330 MW机组电改电袋除尘器清灰制度优化和喷吹参数设定探讨

李伟，潘云

(国电环境保护研究院，江苏南京 210031)

330 MW机组电改电袋除尘器清灰制度优化和喷吹参数设定探讨

李伟，潘云

(国电环境保护研究院，江苏南京 210031)

分析了电袋复合除尘器袋式除尘单元清灰效果的影响因素，并对某热电厂330MW机组燃煤锅炉电改电袋复合除尘器的清灰制度进行了优化。重点对比了优化前后的电袋复合除尘器的清灰频率、清灰周期、运行阻力等参数的大小，优化结果可以作为大型燃煤锅炉电改电袋复合除尘器清灰制度的借鉴。

电袋复合除尘器;清灰效果;清灰制度

0 引言

近年来，随着滤袋材质、清灰装置和运行管理等关键技术问题的逐步解决，国内燃煤电厂特别是燃用低硫煤的城市电厂采用袋式除尘技术，尤其是将现役电除尘器改造为电袋复合除尘器的比例迅速提高［1－2］。电袋复合除尘器的清灰效果是影响设备运行阻力和滤袋使用寿命的重要因素之一，其直接影响着除尘效率、滤袋及脉冲阀寿命和设备能耗，是决定除尘器乃至整个锅炉运行的关键［3］。

电袋复合除尘器的清灰性能取决于清灰方式的选择和滤料、粉尘的特性。目前，由于脉冲喷吹袋式除尘工艺具有的清灰效率高、运行稳定、对过滤风速和运行阻力影响小等优点而成为电改电袋复合除尘器方案中首选的清灰方式。大量的研究结果和工程应用表明，对于脉冲喷吹袋式除尘器，脉冲喷吹结构参数和清灰制度(包括清灰模式和清灰参数)的设置和选择对于电袋复合除尘器的技术性能和经济性有着至关重要的意义［4］。

由压缩空气系统、气包、控制阀、脉冲阀、固定喷吹管、喷嘴(或喷孔)等组成的清灰系统，是目前国内外燃煤电厂袋式除尘器使用较广、较有效的一种脉冲喷吹清灰系统。在喷吹孔径、喷吹距离、滤袋规格及滤料特性已经确定的前提下，本文主要对影响电袋复合除尘器袋式除尘单元脉冲清灰性能的因素进行分析，并针对某电厂330MW机组电袋复合除尘器在不同工况下脉冲清灰制度和清灰参数的优化和设定进行讨论。

1 清灰过程及其影响因素

1.1 滤袋清灰过程

以常用的管式脉冲喷吹袋式除尘器为例，在除尘器的运行过程中，含尘气体由除尘器进口喇叭进入过滤室，由滤袋外部进入内部，由下向上进入净气室中，粉尘在此过程中被阻留在滤袋的外表面，净气室中的干净气体通过净气出口排出，如图1所示。

当除尘器压差达到一定数值或者过滤持续一定时间，电磁阀将控制脉冲阀打开，气包中的高压气体沿着喷吹管从喷嘴中高速喷出，高速气流及其所引起的诱导气流进入滤袋中，使滤袋急剧膨胀、收缩，产生冲击振动，同时气流由内向外喷出，使附着在滤袋外表面的粉尘脱落，落入灰斗。

图1 低压脉冲喷吹清灰系统示意

1.2 除尘器清灰效果的影响因素分析

影响袋式除尘器清灰效果的因素很多，除了前面提到的清灰系统的结构参数、喷吹参数、清灰制度的设定外，还包括煤质、滤料、锅炉运行负荷等。锅炉燃烧煤质的变化必然引起烟气含尘浓度的变化甚至性质的改变;锅炉运行负荷的变化则会带来烟气量的变化。烟气含尘浓度及烟气量变化都导致清灰过程的运行参数变化，清灰效果也不同。但这些锅炉工况的变化并非除尘器本身能够控制，我们需要做的是，在这些工况发生变化的时候，即时调整清灰参数。下面重点讨论的是清灰系统喷吹参数的变化对除尘器清灰效果的影响:

