300 MW机组布袋除尘器运行中存在的问题分析

2013-03-05王方勇王伟

湖南电力 2013年2期

关键词：清灰吹灰滤袋

王方勇，王伟

(华润电力 (涟源)有限公司，湖南娄底 417100）

300 MW机组布袋除尘器运行中存在的问题分析

王方勇，王伟

(华润电力 (涟源)有限公司，湖南娄底 417100）

介绍涟源电厂布袋除尘器的运行情况，分析运行中存在的问题，并提出故障解决办法和改进措施。

布袋除尘器;滤袋;压差

根据环保的要求及煤质特性，华润电力 (涟源)有限公司 (以下简称涟源电厂)锅炉烟气除尘采用布袋除尘器，出口烟尘排放浓度小于50 mg/Nm3。按115%设计煤种烟气量、在除尘器入口烟气温度值上再提高10℃、除尘器的1个袋室离线清灰时仍可满足除尘效率的标准设计。由于锅炉燃煤煤质变化较大，低位发热量远低于设计值，比设计煤种约低6 697 kJ/kg，灰分约高16%，运行3年多，除尘器暴露出许多问题。

1 概况

1.1 基本结构和主要性能

涟源电厂布袋除尘器采用低压旋转脉冲反吹(LPPJFF)布袋除尘技术，由山东圣杰能源环境工程有限公司设计、制造，采德国鲁奇公司 (Lurgi-Lentjes)技术，滤袋由奥伯尼公司生产。布袋除尘器采用露天布置，为外滤式除尘，采用下进气，中间烟道结构，整体分为A，B两侧，每侧有4个袋室，烟道从中间通过，上部是净烟气烟道，下部为原烟气烟道。每个袋室顶部配有1套自动旋转脉冲反吹装置。

清灰系统由8套清灰装置组成，对应8个袋室，每套清灰装置安装在对应的袋室顶部。清灰装置包括旋转机构、储气罐和脉冲阀。来自罗茨风机的压缩空气经过分配支管进入储气罐再通过膜片阀，以高能脉冲的形式进入清灰空气歧管，空气歧管将一束低压大流量空气瞬间喷吹入开口的滤袋顶部，依次对各滤袋进行清灰。脉冲空气喷吹方向与烟气流方向相反，导致滤袋逆流烟气流方向急剧膨胀，脉冲消失后又迅速弹回。被清除的粉尘保持大块状形态落入下部灰斗，然后经气力输灰系统带出。

1.2 布袋性能参数及使用要求

1.2.1 布袋性能参数 (见表1)

表1 滤袋性能参数表

1.2.2 布袋使用要求

1)持续输入的烟气温度至少要高于酸露点或水露点温度25 K。

2)持续操作除尘器，1年最多停机次数:10次/年。

3)滤袋表层有足够且分布均匀的灰饼。

4)袋式除尘器在开始使用前必须进行预热(由灰斗加热系统进行)。

5)袋式除尘器在安装后和长时间停机后的第1次启动前进行预涂灰。

6)入口烟气量≤设计工况烟气量，原烟气粉尘含量≤设计含尘量。

7)除尘器在压差0.8 kPa以下采用慢速清灰模式运行，压差在1.0 kPa左右采用正常清灰模式，压差在1.5 kPa以上采用快速清灰模式。

1.3 技术特点

清灰采用低压-大流量空气反吹方式进行清灰;清灰机构采用机械旋转喷吹臂，脉冲阀采用大直径喷吹阀，数量少，寿命长，可靠性高;清灰效率高，滤袋寿命长;采用模块化设计，因此除尘器从设计、生产到安装施工周期都很短。

