复合型电袋除尘器振打清灰的效能探讨

董鸿斌

（山西临汾热电有限公司 山西临汾041000）

除尘器作为火电锅炉重要的辅机组成部分，也是烟气粉尘过滤净化工序流程中的重要环节之一。它的运行功效能否达到除尘技术指标要求，直接关系到火电企业的环保指标控制和经济效益[1-2]。本文针对山西临汾热电公司2FE233复合型电袋除尘器运行过程中经常出现除尘效率下降的现象，阐述分析了复合型电袋除尘器的结构及运行参数，优化了清灰振打方案，确保除尘器的除尘效率，使烟气排放满足环保要求。

1 复合型电袋除尘器结构简介

山西临汾热电有限公司分两期建设2×300MW热电项目，以临汾地区的电煤、洗中煤作为锅炉燃料煤，年发电量29亿度，供热面积逾1 300万m2。每台锅炉配置两台2FE233∕2-2L4型电袋复合式除尘器（干式静电除尘器和布袋除尘器）。静电除尘区分为双室由两个电场组成，布袋除尘区由布袋一区和布袋二区组成。除尘方式采用电极、外滤式。除尘器本体配置有预喷涂、滤袋检漏、脉冲反吹及自动化监控等系统。

图1 电除尘器基本结构

近年来，由于燃料煤质波动较大，频繁出现锅炉燃烧后烟气中粉尘及含硫量增大等现象，导致除尘器内部收集板、电晕线积灰板结现象严重，对除尘效率下降构成了一定影响。因此，需要开发电极区振打清灰、滤袋喷吹等在线清灰技术。

2 电除尘原理及收尘极板积灰的分布规律

2.1 电除尘原理

该原理主要是利用在电晕极与除尘极之间施加一定的额定高压直流电，两极之间产生不均匀的电场，使电晕极周围的气体发生电离，即产生电晕放电。气体电离生成大量正、负电离子，含尘气体通过电场时电离子与尘粒子发生碰撞，便吸附在通过电场的粉尘上，实现粉尘的荷电。在电场力的作用下荷电粉尘向收尘极漂移，从而被收尘极收集。同时，电晕区内的正电离子向相邻的电晕极转移并且与灰尘粒碰撞使其荷正电，荷正电的灰尘在电场力的作用下附着在收尘极上，当粉尘沉积到一定厚度后利用机械振打等手段将其清除，使之落入电袋除尘器下部的灰斗箱中从而达到收尘目的。

电除尘包括：电晕放电，悬浮尘粒荷电，荷电尘粒在电场中的运动，粉尘粒子被捕集，振打清灰等过程。

图2 电除尘原理

2.2 收尘极板积灰的分布规律

在电袋除尘器的电区内，每块收尘极板在垂直方向上积灰是不均匀的。这种不均匀度在烟道入口段电区极板上是非常明显，普遍具有上厚下薄的规律，甚至在极板悬吊顶部没有积灰。但收集板积灰的上、下厚度差在后面的电极板区间逐渐减少，这主要因为后部电场区收集的大部分是比较细的粉尘颗粒，其受到的自然沉降以及被电场吸附荷电作用要比前部电场小的多。收尘实践表明：沿着烟气流动方向收尘极板上的积灰分布呈现前厚后薄的规律。这是由于大部分粗粉尘颗粒都逐渐沉积在前部电区收尘极板上，烟气流中的含尘浓度逐渐减低、且粒度为比电阻较高的细粉尘，因此后部电场收集尘板上的积灰量变薄变细了。

图3 比电阻与除尘效率曲线

3 振打清灰方案设计

3.1 振打方式

电除尘器常规采用的振打清灰方式为两种即：侧向机械振打和顶部电磁锤振打。侧向部振打通常为阴、阳极或阳极浇臂振打，其实无论是顶部振打还是侧向振打，实际受力的部位都是阳极板和阴极线框架。侧向机械振打是在阳极板和阴极线框架侧部均匀装设一排绕臂振打锤，通过传动装置带动传动轴转动，使传动轴上的偏心轮带动振打锤持续敲打框架振打垫铁以达到清除积灰的效能。

顶部电磁锤振打即在电除尘器顶部阴、阳极板及烟气流分布装置上均装设电磁振打器振打清灰。振打器主要有振打锤、线圈及外壳组成。工作原理为：线圈通电后，在线圈周围产生磁场力，在磁场力的作业下振打锤被提起，断电后磁场消失，振打锤在重力作用下，自由下落撞击振打杆使之将振打力传之电除尘器内部的收尘极板、电晕极或烟气流分布装置上实现清理积灰的目的。

表1 两种振打方式特点比较

两种振打方式的优劣：侧向振打所获加速度较大，但加速度分布从下到上振打装置较为复杂，机械故障较多。顶部电磁振打故障率小且便于处理，加速度分布从上到下所获速比较小，电气故障较少，见表1。

3.2 振打周期

由于电除尘器各电极区域积灰程度不同，因而各电极区域的振打周期也有区别。为防止相邻两电场同时振打造成二次扬尘，一般采用相邻两电场交叉振打清灰方式，即：相邻两电场不同时振打；并根据积灰工况、除尘器压差参数等实时调整振打方式与振打周期。就清灰效果而言振打周期是关键因素：周期过短积灰达不到足够的厚度易产生重返气流，周期过长积灰层过厚必然会影响到收集尘效果。因此，根据极板形式、锅炉燃烧特性、粉尘浓度与除尘器实际运行工况条件，设定合理的振打周期是确保除尘效率的关键。

山西临汾热电公司电袋除尘器振打周期见表2：

表2 电袋除尘器阴、阳极振打周期表

3.3 脉冲气力清灰方案

一般正常工况下，电袋除尘器一、二电区单元收尘量占总量的60%～70%。但是，随着投运时间延长电压、电流受极板、极线粘积灰粉的影响，导致收集尘效率明显减低，滤布袋负荷增大。针对上述问题，经过专题分析后。决定制定利用脉冲气压吹清极板、极线粘灰板结措施方案：在布袋脉冲气压联箱处引接出一趟ϕ50 mm碳钢管道分布在电除尘单元区域处。即：根据除尘器甲、乙列压差、运行参数变异情况，制定等级检修期间的区间喷吹清极板措施。具体操作方式为打开各相应人孔检查门由人工操作接装胶素软管逐列自上而下喷吹清灰，脱落的灰粉进入分段灰斗箱而后由输灰系统输至灰库仓内。

3.4 应用效果

电袋除尘器在长期的运行过程中，因多次冷启动电极积露板结灰粉较厚形成阻电，从而影响了电袋除尘器的正常运行功率。实施脉冲气力清灰措施方案一年来具体效果体现如下：

表3 实施前后电气状况对比

实施脉冲气力喷吹极板极线清灰措施方案后，有效解决了除尘器极板、极线积灰影响收集尘效率差的问题，改善了电场放电功率。后经运行人员跟踪验证效果非常明显，其除尘效率一直保持在99.7%以上。

4 结论

复合式电袋除尘器在山西临汾热电公司已投产运行8年之久，经2015～2016年期间实施超低排放改造以及本次脉冲气力清灰措施实施后。除却发电量与燃煤热值因素月度同比体现：厂用电耗减低0.13%、烟尘过滤率提高2%、电区输灰量增加1.54%，除尘器运行效率得到了明显提高。烟气粉尘的排放指标已远低于山西省政府关于燃煤发电机组粉尘浓度≤5mg∕Nm3的排放标准技术要求。