分室定位反吹袋式除尘器的应用
摘要:本文介绍了内蒙古丰镇发电厂#3炉静电除尘器改为袋式除尘器的改造效果及分室定位反吹袋式除尘器的主要特点。
1 改造前电除尘器的基本情况
内蒙古丰镇发电厂#3号机组原高压静电除尘器的通流截面积为170×2m2(原电除尘器主要设计参数见表1)。从投产到2004年上半年，电除尘器运行一直比较稳定，效率一直为98%～99%，这一时期内锅炉燃烧用煤以大同小煤窑为主。自2004年下半年开始，锅炉燃烧用煤以准格尔煤为主。由于准格尔煤灰分比较高，为22%～30%，致使该厂高压电除尘器的工作负荷增大，测试结果(见表2)表明，电除尘器入口的粉尘浓度远远超出入口粉尘浓度的设计值，致使电除尘器粉尘量增大，工作环境恶劣，电除尘器的运行出现了极不稳定的现象，除尘效率降低，除尘器出口的烟尘排放浓度超出国家排放标准，锅炉风机的正常运行也受到了影响。
2 电除尘器改造为袋式除尘器的过程
2004年6月，该厂曾对与#3机组相同的#4机组静电除尘器进行了增容改造，将原来的二室三电场改造为二室五电场静电除尘器，极板也由原来的12m增高到15m。改造后的#4机组静电除尘器于2004年8月30日正式投入使用。经过一段时间的运行后，实际测试#4机组的烟尘排放浓度为150mg/m3，仍不能达到火电厂烟尘排放浓度要小于50mg/m3的国家标准，而且改造后的静电除尘器除尘效率仍然较低，耗电量也较大。
为了彻底解决烟尘排放浓度问题，该厂最后决定选用完全国产化的FMFBD系列分室定位反吹袋式除尘器，在不改变原静电除尘器基本结构和外壳壳体的基础上对#3机组静电除尘器进行改造。
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该改造工程从2005年3月25日开始施工，在一个大修期内完成了预定的工程量，到2005年4月25日具备单侧冷态通风条件，2005年5月1日具备锅炉点火条件，整个工程为期38天。创造了国内200MW燃煤机组电除尘器改为袋式除尘器工程一次试运成功，并达到满负荷运行的最短工期，为#3机组按期并网发电奠定了良好基础。
3 改造后的FMFBD-35000型分室定位反吹袋式除尘器的技术特点
3.1 工作原理
锅炉烟气通过进气烟箱进入除尘器的进风口，先经二层多孔式气流分布板，较大的尘粒和未燃尽的煤尘粒被碰撞阻挡，直接坠入灰斗。被去除大颗粒尘粒的烟气经气流分布板合理分布后，以小于1.3m/s的速度进入滤袋室，再以小于1m/min的速度经滤袋过滤。烟尘被阻留在滤袋外表面，被过滤的气体穿过滤袋，通过净气室由出风口排出。
随着时间的延长，被阻留在滤袋外表面的烟尘也逐渐增多，粉尘层增厚，阻力增大。当差压计测得除尘器阻力增大到上限设定值时，输出启动信号，该技术独有的分室定位反吹机构启动，第一单台除尘器进入清灰状态，反吹风口从停止位置转到第一个袋室的出风口，开始清灰。此时，屏蔽了该袋室的过滤气流，在离开了过滤工作线的同时，又导通了净化烟气，从滤袋的上口反向吹入滤袋内表面，吹落附着在滤袋外表面的粉尘层。该袋室清灰完毕即恢复到过滤状态，下一个相邻的袋室又进入离线清灰状态。直至整台除尘器的每个袋室的滤袋均清灰一次(或数次)，整台除尘器阻力下降到规定下限设定值时，输出停机信号，分室定位回转机构停机，完成清灰工作。
当袋式除尘器出现故障需要检修时，可通过关断烟道截止阀，实现不停机、带负荷切换检修，保证机组总体运行的可靠性。
另外，在运行中不用启动反吹风机，只需打开反吹切截止阀，利用引风机出口与除尘器之间的差压即可实现反吹清灰。设备平均运行阻力为800Pa，最低运行阻力为380Pa，极大地降低了阻力功耗。
该技术年可节电24万kWh，大大节省发电成本。
3.2 分室定位反吹袋式除尘器的技术特点
(1)结构简单，故障点少，运行维护费用低
该设备结构简单，并采用了独创的分室定位反吹机构，改进和简化了袋式除尘器的清灰系统，减少了设备故障点、检修维护工作量和零部件更换维护的费用，提高了设备的可靠性。
(2)采用扁型滤袋外滤式过滤方式
滤袋采用扁形滤袋，可减小除尘器占地面积；过滤方式采用外滤式，袋内装有自动张紧装置，使滤袋被高密度袋笼支承并自动张紧，过滤时表面保持平直，不向袋笼方向产生凹陷，这是其他袋式除尘器所不具备的优点。由于烟气的温度高，正常运行时的烟温为170℃，所以滤袋采用耐高温的玻璃纤维滤料。本次玻璃纤维滤料的选用是国内在200MW燃煤锅炉发电机组上的首次成功应用，实现了滤料的国产化。
