火力電廠除塵技術(shù)

文/劉曉瑋

1 電袋除塵器的組成

電袋除塵器是火電廠最大的附機(jī)設(shè)備，其以電能基礎(chǔ)，能在靜電吸引園林的支持下，將懸浮顆粒從氣體中分離出來，對(duì)于環(huán)境的保護(hù)具有較大影響。火電生產(chǎn)中，電除塵系統(tǒng)包含了本體、保護(hù)裝置、高壓靜電除塵用整流設(shè)備、低壓控制系統(tǒng)四個(gè)模塊；主要構(gòu)件單元如圖1所示。圖中，除塵器1～11結(jié)構(gòu)依次為：殼體、灰斗、進(jìn)口喇叭、陰陽極、濾袋裝置、振打機(jī)構(gòu)、旁路閥、提升閥、清灰系統(tǒng)、凈氣室、出口煙箱。在這些部件結(jié)構(gòu)中、殼體是除塵設(shè)備的基本框架和主要的承載部件，其為粉塵與氣體的分離提供了空間。而凈氣室位于殼體之上，其是干凈氣體排放的主要通道；提升閥裝置確保了氣流通道開通、關(guān)閉的有效控制，濾袋裝置、清灰裝置實(shí)現(xiàn)了煙氣的氣固分離和灰塵附著。此外，旁路系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)電袋除塵設(shè)備濾袋的有效保護(hù)，其確保了電袋復(fù)合除塵器性能的有效發(fā)揮，對(duì)于火電廠環(huán)境保護(hù)具有較大影響。

2 電袋除塵器的工作原理和特點(diǎn)

2.1 電袋除塵器的工作原理

從運(yùn)作過程來看，電袋除塵器的應(yīng)用可分為電場(chǎng)區(qū)和袋場(chǎng)區(qū)兩個(gè)部分。其中，電廠區(qū)能在靜電作用的影響下，捕捉煙氣中80%左右的粉塵，這使得進(jìn)入袋場(chǎng)區(qū)粉塵的濃度及粗顆粒含量明顯降低，同時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)的粉塵均有一定的荷電，這為后級(jí)布袋除塵功能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了條件。袋場(chǎng)區(qū)除塵中，電粉塵同性相斥是其基本的除塵原則，基于此，進(jìn)入該區(qū)域的粉塵會(huì)在濾袋表面形成規(guī)則有序、結(jié)構(gòu)疏松的粉塵層。該過程中，一些較小顆粒的粉塵會(huì)變?yōu)檩^大顆粒，此時(shí)，濾袋能實(shí)現(xiàn)這些顆粒的有效阻流，其有效的保證了設(shè)備的除塵效率和質(zhì)量。需注意的是，隨著電袋除塵器的運(yùn)行，濾袋表面粉塵層的厚度和密度處于持續(xù)增加狀態(tài)，這使得氣體通過濾料的阻力持續(xù)增長，當(dāng)阻力值超過系統(tǒng)設(shè)定閾值后，脈沖閥會(huì)受沖擊打開，這使得濾袋膨脹變形作用明顯，當(dāng)濾袋膨脹變形停止時(shí)，除塵器本身會(huì)產(chǎn)生一定的反向加速度，這使得濾袋表面的粉塵脫離濾袋，為氣體流通和后期凈化創(chuàng)造了條件。

表1：電袋除塵器參數(shù)控制

2.2 電袋除塵器的技術(shù)特點(diǎn)

現(xiàn)階段，電袋除塵器在燃煤電站、冶金、造紙、建材等行業(yè)的應(yīng)用極為普遍。從應(yīng)用效果來看，電袋除塵器的技術(shù)特點(diǎn)包括：

（1）電袋除塵器的排放濃度基本維持在30mg/Nm3以下，除塵效率較高，環(huán)境效益較好。

（2）在整個(gè)除塵器運(yùn)行過程中，濾袋阻力占到除塵器阻力的70%，同時(shí)，粉塵層顆粒的有序排列使得通過氣體通過該設(shè)備時(shí)阻力較小，為設(shè)備保護(hù)和除塵控制提供了保證。

