低压脉冲喷吹布袋除尘系统调试及其分析
邹斯诣1 张晓辉2 陈秋1 郁金星1
(1.河北省电力研究院，石家庄 050021; 2.华电石家庄鹿华热电有限公司， 石家庄 050031)
摘要：在介绍低压脉冲喷吹袋式除尘系统工艺特点的基础上，重点对其调试技术进行了分析和研究，并指出调试过程中应该重点注意的事项，为类似调试工作提供参考。
关键词：脉冲喷吹 布袋除尘 调试
1、前言
我国动力用煤产地众多、煤质千差万别，特别是对除尘器工作影响很大的特性，如热值、灰分、飞灰比电阻、粒径分布、硫分、灰中SiO2、Al2O3、CaO含量等相差悬殊，对电除尘器的设计和运行都带来很大影响。我国火力发电厂电除尘器普遍存在运行时间过长、原设计排放标准偏低、电除尘器尺寸选择偏小、煤种适应能力差等问题，导致除尘效率下降，烟尘排放浓度很难达到2012年1月1日起，国家开始实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中，烟尘排放浓度小于30mg/Nm3的要求。
布袋除尘器具有除尘效率高(一般高于99.9%)、燃煤适应性强、结构和维护较为简单、对电厂其他设备运行无影响、对烟气中其他有害成分(如二氧化硫、重金属和有机物)也具有一定的脱除能力等优点，已在我国电除尘器改造以及新建机组中广泛应用。
2、布袋除尘机理
在布袋除尘器中，含尘气体单向通过由棉、毛，无机纤维或者合成纤维制成的滤料，粉尘由于拦截、惯性碰撞、扩散效应、静电力和重力作用被截留在滤料上，而经过净化的气体通过滤料到下游，附着在滤料上的粉尘借助机械的方法得以去除。气体过滤的过程分两个阶段：首先是含尘气体通过清洁滤料，这时起过滤作用的主要是滤料本身;其次，当阻留在滤料中的粉尘量不断增加，一部分粉尘嵌入到滤料内部，一部分覆盖在表面形成一层粉尘层，在这一阶段中，含尘气体的过滤主要是依靠粉尘层进行的，即“尘滤尘”，这时粉尘层起着比滤料更为重要的作用。
3、布袋除尘系统概况
3.1 工艺流程
含尘烟气经烟道进入各过滤室后烟气流速降低并在导流系统的引导下均匀的分布于整个过滤室内部，同时以设计流速穿过布袋，大颗粒粉尘由于重力沉降作用直接落入灰斗，其余粉尘被滤袋拦截于其表面，穿过滤袋后的洁净气体经净气室、出口挡板门后汇集到出口烟道，进入下游系统。随着滤袋过滤过程的进行，滤袋上阻留的粉尘不断增厚，过滤阻力也不断增大，当除尘器压差达到某一设定值时，启动脉冲清灰系统，压缩空气急速喷入滤袋中，使滤袋产生急骤鼓胀变形，当鼓胀到极限位置时，很大的张力突然使滤袋本身受到强烈的冲击和振动并获得最大的反向加速度，随后开始向内收缩，随着滤袋的鼓胀和收缩，粉尘失去与滤袋的附着力，自然脱落，落入灰斗。
旁路烟道
预涂灰系统 →→→→
↓ ↓ ↓
空预器 → 入口烟道 → 除尘器本体 → 出口烟道 → 引风机
↑
脉冲清灰系统 ← 压缩空气系统
3.2 设备概述
某新建电厂300MW机组配套建设低压脉冲喷吹布袋除尘器，每台锅炉配备两台除尘器，每台除尘器设有6个独立的过滤室，每个过滤室进出口都设有挡板门，可关闭其中一个过滤室实现离线检修功能。每台除尘器内部设内置式旁路，并设有4个旁路提升阀，防止烟气超过极限温度或烟气中水分含量过高损坏滤袋。除尘器进口烟道设预涂灰系统，以便在锅炉启动需要燃油等工况下保护滤袋，防止其因结露和燃油未尽而糊袋。除尘器顶部设置储存压缩空气的气包，气包与喷吹管相连，喷吹管中心与布袋中心相对应，喷吹管前装有与压缩空气相连的脉冲阀，通过控制器不断的发出短促的脉冲信号有序的控制各脉冲阀开闭，控制高压空气喷入布袋，达到吹扫布袋的目的。
表一：除尘器主要技术性能参数
项目单位性能参数
设计效率%99.97
出口粉尘浓度mg/Nm3≤30
正常运行时本体阻力Pa<1300
一个通道检修时本体阻力Pa<1500
本体漏风率%<2
正常运行温度℃>110，<160
滤袋材质-PTFE基布+PPS纤维
过滤面积m2/炉37816
过滤速度m/min0.93
脉冲阀形式及规格-淹没式，3英寸
脉冲阀数量个600
气源压力MPa0.5-0.7
清灰时间sec0.1-0.2
4、调试过程
4.1 冷态调试过程
4.1.1 压缩空气系统调试
(1)系统吹扫
在除尘器布袋安装前，对压缩空气总管及支管、气包及各喷吹管进行吹扫。首先依次打开各通道管路上的排污阀，关闭气包入口阀门，管路上所有表计进口阀均关闭，打开压缩空气总管截止阀，对各支路依次进行吹扫，吹扫至少进行15分钟，保证吹扫期间压力为0.5MPa，吹扫至排放口目测清洁。
管路吹扫合格后，打开气包入口门，气包底部排污门，对气包进行吹扫，保证吹扫期间压力为0.5MPa，吹扫至排放口目测清洁。
(2)系统气密性试验
