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摘 要:文章根据循环流化床(CFB)锅炉烟尘特点,结合锦西石化热电公司电除尘器实际情况,采取措施减少除尘器本体漏风、优化顶部振打、避免高压短路和对本体结构缺陷进行针对性处理,使电除尘器保持高效平稳运行。
关键词:循环流化床锅炉;电除尘;措施
中图分类号:TK284.5 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2011)30-0034-02
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。
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。
3 结束语
通过以上技术措施,有效的提高了热电公司循环流化床(CFB)锅炉电除尘效率,烟尘排放由300 mg/Nm3降到目前的不足100 mg/Nm3,运行稳定性也得以极大的提高。
参考文献
1 黎在时.电除尘器的选型安装与运行管理[M].北京:中国电力出版社,2005.7
2 中国石油锦西石化热电公司电除尘操作规程
3 何立波等.影响静电除尘器效率的控制因数[M].北京:中国电力出版社,2004.7
4 朱贵樵.保持高效静电除尘器除尘效率的研究[J].湖北电力,1999(2)
5 张殿印、张学义.除尘技术手册[M].北京:冶金工业出版社,2002
The Measures to Increase the Electrostatic Precipitator
Efficiency of Circulating Lluidized Bed Boiler
Wang Jun
Abstract: This article is based on circulating fluidized bed(CFB)boiler soot characteristics, combined with Jinxi Petrochemical Company ESP actual conditions, adopt measures to reduce dust collector body leakage, to optimize the top of rapping, to avoid short circuit and high-pressure structural defects of the body targeted treatment, the electrostatic precipitator to maintain efficient running smoothly.
Key words: circulating fluidized bed boiler; electrostatic precipitator; measures
关键词:循环流化床锅炉;电除尘;措施
中图分类号:TK284.5 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2011)30-0034-02
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。
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。
3 结束语
通过以上技术措施,有效的提高了热电公司循环流化床(CFB)锅炉电除尘效率,烟尘排放由300 mg/Nm3降到目前的不足100 mg/Nm3,运行稳定性也得以极大的提高。
参考文献
1 黎在时.电除尘器的选型安装与运行管理[M].北京:中国电力出版社,2005.7
2 中国石油锦西石化热电公司电除尘操作规程
3 何立波等.影响静电除尘器效率的控制因数[M].北京:中国电力出版社,2004.7
4 朱贵樵.保持高效静电除尘器除尘效率的研究[J].湖北电力,1999(2)
5 张殿印、张学义.除尘技术手册[M].北京:冶金工业出版社,2002
The Measures to Increase the Electrostatic Precipitator
Efficiency of Circulating Lluidized Bed Boiler
Wang Jun
Abstract: This article is based on circulating fluidized bed(CFB)boiler soot characteristics, combined with Jinxi Petrochemical Company ESP actual conditions, adopt measures to reduce dust collector body leakage, to optimize the top of rapping, to avoid short circuit and high-pressure structural defects of the body targeted treatment, the electrostatic precipitator to maintain efficient running smoothly.
Key words: circulating fluidized bed boiler; electrostatic precipitator; measures