FE-I型电袋复合除尘器在CFB锅炉烟气除尘中的应用

孔斌，司占帅，陈建和

（中国石化荆门分公司，湖北荆门 448000）

中国石化荆门分公司燃煤锅炉使用的煤种复杂多变，长期以来煤质问题严重影响了锅炉的运行稳定性。入炉煤种大多数存在热值偏低、灰分偏高且波动大的现象，造成烟尘浓度变化幅度大，静电除尘器效率波动，出口排放浓度无法长期稳定在设计值范围内，尤其无法满足《火电厂大气污染物排放标准》GB13223－2011的排放要求。电袋复合除尘器结合了电除尘和袋式除尘器的优势，能实现长期稳定低排放，且维护简单，对粉尘达标排放提供了良好的基础条件。

1 电袋复合除尘器原理

电袋复合除尘器是继电除尘器、袋式除尘器之后创新开发的一种全新的除尘技术，是电除尘“荷电除尘”及袋除尘“过滤拦截”原理的有机结合，1～2个电场收集烟气中80%以上的烟尘，可以大幅度的降低进入布袋除尘区烟气的含尘浓度，剩余10%～20%的细粒子由后级滤袋过滤捕集[1]，大大降低了袋区负荷并避免粗颗粒对滤袋的冲刷磨损，改善滤袋表面粉饼层结构，具有除尘效率高、阻力低、节能、运行成本低、占地面积小等优点，原理流程见图1。

图1 电袋烟气净化流程

2 FE-I型电袋复合除尘器基本情况

中国石化荆门分公司原有CFB锅炉采用的是三级静电除尘器，此次改为FE-I型电袋复合除尘器，第一级利旧静电除尘与后两级布袋除尘结合，后两级袋区采用大通室布置，顶部增设净气室，不设烟气旁路。

2.1 原电除尘器部分技术参数

原电除尘器部分技术参数见表1。锅炉设计燃用21%石油焦＋79%（w）煤，具体煤质成分分析见表2。

表1 原电除尘器部分技术参数

表2 煤质成分

2.2 电袋除尘器改造后主要技术参数

锅炉容量130 t/h，工作温度≤130℃，处理烟气量199 500 m3/h，除尘器进口烟尘含量≤15.6 g/m3，除尘器出口烟尘含量≤15 mg/m3，除尘效率≥99.9%，本体烟气阻力≤1 200 Pa，噪音≤85 dB（A）（距壳体1.0 m处），本体漏风率≤2%。

2.3 阳极振打系统

一级静电除尘阳极振打依旧采用侧部整体仿形锤振打清灰方式，振打机构由传动装置、振打杆、振打锤等组成，如图2所示。

图2 阳极振打系统

2.4 袋区清灰系统

清灰系统是袋除尘器的核心部件，清灰效率直接影响除尘器运行阻力和滤袋寿命。FE-I型电袋复合除尘器的清灰系统采用通室结构和长袋低压脉冲技术，可方便地实现清灰方式和脉冲的选择调整，以满足不同工况的运行要求，保证清灰系统高效稳定。清灰系统如图3所示。

图3 清灰系统

3 电袋改造应用过程中应注意要点

3.1 选用高精过滤材料，提高过滤精度

滤袋是电袋复合除尘器的终端控制环节，是决定其出口排放浓度的关键部件，滤袋的过滤精度直接关系到烟尘排放值。在提高电区除尘效率的同时，必须提高滤袋的过滤精度。

在工业生产中，常用的滤料材质为PPS、PI、PTFE及不同材质的混纺滤料、覆膜滤料等。在相同条件下，滤料的过滤精度高低依次为PTFE覆膜滤料、超细纤维梯度滤料、普通滤料。不同材质的滤袋，对烟气工况及出口排放的适应性不同。综合考虑该厂的烟气含氧量、烟气温度、出口排放要求等参数，该项目滤料选用50% PPS超细纤维＋50%PTFE纤维，基布层100% PTFE，并在滤袋表面进行覆膜处理，提高滤料的过滤精度。

