低壓脈沖式布袋除塵器在燃煤鍋爐中的應(yīng)用研究

常 磊

(河北高科環(huán)保集團(tuán)有限公司，河北 泊頭062100)

文章針對(duì)低壓脈沖式布袋除塵器在燃煤鍋爐當(dāng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行全面分析和探索。自從該除塵器設(shè)備投入燃煤鍋爐系統(tǒng)正式使用之后，整個(gè)配套低壓脈沖布袋除塵器的工作效果非常明顯，在標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)工作條件下，可運(yùn)行工作時(shí)間范圍內(nèi)持續(xù)運(yùn)行除塵工作效率可以達(dá)到99%以上，符合燃煤鍋爐的除塵工作標(biāo)準(zhǔn)，保證燃煤鍋爐工作的安全性和穩(wěn)定性。

1 燃煤鍋爐和低壓脈沖式布袋除塵器設(shè)備的結(jié)構(gòu)

1.1 電廠鍋爐結(jié)構(gòu)

電廠鍋爐是火力發(fā)電廠當(dāng)中非常重要的能量轉(zhuǎn)化設(shè)備，主要是由鍋爐本體和輔助工作設(shè)備兩個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，在工作過程中主要是將煤燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能進(jìn)行供應(yīng)，通過使用燃料產(chǎn)生的熱能對(duì)鍋爐內(nèi)部的水進(jìn)行加熱，同時(shí)將水變成水蒸氣供氣輪機(jī)設(shè)備使用。電廠鍋爐設(shè)備在工作過程中主要分為兩種形式，即循環(huán)流化床鍋爐和粉煤鍋爐，流化床鍋爐和粉煤鍋爐最大的區(qū)分主要表現(xiàn)在燃料的燃燒形式，流化床鍋爐主要是將固態(tài)的燃料流體化處理，以液體的流動(dòng)性質(zhì)促進(jìn)燃燒;而粉煤鍋爐主要是將煤炭磨細(xì)成煤粉，然后用空氣直接吹入到爐膛內(nèi)部進(jìn)行燃燒[1]。電廠鍋爐在工作過程中，首先，鍋爐需要通過燃料的燃燒，將燃料當(dāng)中的化學(xué)能進(jìn)行充分釋放，同時(shí)通過受熱面直接將熱量傳遞給水，讓水快速加熱和蒸發(fā)，然后轉(zhuǎn)變成水蒸氣。其次，通過汽輪機(jī)的做功將蒸汽所產(chǎn)生的熱能，直接轉(zhuǎn)化成高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，最后通過汽輪機(jī)有效帶動(dòng)發(fā)電機(jī)設(shè)備，將所產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能進(jìn)行輸送。

1.2 低壓脈沖式布袋除塵器設(shè)備的結(jié)構(gòu)

本次低壓脈沖布袋除塵器設(shè)備自身構(gòu)成為對(duì)稱結(jié)構(gòu)形式，主要包含上箱體、中箱體和下箱體三個(gè)主要構(gòu)成部分。上箱體在工作當(dāng)中主要是處理后潔凈氣體的工作區(qū)域，其中主要包含角箱體隔板結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)以及底部的花盤結(jié)構(gòu)。中箱體主要包含壁板短管以及進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口等幾個(gè)重要的組合工作單元，每一個(gè)組合工作單元又可以被劃分成兩個(gè)小倉式結(jié)構(gòu)，每一個(gè)小倉室結(jié)構(gòu)當(dāng)中共設(shè)置8 排布袋，每一排布袋的總數(shù)量為16 個(gè)，總共設(shè)計(jì)出1024 個(gè)布袋結(jié)構(gòu)。下倉體主要包含灰斗和絞籠部分，同時(shí)還有刮板等灰塵輸送系統(tǒng)。該除塵器在工作過程中的清灰工作方式，主要是以低壓脈沖吹噴方法為主，在每一個(gè)小倉室當(dāng)中各設(shè)置有吹噴管，總共設(shè)置8 排噴管結(jié)構(gòu)，共有64 個(gè)，設(shè)置在上箱體結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣是花盤的正上方部分，和花盤之間的垂直間距大小為200mm[2]。

