200t/h液態排渣燃煤電廠鍋爐改造工程中袋式除塵

1、概況
陜西寶雞熱電有限責任公司50MW發電機組配套的200t/h液態排渣燃煤粉電廠鍋爐2臺（即3#爐和4#爐），球磨機制粉細度R90=10～13%；爐膛溫度較高，爐膛捕渣率35%；尾部過熱器和豎向煙道慣性捕集煙塵10～15%。主要燃用低硫煤（華亭煤等）。因此，排出的飛灰與固態排渣燃煤粉鍋爐相比偏細。
當地環境監測站測試煙塵排放濃度為1560mg/mN3，年煙塵排放量達到6000噸左右。改造前鍋爐除塵器為單元復合多管旋風除塵器。加之該公司位于市區附近，鍋爐煙囪的排放可見污染物（煙塵）明顯，成為影響當地大氣環境的主要污染源。
由于該公司鍋爐由原發電功能轉變為熱電聯產，使用剩余出原設計時間；考慮環保要求不斷提高、以及寶雞市建設 環保模范城市需要，需對除塵器進行改造。
寶雞熱電 電除塵設備改造方案，針對原除塵器現場位置狹窄及燃煤情況，委托電力設計部門進行了可行性研究論證工作（2002年11月）。設計論證認為現場條件只可以設置三電場靜電除塵器，改造設計除塵效率為99.2%，煙塵排放濃度在100 mg/mN3左右，計劃工期13個月，工程概算2000余萬元左右。由于該工程改造方案費用高、工期長、影響熱電生產，致使除塵器改造工作難以展開。
2006年8月下旬，陜西省環境監測中心站對除塵器進行現場監測，3#爐、4#爐煙塵平均排放濃度分別為12.3mg/mN3和18.2 mg/mN3；9月下旬通過陜西省環保局組織的工程驗收。借鑒國內使用鍋爐布袋除塵器的成功經驗，我們對寶雞熱電鍋爐除塵器改造提出了采用袋式除塵器的方案（2005年6月）。針對寶雞熱電液態排渣電廠鍋爐排煙溫度高（200℃左右）、系統要求阻力低（1000Pa）、不改動其它輔機設備，在原除塵器位置上把復合多管旋風除塵器 換為 除塵器的等要求，進行該公司袋式除塵器工程技術改造的調研、改造設計、設計審查等工作，提出了具有投資少，，工期短的工程改造實施方案。2006年3月—6月完成了改造施工安裝工作，工程施工期3#爐45天（2006年3月28日開始）、4#爐30天（2006年5月28日開始），施工安裝結束后即投運使用。
2、鍋爐設備狀況
2.1鍋爐技術參數
鍋爐型式：П型爐 開式單室液態排渣爐
鍋爐制造商：捷克斯洛伐克共和國
過熱蒸汽溫度: 540 ±10 ℃
鍋爐捕渣率: 35 ％
排煙溫度： 150 ℃
燃煤消耗量： 21~25 t/h鍋爐額定蒸發量： 200 t/h
過熱蒸汽壓力： 9.41 Mpa

2.2風機參數
型號 Y5-2×29N0.23.1F型雙吸引風機
數量 2 臺，電機功率 300 KW
額定電流 37.5 A
轉速 740 rpm
流量 230106 m3/h
全壓 380×9.8 Pa

2.3 除塵器設計參數

除塵效率 ≥ 99.8 %
除塵器本體阻力 ≤1000 Pa
除塵器上平面標高高度 ≤ 21 m
入口含塵氣體量 430000 m3/h
入口含塵氣體溫度 145～190 ℃ （夏季爐尾排煙溫度偏高170~210℃）
除塵器入口含塵量 ≤ 25 g/Nm3
除塵器出口含塵量： ≤ 50 mg/Nm3
兩臺引風機設備保留；兩水泥灰斗、除灰裝置保留；除塵器露天布置。
3、袋式除塵器系統
3.1 除塵系統流程
鍋爐排出的含塵氣體在除塵系統中的流程如下：
┌————→旁通煙道———→┐
鍋爐——→主煙道——→布袋除塵器——→主煙道——→引風機—— →排煙道——→煙囪
↓（收塵）
儲灰斗——→輸灰系統——→灰罐車運輸
↓
水沖灰
鍋爐引風機由主煙道抽氣并排至排煙道，由煙囪高空排放。
布袋除塵器收塵經過除塵器下部卸灰閥（原除塵系統重力雙翻板閥保留）流入儲灰斗（原除塵系統保留）。根據需要進行干灰使用（原輸灰系統保留）或水沖灰。鍋爐排出的含塵氣體進入爐尾主煙道；正常工作時，打開各除塵器單元前后的閥門使煙氣進入布袋除塵器進行除塵，除塵后煙氣進入風機前主煙道，此時旁通煙道閥門關閉；鍋爐噴油點爐時，打開旁通煙道閥門使燃油煙氣通過進入風機前主煙道，關閉各除塵器單元前后的閥門；
3.2 主要設計參數
表1 鍋爐袋式除塵器系統主要設計參數
序號 項 目 單 位 參 數
1 處理煙氣量 m3/h 430000
2 入口煙氣含塵濃度 g/Nm3 ～269；3 濾袋正常使用溫度 ℃ 連續運行溫度120~180℃，短時溫度190℃—210℃
4 清灰氣源設備參數 MPa 0.35～0.65（壓縮空氣壓力）
5 脈沖閥 個 DMF-Z-50S，216只/臺
6清灰頻率 S 定阻清灰，900Pa，可以調整
7 出口粉塵濃度 mg/ Nm3 ≤50
8 本體阻力 Pa <1000
9 過濾速度 m/ min 1.00
10 過濾面積 m2 7162
11 濾袋規格 mm Φ120×5500，3456條
12 濾袋材質 / HBT復合高溫濾料
3.3 系統設計的主要特點
3.3.1濾袋