2 运行中存在的问题及原因分析

2.1 除尘器差压不好控制，锅炉负压波动大

涟源电厂机组同时采用布袋除尘器和脱硝装置，锅炉烟气系统阻力比常规机组大得多，布袋除尘器设计阻力1 500 Pa，脱硝设计阻力964 Pa，运行时比国内采用电除尘器和没有脱硝的机组增加2 000 Pa以上，引风机入口负压较大。锅炉负压变化时，引风机调节灵敏性大大降低，存在调节明显滞后现象。正常运行时，除尘器差压也成为炉膛负压波动的扰动源，锅炉负压经常在±200 Pa间波动。另外由于除尘器入口粉尘浓度大大超过设计值，布袋清灰频率加快，也导致锅炉负压波动较大，锅炉运行稳定性较差。如果运行中清灰不及时，对锅炉负压影响更大。

锅炉吹灰时除尘器瞬间压差变化大，对炉膛负压扰动大。#1机组调试期间，2009年5月10日9时10分，首次升到300 MW，锅炉排烟温度升高;10时45分开始对锅炉省煤器吹灰;10时53分除尘器阻力开始增大，压差瞬间由1 500 Pa增加到3 000 Pa;11时10分开始对炉膛首次吹灰;11时19分除尘器A侧压差由3 200 Pa降为800 Pa，B侧压差瞬间由3 000 Pa降到750 Pa。11点20分，炉膛负压瞬间达到3 000 Pa，锅炉负压保护动作，机组跳闸。

锅炉吹灰时出现垮灰现象，大量灰被带至除尘器，使除尘器进口的灰浓度变化大。由于除尘器没有及时调整清灰方式，导致压差瞬间变化大，除尘器压差由1 500 Pa短时间增加到3 000 Pa，引发炉膛负压保护动作，造成锅炉灭火。

2.2 布袋糊袋，除尘器阻力大

2.2.1 除尘器运行情况

#1机组投产时满负荷运行两侧压差在1 500～1 700 Pa，目前压差为1 800～2 100 Pa。#2机组投并时满负荷运行两侧压差在1600～1800 Pa，2010年2月份满负荷运行时压差达到了2 000 Pa，2010年5月14日停机，8月25日开机后压差最高达到2 800～3 000 Pa，吹灰时压差更高，负荷上不去。引风机电流达到210 A以上，#2引风机电流#2炉电流比#1炉平均高20～25 A。目前，#2机组除尘器压差在2 200～2 400 Pa。除尘器压差升高后，引风机电流增加，厂用电率增加，机组经济性降低。

2.2.2 除尘器阻力大原因分析

1)除尘器裕量偏小，设计时气布比选型偏大。煤质变差，灰分升高 (设计含灰量32.6%，实际达到48%)，高负荷耗煤量增加，除尘器烟气量增加，阻力增大。

2)运行维护不当，造成布袋糊袋。吹灰时，疏水不够，导致吹灰期间烟气中水蒸汽过多，长期运行导致布袋表面粉煤灰结垢。停机后，布袋上的粉尘应清理干净且采取保养措施，以防布袋受潮、板结和被腐蚀。

3)滤袋的阻力上升原因之一是粉尘逐渐进入材料内部。当粉尘渗透到基布时，就到达滤袋的使用年限。一般燃煤电厂的PPS滤袋使用寿命大约为2～4年，具体时间长短由工况决定。

2.3 清灰罗茨风机出力不够

除尘器脉冲空清灰压缩空气由2台罗茨风机提供，设计为一用一备。除尘器设计入口含尘量为26.27 g/m3，由于煤质差，在机组负荷300 MW时实际含尘量达40 g/m3。1台清灰罗茨风机运行时，清灰气源压力和风量明显不够，除尘器压差大幅上升，保持在2 000 Pa以上。为了降低除尘器差压，必须同时运行2台清灰罗茨风机风机，才能使除尘器的差压维持在1 500 Pa以下。

