煤氣

現最大摻燒量為 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、系統阻力偏大。改造前除塵器結構見圖1，采用前端進風、在線清灰方式，氣流從前側進入除塵器后經濾袋過濾穿過花板經上箱體排出。除塵器內濾袋底部距灰斗2.8 m，箱體內氣流流動示意見圖2。問題主要原因分析有三點：

圖1 改造前除塵器結構

圖2 除塵器內氣流流動

（1）過濾風速較大。該袋式除塵器原設計過濾風速為 1.10 m/min（工況煙氣量 50萬 m3/h時）；由于摻燒高爐煤氣實際工況煙氣量55萬m3/h以上，該除塵器實際過濾風速為1.21 m/min，這個數值已經超過了設計規范的規定。對于袋式除塵器來說，過濾風速的選取，對保證除塵效果、確定除塵器的型號和占地面積，除塵系統的總投資，乃至除塵器的長期穩定的可靠運行，具有關鍵性的作用。大型燃煤鍋爐煙氣袋式除塵器的過濾風速不得高于1.2 m/min；一般設計人員基本將袋式除塵器的過濾風速控制在1.1 m/min以下。但我們從經濟性、適用性等多重角度考慮要求將過濾風速控制在0.8～1.0 m/min之間。

（2）二次返混現象嚴重。除塵器內氣流分為兩股，一部分從濾袋區向后移動，一部分從袋底與灰斗間的通道向后移動，由于濾袋區阻力較大，會造成下部氣流流量分配較大，若按1:2計算，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計算），主射流區速度遠大于3.0 m/s。該流動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，形成較強的二次返混，使得后部過濾濃度持續升高，影響除塵器運行阻力。

（3）末端含塵氣流流速較高。運行過程中濾袋袋底與灰斗形成了氣流通道，由于氣流運動中動壓和靜壓的作用[1]造成通道末端氣流流量增大，進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

針對分析的原因，改造后除塵器見圖3，采用的措施主要有三點：

（1）增加過濾面積。增加了576條濾袋，過濾面積增加了2025.7 m2，過濾風速降低至0.87 m/min，達到除塵器過濾風速設計值。

（2）調整原除塵器尾部結構，見圖3中區域1。將除塵器出風喇叭口改為梯形過濾倉室，底部為傾斜壁板，粉塵沖刷至末端后，先作用在傾斜擋板上，經緩沖后再接觸區域1中的濾袋，減弱了含塵煙氣對濾袋的磨損。

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

圖3 改造后除塵器結構

6 小結

該除塵器從2011年6月改造完畢后，經安徽新力電業科技咨詢有限責任公司檢測，排放濃度為24.62 mg/m3，達到國家排放標準；濾袋至今無破損情況，除塵器阻力保持在1200 Pa以下，運行情況穩定。但改造后除塵器存在末端倉室灰斗負荷較高的現象，需進一步分析驗證。

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