選用美國、日本、奧地利等國生產的聚苯硫醚（PPS）纖維、聚酰亞胺纖維（P84）纖維等材料，按照 標準生產工藝加工生產復合梯度過濾材料。
濾袋設計直徑為120㎜，比通常采用的150㎜的濾袋直徑小20%，每四個袋中心線間距200×180㎜，除塵布袋外開放空間的面積比采用150㎜濾袋大24.2%。較大的開放空間使上升氣流的速度降低，減少上升氣流攜塵量和降阻。
本次濾料設計運行溫度120~180℃，上限工作溫度190℃，短時工作溫度210℃。
3.3.2 煙氣分配裝置
采用側向進氣分配器，均勻分配含塵氣體，同時可對粗顆粒煙塵進行預分離，避免含塵氣體直接沖刷濾袋，進一步提高整個除塵裝置的效率和性。
3.3.3 濾袋連結方式
除塵器的濾袋、框架、文丘里噴嘴及掛袋板的聯接采用了彈簧漲圈式裝置，考慮濾袋安裝方便，袋籠采用兩節對接。安裝和 換濾袋方便。濾袋從箱體上部安裝和抽出。
3.3. 4 脈沖噴射清灰
采用壓縮空氣（0.35～0.65MPa）誘導被凈化的氣體組成脈沖氣流清灰。清灰控制采用定壓差（900Pa，單元除塵器濾袋前后設檢測點，壓差可調節）或定時兩種方式。清灰氣流導引采用具有二次氣流誘導功能的雙風道文丘里噴嘴袋籠。
3.3.5 平臺設計
除塵器系統設計有兩個平臺。9.00m平臺主要用于運行設備檢查（除塵器灰斗、卸灰閥、除塵器提升閥和旁通提升閥）。20.80m平臺用于除塵器濾袋 換檢修和鍋爐尾部受熱面檢修。
3.3.6 灰斗設計
利用原除塵器灰斗裝置，各個除塵單元模塊下部配有單用小灰斗，除塵器收塵由小灰斗落入大灰斗。大灰斗設有料位指示器。保留原取灰方式和水沖灰等收塵處理。
大灰斗為密閉式，起儲灰斗作用。4.安裝及測試
#3爐除塵器于2004年5月6日投運； #4爐除塵器于2004年6月26日投運。自除塵器運行以來，運轉情況良好。運行3個月后，陜西省環境監測中心站現場監測，#3、4爐煙塵平均排放濃度分別為12.3mg/m3和18.2 mg/m3，達到了設計要求以及滿足新頒布的火電廠煙塵排放標準的要求。
2006年9月21日，通過了省、市環保局對除塵器改造項目的環保驗收，了與會人員的一致好評。與會人員的一致認為該項目符合環保驗收合格條件，項目技術、，采用袋式除塵技術在陜西電力系統尚屬首例，在 電力系統液態排渣爐上是應用，該除塵器改造項目具有推廣示范作用。

5 存在問題及建議
寶雞熱電公司鍋爐除塵器系統改造的主要特點在于高溫低阻，主要技術難點在于濾料使用壽命。作為濾料主材的PPS、P84纖維對160℃以上燃煤高溫煙氣存在抗化學腐蝕性能下降的問題，盡管我們對濾料采用了增厚、濾料結構梯度設置、PTFE整體浸滲、采用高強基布等措施，在今后運行過程中仍需時間的檢驗。
針對我國的燃煤狀況和鍋爐運行現狀，直接采用PPS、P84濾料需慎重，同時提出需加快適合國內鍋爐負荷運行調整、燃用不同煤種條件下長期使用的袋式除塵用濾料及其相關技術。

6.效益
寶雞熱電公司#3、4爐袋式除塵器的成功改造，年減少煙塵排放量近6000噸，可以減少煙塵排污費上百萬元。除塵器的改造成功的了當地的空氣環境質量，為企業的生存發展奠定了基礎，對當地的社會進步、經濟發展、安居樂業創造了有利條件，具有顯著的社會環境效益。