200t/h液态排渣燃煤电厂锅炉改造工程中袋式除尘

1、概况
陕西宝鸡热电有限责任公司50MW发电机组配套的200t/h液态排渣燃煤粉电厂锅炉2台（即3#炉和4#炉），球磨机制粉细度R90=10～13%；炉膛温度较高，炉膛捕渣率35%；尾部过热器和竖向烟道惯性捕集烟尘10～15%。主要燃用低硫煤（华亭煤等）。因此，排出的飞灰与固态排渣燃煤粉锅炉相比偏细。
当地环境监测站测试烟尘排放浓度为1560mg/mN3，年烟尘排放量达到6000吨左右。改造前锅炉除尘器为单元复合多管旋风除尘器。加之该公司位于市区附近，锅炉烟囱的排放可见污染物（烟尘）明显，成为影响当地大气环境的主要污染源。
由于该公司锅炉由原发电功能转变为热电联产，使用剩余寿命高出原设计时间；考虑环保要求不断提高、以及宝鸡市建设 环保模范城市需要，需对除尘器进行改造。
宝鸡热电 电除尘设备改造方案，针对原除尘器现场位置狭窄及燃煤情况，委托电力设计部门进行了可行性研究论证工作（2002年11月）。设计论证认为现场条件只可以设置三电场静电除尘器，改造设计除尘效率为99.2%，烟尘排放浓度在100 mg/mN3左右，计划工期13个月，工程概算2000余万元左右。由于该工程改造方案费用高、工期长、影响热电生产，致使除尘器改造工作难以展开。
2006年8月下旬，陕西省环境监测中心站对除尘器进行现场监测，3#炉、4#炉烟尘平均排放浓度分别为12.3mg/mN3和18.2 mg/mN3；9月下旬通过陕西省环保局组织的工程验收。借鉴国内使用锅炉布袋除尘器的成功经验，我们对宝鸡热电锅炉除尘器改造提出了采用袋式除尘器的方案（2005年6月）。针对宝鸡热电液态排渣电厂锅炉排烟温度高（200℃左右）、系统要求阻力低（1000Pa）、不改动其它辅机设备，在原除尘器位置上把复合多管旋风除尘器 换为 除尘器的等要求，进行该公司袋式除尘器工程技术改造的调研、改造设计、设计审查等工作，提出了具有投资少，，工期短的工程改造实施方案。2006年3月—6月完成了改造施工安装工作，工程施工期3#炉45天（2006年3月28日开始）、4#炉30天（2006年5月28日开始），施工安装结束后即投运使用。
2、锅炉设备状况
2.1锅炉技术参数
锅炉型式：П型炉 开式单室液态排渣炉
锅炉制造商：捷克斯洛伐克共和国
过热蒸汽温度: 540 ±10 ℃
锅炉捕渣率: 35 ％
排烟温度： 150 ℃
燃煤消耗量： 21~25 t/h锅炉额定蒸发量： 200 t/h
过热蒸汽压力： 9.41 Mpa

2.2风机参数
型号 Y5-2×29N0.23.1F型双吸引风机
数量 2 台，电机功率 300 KW
额定电流 37.5 A
转速 740 rpm
流量 230106 m3/h
全压 380×9.8 Pa

2.3 除尘器设计参数

除尘效率 ≥ 99.8 %
除尘器本体阻力 ≤1000 Pa
除尘器上平面标高高度 ≤ 21 m
入口含尘气体量 430000 m3/h
入口含尘气体温度 145～190 ℃ （夏季炉尾排烟温度偏高170~210℃）
除尘器入口含尘量 ≤ 25 g/Nm3
除尘器出口含尘量： ≤ 50 mg/Nm3
两台引风机设备保留；两水泥灰斗、除灰装置保留；除尘器露天布置。
3、袋式除尘器系统
3.1 除尘系统流程
锅炉排出的含尘气体在除尘系统中的流程如下：
┌————→旁通烟道———→┐
锅炉——→主烟道——→布袋除尘器——→主烟道——→引风机—— →排烟道——→烟囱
↓（收尘）
储灰斗——→输灰系统——→灰罐车运输
↓
水冲灰
锅炉引风机由主烟道抽气并排至排烟道，由烟囱高空排放。
布袋除尘器收尘经过除尘器下部卸灰阀（原除尘系统重力双翻板阀保留）流入储灰斗（原除尘系统保留）。根据需要进行干灰使用（原输灰系统保留）或水冲灰。锅炉排出的含尘气体进入炉尾主烟道；正常工作时，打开各除尘器单元前后的阀门使烟气进入布袋除尘器进行除尘，除尘后烟气进入风机前主烟道，此时旁通烟道阀门关闭；锅炉喷油点炉时，打开旁通烟道阀门使燃油烟气通过进入风机前主烟道，关闭各除尘器单元前后的阀门；
3.2 主要设计参数
表1 锅炉袋式除尘器系统主要设计参数
序号 项 目 单 位 参 数
1 处理烟气量 m3/h 430000
2 入口烟气含尘浓度 g/Nm3 ～269；3 滤袋正常使用温度 ℃ 连续运行温度120~180℃，短时温度190℃—210℃
4 清灰气源设备参数 MPa 0.35～0.65（压缩空气压力）
5 脉冲阀 个 DMF-Z-50S，216只/台
6清灰频率 S 定阻清灰，900Pa，可以调整
7 出口粉尘浓度 mg/ Nm3 ≤50
8 本体阻力 Pa <1000
9 过滤速度 m/ min 1.00
10 过滤面积 m2 7162
11 滤袋规格 mm Φ120×5500，3456条
12 滤袋材质 / HBT复合高温滤料
3.3 系统设计的主要特点
3.3.1滤袋