（3）電袋除塵器是基于傳統(tǒng)電除塵發(fā)展起來的一種全新除塵工藝，其在電除塵的基礎(chǔ)上，增加袋除塵工藝，這有效的降低了火電廠除塵過程的能量損耗。

（4）在電袋除塵器應(yīng)用中，清灰頻率和清灰壓縮空氣壓力低，這減緩了濾袋強(qiáng)力衰減速度，同時(shí)袋場(chǎng)區(qū)粗顆粒粉塵量少，減少濾袋磨損，有效的延長了濾袋的使用壽命。

（5）從除塵整體過程來看，這種除塵方式運(yùn)行阻力低、清灰周期長，其有效的降低了電場(chǎng)除塵的運(yùn)行成本，經(jīng)濟(jì)效益突出。

3 電袋除塵技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 電袋除塵器運(yùn)行準(zhǔn)備

電除塵器使用前，充分全面的對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，可以有效地提升設(shè)備運(yùn)作性能，保證除塵效率和質(zhì)量。通常，電袋除塵器前期準(zhǔn)備內(nèi)容包括：

（1）對(duì)其除塵器內(nèi)部進(jìn)行全面檢查，確保電場(chǎng)內(nèi)部和布袋除塵器濾袋之間無任雜物，同時(shí)，電場(chǎng)兩極之間無短路隱患。

（2）在確保絕緣件表面清潔的基礎(chǔ)上，消除結(jié)露及損壞現(xiàn)象，同時(shí)檢查接地裝置及陰陽極振打電機(jī)、減速機(jī)運(yùn)作狀態(tài)，確保除灰機(jī)構(gòu)和輸灰機(jī)構(gòu)運(yùn)作正常。

（3）優(yōu)化電袋除塵器的應(yīng)用環(huán)境，如工作場(chǎng)地道路暢通，地面清潔；同時(shí)各轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)外面護(hù)罩或擋板應(yīng)完整。

圖1：電袋復(fù)合除塵器的結(jié)構(gòu)

（4）對(duì)個(gè)電子開關(guān)設(shè)備、壓力表進(jìn)行檢測(cè)，確保設(shè)備控制的精準(zhǔn)化。

3.2 電袋除塵器啟停控制

電場(chǎng)鍋爐點(diǎn)火前12個(gè)小時(shí)，就應(yīng)為電袋除塵器送上低壓電源，并投入絕緣室、灰斗加熱、頂部大梁等加熱裝置，確保在點(diǎn)火時(shí)，濾袋預(yù)涂灰業(yè)已完成。除塵器啟動(dòng)前，旁路閥應(yīng)處于打開狀態(tài)，而提升閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)除塵器證實(shí)啟動(dòng)后，應(yīng)嚴(yán)格按照指令，進(jìn)行除塵、振打裝置運(yùn)作樁體的控制。

當(dāng)除塵器運(yùn)作一定時(shí)間或火力發(fā)電停止后，需關(guān)閉電袋除塵器進(jìn)行除塵器保養(yǎng)。通常，電除塵器停止運(yùn)行操作步驟需關(guān)閉電場(chǎng)高壓供電，同時(shí)需確保陰陽極振打和后級(jí)清灰系統(tǒng)運(yùn)行，此外，在關(guān)閉電除塵器時(shí)，匯報(bào)值長停主回路電源，并待設(shè)備無灰后，關(guān)閉系統(tǒng)風(fēng)機(jī)。

3.3 電袋除塵器操作控制

電袋除塵器實(shí)際應(yīng)用中，操作要領(lǐng)包含以下內(nèi)容：

（1）在開始預(yù)涂灰、鍋爐噴油助燃點(diǎn)火期間到鍋爐升到正常爐溫燃煤之前，禁止運(yùn)行布袋除塵的清灰系統(tǒng)，以防止涂灰層剝落，失去防低溫結(jié)露的保護(hù)作用。

（2）一旦鍋爐噴油助燃點(diǎn)火時(shí)間超過兩小時(shí)，應(yīng)注重預(yù)涂灰的有效控制，同時(shí)對(duì)濾袋壓差進(jìn)行管理，盡可能的延長清灰的周期。