(1)结构参数。脉冲喷吹气流从喷吹管喷出的是气体射流，要使进入滤袋的喷吹气量大且均匀，喷吹压力、喷吹气量及诱导的空气量起决定作用。研究结果表明，影响清灰效果的结构参数主要包括喷吹孔径、喷吹距离(喷嘴与袋口之间的距离)、滤袋的规格以及滤料的特性等［5－6］。因此，对清灰制度的设定和优化主要是在以上喷吹结构参数特定的情况下，确定整台除尘器各个通道(单元)的清灰逻辑和喷吹参数的合理搭配，以满足清灰效果。

(2)喷吹参数。喷吹参数一般包括喷吹压力(脉冲清灰时压缩空气的压力)、脉冲时间(一次喷吹过程中，脉冲阀启闭的时间)、喷吹间隔时间(相邻两个脉冲阀喷吹的间隔时间)、喷吹周期(同一个阀两次喷吹间隔时间)。研究结果表明，脉冲时间越长，清灰效果越好。当脉冲时间超过100ms时，除尘器的压力损失随脉冲时间的增加只有很小的降低，这时候再增加脉冲清灰的时间对加强清灰效果的意义就不大了;而且脉冲时间越大，系统压缩空气的消耗量越大［6］。

喷吹周期的长短会直接影响除尘器的压力损失、压缩空气用量以及脉冲阀动作部件(主要是膜片)的寿命。在除尘器运行阻力允许的条件下，应尽量延长清灰周期以减少压缩空气的用量，同时也可以减少喷吹系统部件的磨损，延长滤袋和脉冲阀的使用寿命［2，4－5］。从脉冲喷吹清灰系统的清灰过程可以看出，对于选定了滤料的除尘器过滤一定的含尘气流时，在喷吹系统的结构参数、滤料的特性已经确定的情况下，清灰制度和喷吹参数的设定决定着除尘器的清灰性能和运行效果［7］。

1.3 除尘器清灰制度

330MW机组电袋复合除尘器袋式除尘单元由四个通道组成，每个通道分为三个部分。每个通道均设106只脉冲阀。布袋的清灰是通过脉冲阀的间隔喷吹来实现的。除尘器运行时采用压差喷吹方式，每个通道的清灰过程是相对独立进行的。

每一通道设有压差检测点(花板上、下分别设压力检测点)，当压差≥喷吹压差设定值，即喷吹阻力(初设P1=850Pa)时，开始该通道的喷吹循环，循环一周(即该通道所有106只脉冲阀均喷吹一次)后，检测压差。若压差≤喷吹压差设定值(初设P2=700Pa)时，本次循环结束，停止喷吹;若压差≥喷吹压差设定值(P2=700Pa)时，则继续循环一周，依次根据压差值来执行喷吹循环。

P1，P2为上位机手动设定值，在500～1500Pa可调，滤袋使用初期残余阻力比较低，则设较低值。脉冲阀的喷吹脉冲时间为上位机手动设定值，在100～150ms可调。两只脉冲阀间的喷吹间隔为上位机手动设定值，在4～200s可调。热态调试后，袋式除尘单元的喷吹参数设定如表1所示。

表1 袋式除尘单元(每个通道)喷吹参数

2 运行情况分析和清灰制度优化

2.1 运行情况分析

袋式除尘单元各参数的数据采集是在电袋复合除尘器调试完毕投运三十天，待滤袋残余阻力稳定后进行的。数据采集时机组负荷为260～310MW (机组最大负荷为330MW)。

运行一段时间后，发现袋式除尘单元运行阻力一直较高，平均在700～800Pa，并且各个通道运行阻力偏差较大。尤其是喷吹一个循环后各个通道压差谷值相差较大，最高达300Pa，间歇性地影响着各个通道风量的平衡。更重要的是，当袋式除尘单元阻力达到800Pa时开始喷吹，往往喷吹到30～40只脉冲阀(每一个通道106只脉冲阀)的时候，阻力就已经小于700Pa，甚至烟气负荷低时小于500Pa。这样就造成剩下70只左右脉冲阀喷吹的浪费。

2.2 喷吹制度的优化

通过多方面考虑和多次的试验，我们决定对电袋复合除尘器中袋式除尘单元的喷吹制度进行优化。具体措施为:当压差≥喷吹压差设定值，即喷吹阻力(重新设定P1=700Pa)时，开始该通道的喷吹循环，当检测到压差≤喷吹压差设定值(重新设定P2=600Pa)时，立即停止本次循环的喷吹;待再次检测到该通道压差≥喷吹压差设定值(P1=700Pa)时，则从上次循环终止点处的脉冲阀开始继续喷吹，依次根据压差值来执行喷吹循环。