选用美国、日本、奥地利等国生产的聚苯硫醚（PPS）纤维、聚酰亚胺纤维（P84）纤维等材料，按照 标准生产工艺加工生产复合梯度过滤材料。
滤袋设计直径为120㎜，比通常采用的150㎜的滤袋直径小20%，每四个袋中心线间距200×180㎜，除尘布袋外开放空间的面积比采用150㎜滤袋大24.2%。较大的开放空间使上升气流的速度降低，减少上升气流携尘量和降阻。
本次滤料设计运行温度120~180℃，上限工作温度190℃，短时工作温度210℃。
3.3.2 烟气分配装置
采用側向进气分配器，均匀分配含尘气体，同时可对粗颗粒烟尘进行预分离，避免含尘气体直接冲刷滤袋，进一步提高整个除尘装置的效率和性。
3.3.3 滤袋连结方式
除尘器的滤袋、框架、文丘里喷嘴及挂袋板的联接采用了弹簧涨圈式装置，考虑滤袋安装方便，袋笼采用两节对接。安装和 换滤袋方便。滤袋从箱体上部安装和抽出。
3.3. 4 脉冲喷射清灰
采用压缩空气（0.35～0.65MPa）诱导被净化的气体组成脉冲气流清灰。清灰控制采用定压差（900Pa，单元除尘器滤袋前后设检测点，压差可调节）或定时两种方式。清灰气流导引采用具有二次气流诱导功能的双风道文丘里喷嘴袋笼。
3.3.5 平台设计
除尘器系统设计有两个平台。9.00m平台主要用于运行设备检查（除尘器灰斗、卸灰阀、除尘器提升阀和旁通提升阀）。20.80m平台用于除尘器滤袋 换检修和锅炉尾部受热面检修。
3.3.6 灰斗设计
利用原除尘器灰斗装置，各个除尘单元模块下部配有单用小灰斗，除尘器收尘由小灰斗落入大灰斗。大灰斗设有料位指示器。保留原取灰方式和水冲灰等收尘处理。
大灰斗为密闭式，起储灰斗作用。4.安装及测试
#3炉除尘器于2004年5月6日投运； #4炉除尘器于2004年6月26日投运。自除尘器运行以来，运转情况良好。运行3个月后，陕西省环境监测中心站现场监测，#3、4炉烟尘平均排放浓度分别为12.3mg/m3和18.2 mg/m3，达到了设计要求以及满足新颁布的火电厂烟尘排放标准的要求。
2006年9月21日，通过了省、市环保局对除尘器改造项目的环保验收，得到了与会人员的一致好评。与会人员的一致认为该项目符合环保验收合格条件，项目技术可靠、，采用袋式除尘技术在陕西电力系统尚属首例，在 电力系统液态排渣炉上是率先应用，该除尘器改造项目具有推广示范作用。

5 存在问题及建议
宝鸡热电公司锅炉除尘器系统改造的主要特点在于高温低阻，主要技术难点在于滤料使用寿命。作为滤料主材的PPS、P84纤维对160℃以上燃煤高温烟气存在抗化学腐蚀性能下降的问题，尽管我们对滤料采用了增厚、滤料结构梯度设置、PTFE整体浸渗、采用高强基布等措施，在今后运行过程中仍需得到时间的检验。
针对我国的燃煤状况和锅炉运行现状，直接采用PPS、P84滤料需慎重，同时提出需加快适合国内锅炉负荷运行调整、燃用不同煤种条件下长期使用的袋式除尘用滤料及其相关技术。

6.效益
宝鸡热电公司#3、4炉袋式除尘器的成功改造，年减少烟尘排放量近6000吨，可以减少烟尘排污费上百万元。除尘器的改造成功的了当地的空气环境质量，为企业的生存发展奠定了基础，对当地的社会进步、经济发展、安居乐业创造了有利条件，具有显著的社会环境效益。