(3)分台控制，可实现在线检修
FMFBD-35000型分室定位反吹袋式除尘器分为4单台，每单台前后均设置了截止阀，其性能可靠。独创的单板柔缘碟形截止阀，能保证不被积灰埋住，可靠关闭，实现了多台并联积木组合的结构形式，可在不停机、80%负荷的情况下进行切换检修。
(4)过滤风速低
滤袋的设计过滤风速仅为0.86m/min。此风速是在FMFBD型分室定位反吹袋式除尘器上的首次应用。
(5)定阻力，反吹清灰，微压清灰
每单台都设有独立的清灰系统，当压差达到设定的上限值时，就自动开始反吹清灰。清灰压力小，气流对滤袋冲击小，有利于提高滤袋使用寿命。
(6)清灰气源采用净化烟气
清灰气源为除尘器出口的净化烟气，与含尘气室烟气等温、等氧含量，有利于避免温差结露，提高滤袋的使用寿命。
(7)除尘效率高
袋式除尘器具有很高的除尘效率。该设备除尘效率为99.93%。
(8)采用PLC自动控制系统
控制系统以PLC为核心控制元件，辅以触摸屏控制及显示。通信口可以给操作员站上位机和厂区DCS系统提供除尘器的运行参数，便于控制和监测除尘器的运行。触摸屏显示除尘器设备工艺流程，及各电气设备的运转状态，显示温度、压差棒状图和趋势图，具备故障报警画面及各参数历史数据的保存功能。
4 改造后的FMFBD-35000型分室定位反吹袋式除尘器的性能参数
型号FMFBD-35000 ；处理风量1800000m3/h；烟气温度170℃；过滤面积35000m2；过滤风速0.86m/min(烟气温度180℃时，过滤风速为0.89m/min;烟气量为1900000m3/h时, 过滤风速为0.90m/min;80%负荷检修时，过滤风速为0.91m/min)；排放浓度＜50mg/m3；滤袋材质为玻璃纤维；滤袋数4224条；袋室数192个；每室袋数22个；组合台数4台；回转反吹机构12套；反吹风压>3000Pa；反吹风量28000m3/h；运行阻力除尘器正常运行阻力为800～1300Pa；最大运行阻力为1800Pa；除尘器漏风率≤3%；清灰控制方式采用定阻力自动清灰；设备噪声≤65dB。
5 运行情况
FMFBD-35000型袋式除尘器自投入使用以来运行正常，除尘器出口粉尘排放浓度较改造前有明显改善，小于国家排放标准，除尘效率高，运行稳定。
除尘器正常运转后，对包括粉尘浓度在内的各方面技术参数进行了测试(详见表3)。
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由表3数据计算得：粉尘平均排放浓度为14.1mg/m3，除尘器效率为99.93%(入口浓度为19～21.6g/m3)，平均风速为11.93m/s。
以上结果表明：粉尘排放浓度和除尘效率远远好于改造前的原静电除尘器。各项指标均较#4炉电除尘器机的电机进行了增容，由原来的1600kW增为1800kW，两台共增加容量400kW，反吹风机的容量为55kW，而袋式除尘器在运行时，每日只反吹12个小时，基本上达到运行时间与停运时间相等，所以袋式除尘器每小时的耗电量为427.7kW，比该厂2004年4#炉除尘器增容改造成的二室五电场静电除尘器每小时可节电672.2kW。按每年7000运行小时计算，该袋式除尘器与静电除尘器相比，每年可节电4705400kW。每度电按0.22元计算，共可节约电费约103.52万元/年；按每四年一个大修期计算，共可节约费用约414.08万元。并且FMFBD系列分室定位反吹袋式除尘器的改造费用与三电场静电除尘增容改造改为二室五电场的费用基本相同。因此，完全国产化的FMFBD系列分室定位反吹袋式除尘器技术适合我国国情，且运行经济、维护简单，特别适用于我国锅炉燃用煤种复杂、烟气条件变化较大的实际情况，具有较高的推广应用价值。
另外，该工程在此专利技术的基础上，采用国产玻璃纤维滤料，实现了滤料的国产化，有效降低了除尘器的检修维护费用。
丰镇发电厂#3炉静电除尘器改为袋式除尘器是国产袋式除尘器在200MW机组中的首次应用，取得了良好的社会效益与经济效益。
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