提高循环流化床锅炉电除尘效率的措施

2011-08-23王军

科学之友 2011年20期

王军

（中国石油锦西石化公司，辽宁葫芦岛 125001）

1 前言

循环流化床（CFB）锅炉技术是20世纪70年代发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧技术。燃料与脱硫剂在炉内经过多次循环，反复进行低温燃烧和脱硫反应，不但能达到低NOX排放和实现对SO2排放的控制，而且CFB锅炉还具有燃烧效率高、燃料适应性强、负荷调节性能好等优点，因此，近年来大型CFB锅炉在国内电厂锅炉中得到了较快发展。

CFB锅炉与煤粉锅炉相比，由于燃烧方式、燃料粒径等有很大区别，加之CFB锅炉在炉内进行喷钙脱硫，使排烟特性发生变化。循环流化床锅炉烟尘有3个明显的特点：①比电阻升高，容易产生反电晕现象；②进口含尘量大，容易产生电晕封闭；③灰尘黏度增大，细粉尘多容易造成阳极板和阴极线沾灰。

锦西石化热电公司二期有3台哈锅220 t/hCFB锅炉，配套3台鞍山环保105 m2静电除尘器。设备投产以来，我们实施了一系列的技术措施，有效的提高了电除尘效率。

2 采取的技术措施

热电公司电除尘器2003年全面投产运行以来，发现影响效率的主要问题有：电晕线肥大和阳极板粉尘堆积、高压短路、本体结构缺陷，针对这些问题，几年来陆续实施了相应的技术措施加以解决，取得了良好的效果。

2.1 针对电晕线肥大和阳极板粉尘堆积的技术措施

电晕线越细，产生的电晕越强烈，但因在电晕极周围的离子区有少量的粉尘粒子获得正电荷，便向负极性的电晕极运动并沉积在电晕线上，若粉尘的粘附性很强，不容易振打下来，于是电晕线的粉尘越积越多，即电晕线变粗，大大地降低电晕放电效果，这就是电晕线肥大；粘附性很强的粉尘有时还会在阳极板上堆积起来。以上两种情况都会使除尘效率降低。其产生的原因主要有以下几方面：①除尘器低负荷或停止运行时电除尘的温度低与露点，水或硫酸凝结在尘粒之间及尘粒与电极之间，使其表面溶解，当除尘器再次运行时，溶解的物质凝固或结晶，产生很大的附着力。热电公司为满足环保要求，经常停炉后继续运行电除尘，造成积灰和腐蚀。②CFB锅炉的粉尘的粘附性强，易于附着极板极线而不易分离。③漏风使冷空气从人孔门、烟道、膨胀节、绝缘套管等处进入电场，不仅会增加烟气处理量，而且会由于温度下降出现结露，引起电晕极结灰肥大、绝缘套管爬电和腐蚀等后果。④振打强度不够或振打故障，造成电晕线肥大和阳极板粉尘堆积，影响电流电压的升高。我们在日常实践中发现：当电流电压明显降低，调整控制器不起作用时，暂停电场一段时间（振打继续运行）重新投入后电流电压明显升高，而后运行参数又会返回原来状态，充分说明振打强度不够。二期电除尘采用的是顶部振打，振打力的不足及其易衰减、振打周期的原始设定未优化、振打控制器的高故障率等原因造成积灰不易清除。

通过以上原因分析，我们从两方面进行解决。

（1）采取措施减少除尘器本体漏风。除尘器漏风不仅会造成电晕线肥大和阳极板粉尘堆积，更会使烟尘流量增加，根据多依奇效率公式漏风增加了公式中的Q值，从而使效率η值降低；电除尘器本体顶部加热室区域、人孔门部分是漏风的主要方面，因此，通过对顶部振打穿顶套管加装丁橡胶防雨帽、对顶部面板内外层做防腐保温解决腐蚀问题、对加热风机进行闭路循环等措施来解决本体顶部加热室区域的漏风；对于人孔门密封，舍弃传统的石棉绳，采用性能优良的硅橡胶圈；另外，加强对膨胀节、入口烟道以及灰斗部分的检查，及时处理漏点。

（2）优化顶部振打。收集到的粉尘最终要靠振打来清除。振打是关键的环节。通过完善振打的控制系统来实现稳定性和灵活性，通过合理设置振打周期及振打力度来控制积灰和二次扬尘。优化顶部振打：一方面更新升级了振打的控制系统；原顶部振打控制器运行时系统自检时间长，无法可靠启动，上位机程序易出现故障，运行状态和故障状态判断混乱。对该系统升级为PT－PLC（触摸屏－可编程控制器）后，运行可靠，可实现灵活控制。另一方面，我们根据运行实际，依据前两个电场的振打周期T值少，振打力小，后两个电场振打周期T取大值，振打力大的原则对振打的周期和力度进行了试验确定。通过电除尘停运后的内部检查，措施实施后，有效的解决了电晕线肥大和阳极板粉尘堆积问题。

2.2 针对高压短路的措施

高压短路直接影响电除尘运行参数，发生高压完全短路后，二次电流I2上升，二次电压U2＝0，相应的电场失去除尘作用，高压短路对电除尘运行效率影响最大。热电公司电除尘器出现高压短路的原因有：①电场内极板、极线完全短路或积灰短路、高压电缆对地击穿。②电场或阴极绝缘瓷瓶严重受潮或进水绝缘降低，造成高压短路。高压瓷瓶破裂。③变压器故障。

解决电除尘高压短路，我们采取的措施有：①加强对变压器的维护，更换易损部件。②对电除尘的顶部加热装置进行了更新，提高其密封等级；顶部加热风机风系统实现闭路循环，减少外界冷空气进入加热室。③对顶部的四点开关进行了更新，做到良好密封，绝缘瓷瓶定期清洁。④对输灰系统进行了改造。为避免灰斗积灰而造成灰短路，我们给灰斗加装料位计以监视高料位，给输灰系统增加了一条母管以提高出力，给灰斗加装伴热系统和完善灰斗仓振器以强化落灰能力。

2.3 针对本体缺陷的措施

由于锅炉排烟温度超过电除尘的设计值，以及电除尘极板极线膨胀余量过小，使电除尘器极板极线变形；设计原因导致灰斗间凸台的存在；极板极线安装间距不合要求等本体缺陷导致除尘效率始终无法升高。本体的这些缺陷直接的影响是阴阳级的间距。

我公司的电除尘器是针对CFB锅炉粉尘较高比电阻、高入口粉尘浓度以及粘性大的特点选用的，其主要特点之一为同级间距的确定。在平均电场强度相同的情况下，间距从 400 mm下降，对除尘效率的影响是比较大的，见图1。

图1 平均场强对除尘效率的影响

阴阳级的间距保证措施：

（1）电除尘同电场有两个积灰斗，灰斗间有一道250 mm宽的凸台，该凸台距离阴极底部固定框架最近处有300 mm间距，该处积灰会造成阴极对地间距变小甚至短路，该处的改造方案经过对比论证，选用了2010年大修时对二期6号电除尘的改造方案。即对阴极底部固定框架在灰斗间凸台正上部分的槽钢进行处理，增高凸台与框架的间距。

（2）对膨胀问题进行处理。由于锅炉排烟温度较设计值增加了 50 ℃以上，使电场中的极板极线发生了变形，经检查板线间距最小值甚至只有145 mm。因此，在对变形的极板极线进行校正后，每个电场除了4排用来悬吊的极板极线外，其余极板极线下部固定框架的膨胀余量进行了加大。

（3）每次电除尘大修，均对间距进行重新调整，满足同级间距400±10 mm的要求。