兰州生物质锅炉除尘器的设计方案与制造工艺

　　1、生物质锅炉除尘器结构

　　电厂1号、2号机组锅炉采用长袋低压脉冲布袋除尘器，除尘器本体采用双列对称布置，箱体共分为4个大室，每个大室又分为2个小室，每个小室布置了9排布袋，每排有布袋14个。布袋清灰方式为固定行脉冲喷吹，喷吹管每室9排，共72支，位于净气室花板上部，距花板垂直距离200mm。

　　布袋除尘器结构如图1所示。烟气从进气口进入除尘器后，通过百叶阀调节风量使之均匀分配到每个仓室，并在分流板的作用下分成两部分，其中约40%的烟气沿分流板折流向下进入灰斗，然后再向上进入箱体进行过滤，直径较大的颗粒及未燃尽的燃料在重力作用下直接落入灰斗。其余约60%的烟气垂直上升进入中部箱体，然后扩散到布袋区。2路气体经过布袋过滤后进入上部净气室，每个净气室内布置1个提升阀，过滤后的烟气通过提升阀排人出气烟道，由引风机排向烟囱。

　　除尘器的进、出口烟道及旁通烟道均采用内置式结构，进、出口烟道被隔板分隔，通过控制烟道内的旁通阀可实现过滤状态与旁路状态间的切换。旁路烟道内对称布置了4个旁路阀，若满负荷状态下将其同时打开，则烟气旁路阻力低于1000Pa。

　　2、生物质锅炉除尘器清灰控制：

　　布袋除尘器清灰采用PLC控制，具有定时、定压、手动3种控制功能以及在线、离线2种喷吹控制方式。定压控制即按设定压差进行控制，除尘器进、出口压差超过设定值(1300Pa)时，各室自动依次清灰1遍，喷吹循环结束后自动检测是否需要再次循环，除尘器进、出口压差设定值可根据除尘器的原始阻力和运行情况进行调整;定时控制即按设定时间进行控制，每隔1个清灰周期，各室依次清灰1遍;手动控制即通过现场控制柜手动对各室清灰;在线清灰即喷吹清灰时，打开清灰的仓室提升阀，其余各室提升阀关闭;离线清灰即喷吹清灰时，关闭清灰的仓室提升阀，其余各室提升阀也关闭。

　　3、生物质锅炉除尘器滤料的选用：

　　布袋除尘器滤料的选用应根据含尘气体的温度、湿度、粘度、酸碱性以及火星含量等因素综合考虑。宿州生物质能电厂采用日本进口的PPS作为滤料，布袋的规格为d160mm×6800mm，进行了防水、防油及PTFE浸渍深层处理，以使其在恶劣的环境中保持良好的过滤性能。PPS对酸、碱和火星都有很强的抵抗能力，并具有很强的耐水性和阻燃性，其抗拉、抗磨、抗折等物理性能良好。PTFE浸渍深层处理是在滤料每根纤维表面均匀覆盖1层PTFE涂膜，使得滤料的抗酸碱和抗氧化能力加强，同时由于纤维间隙变小，能更有效地防止粉尘的潜入，提高除尘效率。但是，PPs的耐氧化能力弱，被氧化程度随含氧量及温度的升高而剧增，因此PPS滤料的连续工作温度应根据烟气的含氧量来确定。图2为PPS的连续工作温度与烟气含氧量的关系，由图2可见当含氧量为8%时，连续工作温度为155℃，而当含氧量增至10%时，连续工作温度则不应超过150℃。