3.2 严把花板、袋笼、布袋等重点设备安装质量

要实现超低排放，仅靠电袋的关键技术不够，其安装质量不容忽视。侧重对花板、清灰系统、袋笼等核心部件安装全程监控，杜绝一切泄漏。除尘器是现场拼接组装的大型钢构设备，要保证实现超低排放，必须保证焊接组装的气密性。在电袋复合除尘器的安装中，对于有气密性要求的组件要确保焊全、焊牢、焊透。花板拼接焊接过程中，防止花板变形，一般采用对称间断组合焊法，防止花板单边过热变形，影响花板平整度，滤袋安装气密性检查采用荧光粉查漏法。

3.3 萤光粉查漏

袋式除尘器滤袋的查漏是在除尘器空载调试及滤袋装完后进行。荧光粉查漏时，所有的人孔门都关闭，引风机设计风量一半运行，萤光粉投入除尘器后，风机应至少保持运行20 min以上，以确保萤光粉均匀地分布在除尘器的各个滤袋上。风机停止后，打开电袋复合式除尘器的净气室人孔门，检查人员带着萤光灯（紫外线灯）进入各净气室检查。检查人员进入除尘器内部时衣服鞋帽、身体其他部分不能带有荧光粉。用萤光灯仔细地检测净气室内的花板接缝处，滤袋与花板的接口点等。检测时，周围环境亮度越暗越有助于泄漏检测工作的进行，发现漏点后做好标记再处理。处理荧光粉泄漏点时，如需焊接应作好滤袋的保护措施，防止焊渣烫伤布袋。

3.4 增设布袋后风机出力核算

由于采用电袋复合除尘器，电袋负荷除尘器阻力要比静电除尘器大，约为1 200 Pa，比原电除尘器大900～1000 Pa，需考虑引风机是否满足需要，改造前引风机相关参数见表3。

表3 改造前引风机相关参数

该公司CFB锅炉电袋除尘项目考虑前期风机经过叶轮切削，经过阻力核算，此次将1#、4#引风机叶轮进行改造，以保证炉膛压力不变，满足此次电袋复合除尘器增加的阻力。

4 电袋复合式除尘器运行维护要点

4.1 尽量避免省煤器爆管及烟气温度异常

采用电袋除尘器的燃煤发电锅炉运行时应尽最大可能避免省煤器爆管（会引起烟气含湿量大增而造成糊袋、烟气出现异常低温而导致酸结露等）、烟气异常超温等工况的出现。一旦出现这些异常工况，应及时通知除尘器运行人员，以便及时采取相应措施。出现泄漏时，应快速停炉，减少水汽对布袋的影响；烟气温度超过160℃时，应加强锅炉尾部清灰，降低排烟温度，减少布袋超温现象。

4.2 及时调整清灰时间防止滤袋污染

由于燃煤煤种及锅炉运行工况波动较大，因此，电袋式除尘器的烟尘负荷波动也比较大，运行中特别是清灰制度应及时作出调整。在出现锅炉低负荷投瓦斯或燃油助燃时，特别要注意，也应及时通知除尘器运行人员，此时布袋除尘应停止清灰或适当提高清灰的压差上限或延长清灰周期等，以使滤袋表面始终保持一个适当的粉层，从而能有效阻隔未完全燃烧的油污粘染滤袋。在更换新布袋时，也需要对布袋进行预涂灰，防止开工时污染布袋。CFB锅炉启动前必须进行的床料流化试验与电袋除尘器预涂灰工作结合起来，共同进行、同时完成[2]。

