董煥有 馬志光
（國電赤峰化工有限公司，內蒙古，024000）
摘要：我公司由于現有煤質與設計煤質及校核煤質均有較大差異，原有鍋爐的布袋除塵器無法滿足需要，由于除塵器空間限制，在有效利用原有布袋除塵器結構的基礎上，將布袋更換為褶皺式布袋，改造完成后除塵器各項指標良好，運行穩定，滿足了煙氣排放要求，并通過了環保驗收。
關鍵詞：布袋除塵器；褶皺式布袋；特制籠骨；過濾面積；除塵器阻力；煙塵排放濃度；
0 引言
我公司2#燃煤鍋爐為杭州鍋爐廠制造的NG-160/9.81/540-M型循環流化床鍋爐。原設計一臺鍋爐配置一臺布袋除塵器，每臺除塵器配置有8個倉室，用來捕捉鍋爐所產生的煙塵，設計除塵效率為99%。由于現有煤質與設計煤質和校核煤質差別較大，在鍋爐負荷在130t/h以上時除塵器阻力過高，煙塵排放量嚴重超標。于2013年4月通過長春安信電力科技有限公司檢測除塵器出口煙塵排放濃度嚴重超標。由于我公司除塵流程為：鍋爐—>除塵器—>濕法脫硫—>煙囪，粉塵濃度過高嚴重影響了后續濕法脫硫的正常運行。
由于煤質的改變，鍋爐產生的煙塵量遠遠大于原來的設計，這樣必須增大過濾面積，滿足實際的處理風量（煙塵濃度），這樣才能解除瓶頸，滿足生產的需要。如果要是進行常規的技術改造，必須停機，擴大箱體結構，增加布袋數量，這樣才能增加過濾面積。這幾乎是很難完成的任務：首先更改鋼結構，花費不菲，現場施工比較麻煩，其次，也是最主要的，時間就是金錢。改變鋼結構，至少要停工一個月，對于企業來說，損失遠遠超過技術改造的費用。經過公司技術部人員查閱大量資料，我們接觸到了褶皺布袋技術。這種技術能在不改變除塵器箱體結構的情況下，僅僅是通過和常規更換布袋一樣，把原來的布袋更換成褶皺布袋，就能輕松的增加過濾面積。在經過多次技術交流及到廠家實地考察之后，我們決定用褶皺布袋來對2#鍋爐除塵器進行技改。
1 改造前鍋爐及除塵器運行參數
改造前鍋爐及除塵器運行參數如表1所示，原有布袋的過濾面積為4600m2，高的除塵器阻力給鍋爐安全穩定運行帶來了隱患，高的煙塵排放濃度給后續濕法脫硫帶來了過多的灰塵，造成后續脫硫系統無法正常運行。
表1 改造前鍋爐及除塵器運行參數
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鍋爐負荷
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除塵器阻力
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入口煙塵濃度
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煙塵排放濃度
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除塵效率
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t/h
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Pa
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g/Nm3
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mg/Nm3
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設計值
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160
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≤1300
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24.54
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≤50
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99%
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運行值1[1]
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139
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1540
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42
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920
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97.8%
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運行值2
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160
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1800-2000
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——
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——
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——
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備注：由于除塵器入口及出口粉塵濃度表計準確度較低，在160t/h負荷僅采用引風機電流和除塵器阻力參數
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2 除塵器運行不正常的原因分析
2.1 現有煤質與設計煤質及校核煤質變化較大
設計煤質收到基的灰分是11%，收到基的灰分是22%，而實際煤質的灰分根據2013年54次分析結果取平均值為30.17%；煤質中灰分增加直接造成除塵器入口粉塵濃度增高，而灰分越大，煤質的發熱量越低，造成煙氣量越大。
2.2 灰渣比與設計比過大，造成飛灰量增加
我公司鍋爐所用燃料煤為篩分后的篩下物，鍋爐設計煤質要求煤的粒度為0-10mm，均勻分布，現有煤質＜5mm占比＞70%。由于燃用褐煤密度較煙煤低，燃燒后更易進一步碎裂。燃燒后在煙氣中本應通過旋風分離器回料的大量灰渣變成飛灰進入尾部煙氣中，導致過熱器、省煤器、管式預熱器的積灰嚴重，磨損加劇，從而使得飛灰與大渣比例嚴重失衡，設計值為6:4，而實際運行值為7:3，該數值為2013年1-6月份灰渣出售量的比值。灰渣比的失調，造成去除塵器的飛灰量增大。