（3）在電袋除塵器應(yīng)用中，應(yīng)注重操作啟停、二次電壓電流情況的嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。譬如就二次電壓電流監(jiān)測(cè)而言，應(yīng)結(jié)合實(shí)際的監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，對(duì)設(shè)備前級(jí)電場(chǎng)進(jìn)行狀態(tài)優(yōu)化，確保前級(jí)電場(chǎng)不掉電。

（4）電袋除塵器控制中，應(yīng)注重除塵器參數(shù)的有效開工至，具體參數(shù)控制要求如表1所示。

（5）電袋除塵器的清灰方式包含了在線清灰、在線清灰、定時(shí)清灰、定時(shí)+定壓清灰四種形態(tài)，應(yīng)結(jié)合具體的工況要求，進(jìn)行清灰方式選擇，同時(shí)做好清灰參數(shù)控制，其中清灰脈沖壓力應(yīng)保持在0.26Mpa左右，而脈沖寬度、脈沖周期應(yīng)分別控制在150mg和4560s；此外，提升閥氣缸工作壓力應(yīng)維持在0.41MPa左右，旁路閥氣路壓力需維持在0.45MPa左右。需要注意的是，在電袋除塵器操作時(shí)，還應(yīng)注重旁路煙道工作溫度點(diǎn)的有效控制，避免溫度過高對(duì)設(shè)備造成損害。

3.4 設(shè)備維護(hù)檢修

常規(guī)化的對(duì)電袋除塵器進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和檢修，能夠有效的提升設(shè)備的運(yùn)行效率，滿足火電廠除塵需要。就設(shè)備運(yùn)行維護(hù)而言，應(yīng)就供電裝置的電壓、電流、閃絡(luò)頻率進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)應(yīng)每1h記錄一次。同時(shí)需對(duì)鍋爐預(yù)熱器出口溫度、除塵器進(jìn)出口壓力、清灰壓力、提升閥工作壓力、脈沖間隔、清灰周期、除塵器進(jìn)出口溫度和各室壓差等要素機(jī)械能給你檢測(cè)，并做好設(shè)備故障件監(jiān)測(cè)與原因分析，然后針對(duì)性的進(jìn)行處理。此外，在常規(guī)保養(yǎng)中，需做好電機(jī)、減速機(jī)、軸承等系統(tǒng)的嚴(yán)格檢測(cè)，并對(duì)這些構(gòu)件單元進(jìn)行潤滑控制，確保機(jī)體運(yùn)作良好。

故障檢修中，電袋除塵器的故障類型多樣，應(yīng)結(jié)合實(shí)際需要對(duì)其進(jìn)行檢修。譬如，當(dāng)預(yù)熱器出口煙氣溫度上升或下降較快，且超出溫度預(yù)警時(shí)，需系統(tǒng)分析其故障原因，出口煙氣溫度上升較快與鍋爐尾部燃燒關(guān)系密切，在處理中應(yīng)通過緊急停爐對(duì)其進(jìn)行管理，而溫度下降快主要是受爆管故障影響，故而果斷停爐，以防發(fā)生結(jié)露引起的濕壁、糊袋。此外，后級(jí)布袋阻力上升快也是電袋除塵器較為常見的故障類型，經(jīng)檢查可知，這類故障與進(jìn)入后級(jí)布袋粉塵濃度加大具有直接關(guān)系，故而應(yīng)在調(diào)整電場(chǎng)的二次電壓電流、縮短振打周期的同時(shí)，適量縮短清灰脈沖間隔。需注意的是，煙囪出口有明顯可見煙、氣包壓力報(bào)警、袋差壓明顯偏離等都是設(shè)備應(yīng)用的常見故障，需結(jié)合實(shí)際對(duì)其進(jìn)行處理。

4 結(jié)論

電袋除塵器能有效地降低火電廠粉塵污染，對(duì)于火電企業(yè)發(fā)展意義重大。實(shí)踐過程中，人們只有充分認(rèn)識(shí)到電袋除塵器的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并在其結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用特征把控的基礎(chǔ)上，進(jìn)行電袋除塵器使用要點(diǎn)的全面把控，才能有效的提升電袋除塵器的應(yīng)用質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電廠經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)環(huán)境效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。