本次布袋除塵器結(jié)構(gòu)當(dāng)中，鍋爐的尾部區(qū)域出口含有大量灰塵的煙氣，含塵氣體通過支路直接進(jìn)入到除塵器的后方，同時(shí)通過煙氣調(diào)節(jié)裝置的使用，將其均勻地分配到各個(gè)不同的倉室內(nèi)部進(jìn)行處理，同時(shí)在煙氣導(dǎo)流板的作用條件下，可以將其劃分成兩個(gè)主要的構(gòu)成部分，其中一部分煙氣會(huì)直接通過導(dǎo)流板進(jìn)入到下部灰斗當(dāng)中，同時(shí)也存在較大直徑的顆?；覊m沒有充分燃燒殆盡，在自身的重力作用下會(huì)直接落入到灰斗當(dāng)中。煙氣在灰斗內(nèi)部折流之后會(huì)直接進(jìn)入到箱體當(dāng)中進(jìn)行過濾處理，同時(shí)另一部分的煙氣會(huì)直接進(jìn)入到另一個(gè)箱體當(dāng)中進(jìn)行二次過濾處理。通過過濾處理完成之后的凈煙氣，會(huì)直接進(jìn)入到上箱體進(jìn)氣室當(dāng)中，其中每一個(gè)進(jìn)氣室內(nèi)部都設(shè)置有一個(gè)出口提升閥結(jié)構(gòu)，凈煙氣會(huì)直接通過出口位置的提升閥進(jìn)入到出口的煙道部分，最后將其直接排放到煙囪內(nèi)部。除塵器當(dāng)中通過使用內(nèi)置式旁通煙道，并且在煙道周圍設(shè)置出兩個(gè)旁通閥，通過旁通閥的設(shè)置可以對(duì)除塵器的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)性控制，并且可以保證工作狀態(tài)相互之間的有效切換[3]。

2 布袋除塵器清灰系統(tǒng)工作分析

2.1 布袋除塵器清灰系統(tǒng)控制

低壓脈沖式布袋除塵器內(nèi)部的清灰系統(tǒng)，主要是通過PLC 控制系統(tǒng)來進(jìn)行操作，該系統(tǒng)具有定時(shí)噴吹、定壓、噴吹以及人工手動(dòng)噴吹等幾種不同的控制功能效果，同時(shí)該系統(tǒng)還具備離線清灰和在線清灰兩種不同的清灰工作方法。定時(shí)噴吹工作主要是根據(jù)系統(tǒng)初始設(shè)定的工作時(shí)間展開控制灰塵噴吹工作，在一個(gè)清灰周期工作范圍內(nèi)，將每一個(gè)倉室依次進(jìn)行灰塵清理，同時(shí)通過定壓噴吹系統(tǒng)，可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的噴吹壓力大小，對(duì)各個(gè)不同倉室內(nèi)部進(jìn)行特定壓力的噴吹處理。當(dāng)進(jìn)口和出口的工作壓力差超過預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，各個(gè)倉需要進(jìn)行一次清灰工作，同時(shí)單次噴吹循環(huán)清灰處理之后，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測工作，判斷是否需要二次進(jìn)行循環(huán)噴吹處理。進(jìn)出口壓差值大小可以根據(jù)鍋爐在運(yùn)行過程中的實(shí)際工作情況來進(jìn)行針對(duì)性調(diào)節(jié)。手動(dòng)噴吹工作主要是通過相關(guān)工作人員，在工作現(xiàn)場通過手動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)內(nèi)部進(jìn)行清灰處理。

2.2 布袋材料選擇

低壓脈沖式布袋除塵器設(shè)備對(duì)于布袋的選用非常關(guān)鍵，除塵器的布袋選擇主要是根據(jù)實(shí)際處理工作中的含塵煙氣溫度大小、煙氣濕度、酸性氣體強(qiáng)度以及含氧量等各種情況進(jìn)行分析，布袋規(guī)格大小設(shè)定為Φ160×7500，使用國外進(jìn)口的PPS 材質(zhì)來做煙塵的過濾材料，并且對(duì)除塵器布袋展開PTFE 覆蓋膜處理，可以進(jìn)一步加強(qiáng)過濾袋的機(jī)械性能以及延長布袋的使用周期。PPS 纖維又稱為聚苯硫醚纖維材料，在實(shí)際應(yīng)用過程中具有較強(qiáng)的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性，并且對(duì)于所處理的含塵煙氣當(dāng)中的酸堿物質(zhì)等具有較強(qiáng)的抵抗能力，同時(shí)該材料還具有較強(qiáng)的耐水性和阻燃性，因此在燃煤鍋爐工作過程中除塵效果非常明顯，所表現(xiàn)出的經(jīng)濟(jì)效益更高[4]。