2.3 花板平整度不夠
原有花板為6mm，剛性不足，經運行一年后花板變形，花板平整度不夠，布袋在下方磨損。
2.4 布袋除塵器沉降空間不足
除塵器沉降空間不足，原有除塵器沉降空間僅380mm。當含塵的氣體進入除塵器以后，大顆粒及比重比較大的粉塵首先進行重力沉降，而小顆粒和比重較輕的粉塵才會上升，經過布袋進行過濾處理，根據竣工圖測量，目前除塵器內部的沉降空間僅有380mm左右，在系統滿負荷運行時，難以達到沉降效果，導致布袋負荷增加，阻力上升。
2.5 噴吹系統存在問題
噴吹系統存在問題。噴吹管的噴嘴和布袋有不對中的現象，不僅對布袋會造成損壞現象，而且會對布袋別的部分起不到反吹清灰的效果，導致布袋表面集灰嚴重，阻力上升。儲氣包的補氣管只有φ50,三寸淹沒式電磁閥在噴吹完第一次進行補氣時，可能會造成來不及補氣的現象，導致下一個閥反吹時，沒有足夠的氣量和壓力，影響清灰效果。
上述原因造成除塵器運行阻力增加，除塵器出口煙塵濃度超標，除塵器多次出現掉袋及布袋破損情況，經過長春安信電力科技有限公司檢測結果和給出的建議，公司決定對2#除塵器進行增容改造。
3 除塵器改造方案
3.1 更換褶皺布袋，進行增容改造
采用更換褶皺形式的布袋，增加除塵器的過濾面積。由于褶皺式布袋除塵器的當量面積為普通圓筒形布袋當量面積的1.7-2.0倍，所以在不改變除塵器外形尺寸的情況下，采用褶皺式布袋除塵器，可以進行增加除塵器過濾面積。采用φ160X6000的褶皺布袋，單只濾袋的過濾面積可以達到5.5㎡，除塵器總過濾面積可以由4600m2增至7260㎡。在充分考慮布袋負荷的情況下，處理風量按照350000m3/h，經過計算，在線清灰時候過濾風速可以由1.27m/min降低至0.80m/min；更換成褶皺式布袋后，沉降空間增加1000mm，增大了重力沉降效果，可以有效降低布袋除塵器阻力。
該布袋配置有專用的籠骨，不但強度較傳統籠骨有較大提高，而且籠骨的光滑度及平整度也有很大提升，避免造成由于籠骨的原因造成布袋破損。褶皺布袋和配套特制龍骨技術由張家港艾爾公司申請并獲得國家專利，專利號ZL 2012 2 0245835.X。
3.2 對原有花板進行整形并防腐
對原有變形的花板進行整形，在花板上面焊接8mm厚立筋。由于該鍋爐采取尾部濕法脫硫，所用燃煤的硫份較高，在對花板整形后又對花板進行防腐處理。
3.3 對噴吹系統進行改進
對原有噴吹管進行矯正，保證噴吹孔與布袋中心的對中；將氣源管管徑增大至80mm，保證在噴吹過程中補氣量充足，避免由于補氣不及時造成氣包壓力低，噴吹效果不好。
4 除塵器改造后的效果
除塵器改造完成后，至今已經穩定運行5個月，除塵器運行主要參數均能達到設計值（除塵器阻力≤1200Pa；煙塵排放濃度≤30mg/Nm3），特別提出的是在改造完成后除塵器運行3個月以后鍋爐負荷大于90%的情況下，取80多個時間點的平均值除塵器阻力僅有1021Pa。在11月27日及11月28日通過了環保局的環保驗收，驗收期間主要參數如下表2所示。
褶皺式布袋除塵器改造完成后，除塵器阻力降低，引風機的出力也隨之減少，帶來了一定的經濟效益，由于煤質等各因素的影響該經濟效益無法量化比較。
表2 改造后鍋爐及除塵器運行參數
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鍋爐負荷
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除塵器阻力
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入口煙塵濃度
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煙塵排放濃度
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除塵效率
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t/h
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Pa
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g/Nm3
|
mg/Nm3
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設計值
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160
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≤1200
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24.54
|
≤30
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99.9%
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運行值
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154-160
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1003-1183
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15-17
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23.5-25.8[2]
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99.9%[2]
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5 結論
我公司2#鍋爐布袋除塵器改造是成功的，從根本上解決了處理煙塵量過大，除塵器無法完全處理，從而鍋爐無法滿負荷工作的難題；并且沒有改變除塵器的箱體結構，僅用不到10天的時間，減少了技改費用及時間。這是我們認為的最簡單、最經濟實用的改造方法。
這次技術改造，只是簡單地更換了褶皺布袋。通過生產實際運行效果可以得出結論，改造過后，大大的降低了除塵器阻力，提高了除塵器運行的穩定性，進而提高了鍋爐運行的穩定；提高了除塵器除塵效率；減少了引風機的出力，降低了脈沖反吹能耗，排放濃度穩定在23mg/m3左右，達到了理想的效果。
事實證明褶皺布袋更換傳統布袋用于燃煤電廠的循環流化床鍋爐除塵器是可行的。本次技改成功，為今后就地改造長袋低壓脈沖布袋除塵器提供了一個示范。
參考文獻：
[1] 長春安信電力科技有限公司.國電赤峰化工動力分廠鍋爐除塵器性能檢測報告. CDHB2013-05.
[2] 赤峰市環境檢測中心站.國電赤峰化工有限公司2#鍋爐煙塵治理設施委托檢測報告. WZ052-2013.12.
作者簡介
董煥有 國電赤峰化工有限公司總工程師
馬志光 國電赤峰化工有限公司電力分廠專工