打开压缩空气总管截止阀,待管路中压力升至0.6MPa时，及时关闭总管截止阀，记录此时各压力表显示值，观察系统中各压力表的压力变化情况，保压十五分钟，若无明显压力下降现象，则判断气密性良好。若压力下降明显，则对管路进行检查，确认漏点位置，消缺后重新作试验，直到符合标准为止。
4.1.2 清灰系统调试
打开压缩空气至各气包的阀门，将各气包中压力升至0.6MPa，保压30分钟，查找是否有漏点。同时检查脉冲阀膜片的密封情况，泄漏的阀会产生嘶嘶的噪声，发现泄露及时处理。分别通过就地手动和远方控制，依次开启脉冲阀，检查喷吹压力是否满足设计要求(0.3-0.4MPa)，脉冲阀动作是否正常，声音是否清脆、有力。
4.1.3 滤袋安装情况检查
滤袋安装完毕后，由灰斗进入除尘器中箱体，从下面检查自由悬挂滤袋的直线度和扭曲度，确保各布袋不能扭曲，袋口不得有皱褶，袋口与花板间严密封紧，布袋表面紧绷。如有相邻滤袋接触，应调整滤袋或旋转袋笼使其垂直，互不接触，并保证滤袋的接缝调整到被风面上。
4.1.4 预涂灰系统调试
在锅炉确定点火启动前两天，开始预涂灰工作。准备粒径小于100微米的细粉煤灰50吨，由罐车运至现场。将罐车输灰管接到预涂灰装置的接管上，开启该涂灰烟道侧除尘器进出口挡板门，启动涂灰烟道侧引风机，缓慢增大风机开度至50%，当除尘器进出口压差增大150Pa左右时，维持引风机动叶开度不变，开启罐车上灰泵开始输灰，当进出口压差增大300Pa左右时，预计达到充分的涂灰效果。
涂灰工作完成后，进入除尘器净气室，将滤袋抽出，以观察不到滤袋本来的外表面，积灰厚度为2-3毫米为涂灰效果良好的标准。同时检查花板表面有没有集灰现象，若有说明过滤室与净气室之间存在泄漏情况，采取措施加以密封。
4.2 热态调试过程
4.2.1 布袋除尘器投运
(1)在除尘器通烟气前24小时，投入灰斗加热系统，以防止出现灰斗结露或灰受潮引起搭桥或堵灰现象，同时减少本体中的低温气体对热烟气的影响。投入除尘器灰斗气化装置。
(2)关闭除尘器进出口挡板门，打开旁路提升阀。
(3)当锅炉停止投油，除尘器入口烟气温度达到120℃时，首先打开每台除尘器的三个过滤室的进出口挡板门，关闭两个旁路提升阀;待炉膛压力稳定后，再打开每台除尘器的另外三个过滤室进出口挡板门，关闭另外两个旁路提升阀，布袋除尘器正式投运。
(4)选择投入除尘器自动清灰程序中的“压差模式”，初期将压差值设定在800Pa,中后期可设定在1000Pa，达到设定压差值时，开始自动清灰。根据除尘器压差增长速率，调整脉冲间隔和脉冲宽度。
4.2.2 布袋除尘器紧急停运
(1)当除尘器入口烟气温度超过165℃时，应汇报值长，当温度超过180℃时，旁路提升阀自动开启，出入口挡板门关闭。
(2)当锅炉爆管，除尘器入口烟气含水量大于15%时，应汇报值长，手动打开旁路提升阀，关闭进出口挡板门。
5、调试中应注意的问题
5.1 因为粉煤灰具有一定的吸潮性，若预涂灰过早，滤袋上的粉煤灰会吸潮产生糊袋，因此预涂灰工作应在确定锅炉点火前两天开始，不宜过早。若预涂灰工作已完成，锅炉在7天内仍未点火启动，则应启动脉冲清灰系统，将滤袋表面粉煤灰清除，待锅炉下次启动前，再进行一次涂灰工作。
5.2 在预涂灰时，引风机动叶必须维持一适当的开度，保证含尘气流流速略小于除尘器设计流速。因为若流速过慢，大部分粉煤灰未到达滤袋表面就已落入灰斗，若流速过快，大部分粉煤灰会穿过布袋，进入净气室，难以达到良好的涂灰效果。
5.3 由于脉冲阀规格仅为3英寸，因此极易发生卡涩。在清灰系统投运前，必须对压缩空气管道及气包进行彻底吹扫，保证系统内无杂物。
5.4 由于运行中的布袋遇水会产生糊袋现象，所以必须使用无油、无水的压缩空气进行清灰，因此必须保证空压机除油、除水装置正常运行，同时每隔一段时间需打开气包底部排污阀，排出内部积水。
5.5 清灰频率不宜过高，压力不宜过大。因为含尘气体的过滤主要是依靠附着在滤袋表面的粉尘层进行的，若清灰过度，势必降低粉尘层厚度，影响除尘效果，造成压缩空气的无谓损耗，若清灰压力过大，还将缩短滤袋使用寿命。
5.6 正常运行的布袋除尘器系统阻力约为1000Pa，而旁路设计阻力仅为200Pa，在紧急情况下若将运行中的除尘器直接切入旁路运行(及四个旁路提升阀同时全部打开)，则系统阻力骤然降低，对炉膛负压产生较大影响，因此将旁路阀的动作设计为：首先打开2个旁路阀，其后关闭3个过滤室的及出口挡板门，延时30秒后，再打开2个旁路阀，关闭剩余过滤室进出口截断阀。
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作者简介：邹斯诣(Zou siyi)，出生年月，1982.11，工程师，河北工业大学环境工程专业工学学士。现在河北省电力研究院从事燃煤发电厂脱硫、脱硝、除尘技术研究工作。