　　4、生物质锅炉除尘器布袋的防护：

　　在除尘器运行中，布袋破损的主要形式有烧毁、磨损、袋底撕裂、开线等，造成除尘器布袋烧毁的主要原因是烟气超温(烟气温度超过布袋的工作温度)和火星烧袋。防止烟气超温烧袋的主要措施有：(1)在锅炉出口的烟道上装设冷风阀，或采用喷水降温措施。宿州生物质能电厂在设计时采用冷风阀，气缸直径为600mm，由热平衡方程计算可知，当烟气温度达到一定时冷风阀打开，烟气温度可降低15℃以上;(2)若烟气温度持续上升达到旁通阀开启温度时，各分室提升阀关闭旁通阀打开，烟气直接经旁路烟道排出。

　　防止火星烧袋的措施有：(1)选择防火材质的滤袋;(2)采用预喷涂技术对布袋进行预涂灰，确保布袋表面的初始层厚度;(3)采用预除尘技术，宿州生物质能电厂的除尘器本体结构采用气流分布挡板，避免了火星直接撞击布袋，同时使直径较大的未燃尽颗粒直接落人灰斗。

　　造成布袋磨损的主要原因有：(1)烟气分布不均，气室局部过滤风速过高，致使粉尘加剧冲击，磨损布袋;(2)布袋间的距离过小造成布袋间碰撞磨损，或是笼骨弯曲、笼骨与布袋底部间隙过小等造成的布袋与笼骨间的碰撞磨损;(3)喷吹管喷嘴与布袋口的竖直偏差较大，使喷吹管喷出气流直接冲刷布袋上段产生磨损;(4)布袋清洗太频繁或喷吹压力过高亦会加速布袋的磨损。减小布袋磨损的措施有：(1)设计时应合理分布布袋，均衡气流，宿州生物质能电厂采用的气体2路分流方案有效解决了局部气流速度过高导致的布袋磨损问题;(2)安装时应控制好喷吹管喷嘴与布袋口的对正关系;(3)运行初期应保持较低的喷吹压力和较长的喷吹周期，在布袋的表面保持一定厚度的粉尘初始层。

　　5、生物质锅炉除尘器设计与制造中的其它问题

　　5.1除尘效率的控制：要保持高效除尘应注意以下几点：(1)过滤风速应合理。风速过高不但会使除尘效率降低同时还会造成布袋的过度磨损，风速过低则造成布袋和钢材的耗量增大。宿州生物质能电厂的过滤风速为0.90m/min，单室离线喷吹时过滤风速为1.03m/min。(2)控制花板孔加工精度(孔径和定位精度)，应采用冲压工艺加工成型，冲压后孔的两边应去毛刺并打磨干净。(3)必须保持旁通阀密封良好，否则会使部分烟气直接经旁路烟道排出。

　　5.2本体的密封性：除旁通阀的密封外，还必须做好除尘器本体的密封：(1)除尘器在拼装时焊缝应做煤油渗漏试验，确保焊缝严密不漏气，拼装的缝隙必须封死;(2)密封除尘器顶盖，否则不但漏气严重，而且由于箱体内是负压，下雨时还会造成雨水的吸人，使布袋淋湿，灰尘板结，下灰不畅。

　　5.3过滤状态与旁通状态间的切换：除尘器过滤状态与旁通状态相互切换时，必须保持除尘器内压力平稳。宿州生物质能电厂布袋除尘器在调试时发现，过滤状态与旁通状态相互切换的瞬间压力陡然上升，特别是烟气流量大时，压力上升加剧，并且在旁通阀关闭时各分室提升阀滞后1～2s才打开。对此，将PLC控制程序调整为提前打开提升阀，5s后再关闭旁通阀。同样，在各分室提升阀关闭前旁通阀也提前5s打开。调整后过滤状态与旁通状态切换时压力变化平稳。

　　5.4灰斗下灰不畅：由于生物质能燃料灰质较轻且含湿量较高，因此造成灰斗下灰不畅。为此，灰斗通常采用电加热或蒸汽加热，同时配有振打装置或灰斗雾化装置。另外，灰斗的下灰料位不能超过灰斗高度的2/3，灰斗壁板的角度必须大于60。，下灰口尺寸不应小于400mm×400mm。

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