4.3 提高清灰系统工业风品质

清灰系统工业风的品质也是影响电袋除尘器袋区的重要因素，如果工业风带水，会引起布袋“糊袋”，增加布袋阻力，从而影响锅炉带负荷的出力。如果工业风带铁锈等杂质，可能会引起反吹脉冲电磁阀膜片卡涩，出现单个反吹气路跑气，反吹风气包压力降低，导致反吹效果变差，增加袋区的阻力。该项目在安装阶段，出于以上两点考虑，将工业风源接在一台备用冷干机的出口，利用冷干机脱水功能有利于把控工业风品质，极大减少了带水、带杂质等问题的危害。

5 电袋复合式除尘器堵灰事故分析

5.1 堵灰事故过程

2017年12月4日，1#CFB锅炉负荷130 t/h，电袋除尘器压差从400 Pa逐步上升，至1 000 Pa后，炉膛压力从80 Pa涨到160 Pa，通过调引风机开度，维持炉膛微正压，随着布袋压差变大，炉膛负压不能维持正常范围，引风机液耦全开，直至停炉前炉膛压力高达2 100 Pa，远高于正常运行时–127～245 Pa的范围，锅炉炉膛以及电袋除尘前的尾部烟道呈正压运行，尾部烟道人孔门以及烟道出现冒灰现象，电袋除尘器相当于“堵塞”了引风的通道，1#CFB锅炉被迫停炉，经停炉检查，主要原因是输灰上气锁阀有积灰板结，输灰不畅，灰斗料位上升，影响烟气正常流通，导致烟气通道被堵，影响锅炉正常运行。具体电袋压差与锅炉负压变化如图4所示。

由图4可知，电袋除尘器反吹风气包压力一直处于正常范围，反吹程序正常运行，随着袋区压差的增加，炉膛负压变化明显，经查看灰斗料位，发现二、三电场高低报警。说明灰斗料位堆积，占据了布袋外围的烟气空间，导致烟气堵塞，严重影响锅炉带负荷能力，引起非计划停炉。

5.2 事故处理措施

通过此次非计划停炉事故过程中设备出现的异常情况，采取了一些调整手段，主要包括：

1）加强输灰

加强输灰最为关键，灰斗料位高低直接影响电袋除尘的安全运行，出现高低料位报警时，除了加强输灰，降低锅炉负荷，还可以在灰斗手孔增加临时放灰措施，紧急放灰，排除堵灰的风险。

图4 电袋压差与锅炉负压变化的关系

2）缩短清灰周期

若灰斗料位正常时，袋区滤袋差压长时间上升到600 Pa时，应缩短清灰周期，以差压下降到正常400 Pa为宜，常规设置清灰时间为间隔10 min，若压差增大时，可以将间隔时间缩至1 min。除此之外，将反吹工业风压力由250 kPa至350 kPa，也可以提高清灰效果，但是该方式不能作为长时间运行的调整手段。

3）适当增加振打频率，缩短振打间隔

增加一电场捕灰能力可以有效降低袋区的负荷，如果当电极普遍积灰严重时，一电场捕灰能力降低，大量粉尘进入袋区，将增加布袋的负载。可适当增加振打频率，缩短振打间隔可以有效抑制袋区粉尘的负载。

6 电袋复合除尘器改造效果

该次采用电袋复合除尘技术改造于2017年7月完成并成功投运。改造前后运行数据的对比见表4。

2017年9月，经第三方检测，除尘器出口烟尘浓度为≤10 mg/m3（标态、干基、6% O2），实现了小于15 mg/m3的设计排放，减排效果显著。从2018年1—4月锅炉累计产汽减少的情况下，发现引风机因考虑布袋阻力增加而改大叶轮，增加了引风机电耗，二、三电场由于改为布袋除尘，电场变压器取消，减少了除尘器本体耗电，总体电耗增加，粉尘减排效果明显。

表4 改造前后运行数据的对比

7 结论

电袋复合式除尘器的除尘效率不受煤种、烟气特性、飞灰比电阻影响，易于清灰，滤袋使用寿命长，运行、维护费用低。在运行过程中应保持滤袋良好的反吹效果，灰斗料位正常，禁止超温运行，防止烟气带水，做到以上几点就可以实现电袋除尘器长周期运行。