3 低壓脈沖式布袋除塵器使用過程中的注意事項(xiàng)

本次項(xiàng)目當(dāng)中為了充分保證除塵器的除塵效果，在實(shí)際應(yīng)用過程中通過設(shè)置定時(shí)和定阻兩種脈沖式清灰工作系統(tǒng)。該系統(tǒng)在實(shí)際工作過程中，可以通過可編程邏輯控制器設(shè)備來進(jìn)行操控，在使用過程中基于PLC 控制系統(tǒng)，基于特定的寬度和時(shí)間間隔，向其中發(fā)送相應(yīng)的脈沖工作信號(hào)，有效控制脈沖閥進(jìn)行工作。在工作過程中的氣體會(huì)呈現(xiàn)出外出工作狀態(tài)，通過脈沖閥噴向進(jìn)氣室進(jìn)入過濾袋當(dāng)中，氣體會(huì)在過濾袋當(dāng)中瞬間形成膨脹效果，并且通過內(nèi)部向外部進(jìn)行排放，將其積附在過濾袋外表面的粉塵清除系統(tǒng)當(dāng)中。在清灰工作當(dāng)中每噴吹一次的外出工作，時(shí)間通常情況下控制在0.1~0.2s，有效調(diào)整脈沖時(shí)間間隔以及脈沖工作時(shí)間，可以保證除塵器在工作過程中的阻力大小始終處于可控制的工作范圍之內(nèi)，脈沖時(shí)間長，脈沖間隔較短，則除塵器的工作阻力會(huì)有所下降，反之工作阻力會(huì)有一定的提升。

旁路保護(hù)主要是在脈沖式布袋除塵器的進(jìn)出口煙道位置設(shè)置相應(yīng)的旁路閥門，在工作過程中如果煙氣的溫度超過除塵所能承受的最高溫度時(shí)，或者承擔(dān)的壓力差超過設(shè)定值，無法得到進(jìn)一步控制的條件下，旁路閥門會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟，布袋除塵器的進(jìn)出口閥門位置關(guān)閉，煙氣會(huì)直接通過引風(fēng)機(jī)排放到煙囪當(dāng)中。旁路閥內(nèi)部會(huì)設(shè)有內(nèi)置式和外置式兩種形式，內(nèi)置式旁路閥主要是在布袋除塵器本體的進(jìn)出口煙道表面進(jìn)行設(shè)計(jì)，整體的結(jié)構(gòu)構(gòu)成比較緊湊。本體除塵器設(shè)有旁路閥，同時(shí)使用溫度自動(dòng)化控制系統(tǒng)泄漏的概率基本為零，具有開關(guān)更加靈活，控制工作更加穩(wěn)定并且具備預(yù)防積灰對(duì)整個(gè)工作系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響，防止積灰過多造成閥門關(guān)閉不嚴(yán)，或者是閥門無法開啟等各種問題[5]。

首先，為了進(jìn)一步提高低壓內(nèi)充式布袋除塵器設(shè)備的除塵工作效率，在實(shí)際工作過程中必須要充分考慮到過濾工作的風(fēng)速大小，如果過濾的風(fēng)速過小會(huì)直接造成布袋和鋼材料的消耗量上升，這樣會(huì)加大工作成本的投入量。如果過濾的風(fēng)速過高則會(huì)進(jìn)一步影響到除塵工作效率，同時(shí)會(huì)進(jìn)一步加快布袋的磨損程度。在布袋除塵器的制作工作當(dāng)中，必須要有效控制花盤的加工精度，通過使用沖壓工藝來進(jìn)行全面加工處理，同時(shí)需要及時(shí)清除孔徑周圍的毛刺問題，避免在安裝過程中對(duì)布袋造成破壞性影響。要充分保證旁通閥的密封性符合除塵器設(shè)備的工作標(biāo)準(zhǔn)，有效避免煙氣從旁通閥直接進(jìn)入到旁通煙道內(nèi)部，并且需要進(jìn)一步控制布袋的噴吹清灰周期，充分保證布袋可以始終處于最佳的工作過濾狀態(tài)。