喷吹参数和清灰逻辑优化后运行一段时间，发现袋式除尘单元运行阻力只有600Pa左右，比优化前下降了100～200Pa;并且各个通道的运行阻力也大致相当。更重要的是，逻辑优化后大大降低了喷吹频率(12h单个通道喷吹次数减少达25%)，相当于延长了清灰周期，参数统计见表2。

表2 袋式除尘单元统计参数

喷吹次数的减少对于保护滤袋，延长滤袋和脉冲阀的寿命具有重要的意义。运行阻力的降低和各通道阻力的平衡也在一定程度上降低了设备能耗。

当然，以上P1和P2等运行参数可以根据锅炉的负荷、烟气条件等工况的变化进行灵活的调整。在确保设备稳定运行的前提下，尽可能的减少喷吹次数，降低其能耗。

3 结语

(1)电改电袋复合除尘器过程中，清灰制度对于袋式除尘器的稳定运行和能耗降低意义重大，在保证设备运行稳定的前提下，应尽可能针对不同工况对喷吹制度进行优化。

(2)该330MW机组电改电袋复合除尘器的喷吹制度合理，运行稳定，各项性能指标均能达到设计要求，优化后的喷吹制度和运行参数对大型电袋复合除尘器可靠运行具有重要的参考价值。

(3)喷吹制度优化后，电袋复合除尘器在保持相同喷吹压力的条件下，具有较低运行阻力，降低了能耗;并且能够大大减少喷吹频率，延长了滤袋和脉冲阀的使用寿命。

［1］姚群，陈隆枢，陈志伟，等.燃煤电厂锅炉烟气PM10排放控制技术与应用［J］.电力环境保护，2007，23(2):27－29.

［2］肖宝恒.燃煤电厂电除尘器增效改造的途径［J］.电力环境保护，2007，23(6):13－15.

［3］陈隆枢.我国袋式除尘技术的现状和发展［J］.冶金环境保护，2003，(1):48－52.

［4］杨学莲.袋式除尘器脉冲喷吹清灰过程的数值计算［D］.西安:西安建筑科技大学.

［5］刘华，茅清希，吴利瑞，等.滤袋脉冲喷吹清灰力学机理探讨［J］.同济大学学报(自然科学版)，2002，(3):273－280.

［6］孟令县，李伟，裴爱芳，等.电改电袋复合除尘器在220 MW机组上的应用［J］.电力环境保护，2010，26(2):40－42.

［7］党小庆，李伟，马广大，等.电袋复合除尘器性能对比试验研究［J］.电力环境保护，2007，23(6):1－3.

［8］刘氏焱，张继梅，周欣.“电改袋”技术在130 t/h煤粉炉烟气除尘系统改造中的应用［J］.电力科技与环保，2010，26(2):46－49.

［9］中国环境保护产业协会袋式除尘委员会.我国袋式除尘行业2010年发展综述［J］.中国环保产业，2011，(5):21－34.

［10］涂建华，袁伟锋，朱培君.电除尘器气流分布的等效阻力法模拟计算［J］.环境工程，2004，22(5):37－39.

Discussion on cleaning institution optimization and pulse－jet parameter setup on Electrostatic－bag Precipitator(EBP)rebuilding form ESP of 330MW units

Influencing factors of cleaning effect of bag－dusting unit of Electrostatic－bag Precipitator(EBP) were analyzed briefly.The cleaning institution optimization of Electrostatic－bag Precipitator rebuilding form Electrostatic Precipitator of 330MW units in thermal power plant was essentially discussed.The parameters before and afer optimization such as the cleaning frequency，the period of bag cleaning and the running resistance of E-lectrostatic－Bag Precipitator were compared.Outcome of the optimization provides reference for cleaning institution of macro－scale of Electrostatic－Bag Precipitator.

EBP;cleaning effect;cleaning institution

X701.2

B

1674－8069(2012)01－039－03

中国国电集团重大科技项目(08294)

2011-08-25;

2011-12-08

李伟(1982-)，男，江苏扬州人，硕士，工程师，从事电力环境保护科研和工程设计工作。E－mail:qier523@163.com