2.4 膜片阀故障频繁出现

由于煤质变差，除尘器布袋压差居高不下，压差长期大于1 500 Pa，布袋清灰方式一直采用快速喷吹方式，膜片阀一直处于高强度工况运行。膜片阀使用总次数为100万次，快速喷吹次数在8 000～10 000次/d，故使用寿命为3个月左右。膜片阀出现故障后，除尘器运行不正常导致滤袋不能进行清灰或清灰不充分，相对应的袋室差压升高 (隔离1个袋室除尘器压差上涨300～400 Pa，锅炉两侧排烟温相差20℃左右)，造成除尘器两侧压差不一致，锅炉两侧排烟温度存在偏差。

膜片阀故障的主要原因是:膜片阀弹簧疲劳损坏;检修回装质量较差;引导电磁阀本身存在缺陷(如保险丝坏，磁线和电缆短路等)，膜片阀打不开或漏气。

2.5 旁路系统不严密

除尘器运行要求在启动点火或完全投油稳燃工况下，应投入旁路系统运行，避免滤袋受到油污染，当有煤粉投入燃烧后，除尘器旁路系统应退出运行，避免引风机叶轮磨损和排放污染。除尘器旁路采用2组百叶窗式关闭挡板，并设有密封风。自投产以来，由于旁路挡板关闭不严，引风机叶轮及后导叶磨损严重，3个月就必须更换。

2.6 入口烟气温度容易超过设计值

除尘器设计长期使用温度为105～160℃。夏季运行时，锅炉排烟温度偏高20℃以上，特别是锅炉吹灰时，除尘器入口烟气温度接近160℃，稍不加控制，很容易就达到165℃以上。排烟温度升高的主要原因是:锅炉设计计算不准确，设计煤种排烟温度偏高10℃以上;煤质变差，煤粉着火推迟，燃烬时间推后，导致排烟温度升高。

3 措施和建议

1)应提前20 min进行除尘器清灰，待除尘器差压在1 200 Pa以下时再进行锅炉吹灰。除尘器运行时，差压尽量维持在800～1 200 Pa，超过1 300 Pa时应启动快速清灰模式，低于1000 Pa时应转为慢速吹灰模式。除尘器清灰时，差压急剧上升并超过1 700 Pa时，应密切监视;超过2 000 Pa时，应停止锅炉吹灰。

2)取消旁路系统或进行旁路挡板改造

旁路取消后，机组大修后长时间投油会造成布袋粘污，因此必须打开除尘器旁路，等机组运行稳定再封闭，但这将导致机组开机时间加长。建议对原旁路挡板进行改造，将旁路烟道改小并采用可靠的关断圆风门或加装烟道提升阀，目前正在调研此方案。

3)增加1台清灰风机，在高负荷同样情况下除尘器压差可以降低300～500 Pa。

4)定期对布袋进行高压强制清灰。将空气压力为0.5～0.6 MPa的高压空气喷入滤袋，滤袋产生强烈抖动，使得滤袋表层及内部平时难以清除的粉尘脱离，最大限度地恢复滤袋的透气性。其缺点是效果维持时间不长 (不到3个月)。

5)锅炉吹灰器由蒸汽吹灰器改成声波吹灰器，减少烟气中的水蒸汽含量。

6)如长期停用布袋除尘器，必须采取保养措施。如关闭除尘器所有进出口挡板，按规定的时间间隔打开进出口阀门，利用烟囱自然通风4 h;或打开电加热器加热8 h，以驱除除尘器内潮气，保持干燥。

7)对已经糊袋严重的布袋进行更换。如果同一袋室新旧布袋混用，根据平衡原理，运行不久后，新布袋的阻力会向旧布袋追平。因此，应一次性彻底更换1个袋室的布袋。

8)建议对锅炉尾部受热面进行改造，增加锅炉省煤器或空气预热器换热面积，降低锅炉出口排烟温度。

9)建议在入口烟道加装湿度仪和粉尘浓度仪。糊袋现象主要是由于水分含量高导致。应控制煤种、减少蒸汽喷吹，以降低烟气中水分含量。可通过加装湿度仪和粉尘浓度仪，指导运行调整，尤其是吹灰时的运行调整。