其次，除塵器自身的本體結(jié)構(gòu)在安裝工作當(dāng)中，必須要充分做好密封處理，要保證箱體花盤以及灰度組件焊接工作完成之后，需要有效做好焊接縫的滲油實(shí)驗(yàn)分析工作，有效保證每一條焊縫都進(jìn)行充分密封不能存在漏氣等問題。在安裝除塵器上箱體密封蓋工作當(dāng)中，需要充分保證焊接縫位置的密封處理工作效果，同時(shí)還需要進(jìn)一步保證密封膠條使用的連續(xù)性，在接口位置需要預(yù)留出1~2mm 左右的膨脹間隙空間，有效避免上箱體的溫度過高造成膠條產(chǎn)生膨脹問題，進(jìn)而會(huì)直接影響到除塵器的密封效果。

最后，為了有效防止灰斗在下料口位置產(chǎn)生反潮板結(jié)現(xiàn)象，造成下料過程中存在阻礙性問題，需要在灰斗的側(cè)方區(qū)域增加振打裝置，或者是使用氣化裝置同時(shí)在灰斗的上方直接安裝加熱裝置，工作人員可以通過自動(dòng)化控制工作程序，有效掌控內(nèi)部材料的實(shí)際高度情況，以此有效滿足除塵器設(shè)備的正常工作要求[6]。

4 除塵器設(shè)備使用之后的維護(hù)處理

除塵器使用的正確與否會(huì)直接影響到過濾袋的使用性能和效果，進(jìn)而會(huì)直接關(guān)系到巖層的過濾處理質(zhì)量。在除塵器啟動(dòng)使用之前需要對(duì)布袋展開預(yù)噴涂處理，需要對(duì)除塵器設(shè)備工作性能情況進(jìn)行全面檢查和分析，同時(shí)還需要針對(duì)煙氣管道旁通閥、離線閥的密封狀態(tài)以及工作狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)還需要對(duì)輸灰結(jié)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)行工作情況和脈沖噴吹系統(tǒng)管路的密封性能進(jìn)行有效判斷。在除塵器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作當(dāng)中，必須要嚴(yán)格參照正確的操作規(guī)范要求來進(jìn)行處理，同時(shí)還需要周期性對(duì)設(shè)備展開維護(hù)處理，避免在后續(xù)的工作過程中對(duì)布袋除塵器設(shè)備的工作性能以及使用周期產(chǎn)生不良影響。在鍋爐設(shè)備正式停運(yùn)之后，清灰工作系統(tǒng)仍然需要繼續(xù)正常運(yùn)行，保證運(yùn)行兩個(gè)清灰周期之后，過濾袋表面的灰塵得到充分清理，有效防止灰塵在過濾袋的表面受潮產(chǎn)生硬化問題，同時(shí)為了充分避免過濾袋PPS 纖維在空氣中直接被氧化，需要直接關(guān)閉進(jìn)出口位置的煙道并且將除塵器灰倉進(jìn)行徹底清理，然后做好后續(xù)的密封工作。

5 結(jié)束語

綜上所述，低壓脈沖式布袋除塵器設(shè)備在工作過程中具有工作效率更高、本體耗電量較低、適用煤炭類型相對(duì)較廣，同時(shí)電梯系統(tǒng)構(gòu)成比較簡單、后續(xù)維護(hù)工作費(fèi)用較低等多方面優(yōu)勢，在我國各大燃煤電廠當(dāng)中應(yīng)用非常普遍。低壓脈沖式布袋除塵器設(shè)備在電場當(dāng)中使用一年之后，整體的設(shè)備工作穩(wěn)定性相對(duì)較高，同時(shí)在除塵工作效率煙塵排放濃度上達(dá)到了國家的要求標(biāo)準(zhǔn)，并且隨著制造水平的不斷提升，布袋除塵器設(shè)備在火力發(fā)電廠當(dāng)中的應(yīng)用前景將會(huì)更加廣闊，所展現(xiàn)出的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益更加明顯。