燃煤锅炉布袋除尘器保护系统设计

燃煤锅炉布袋除尘器保护系统设计
保护系统是依据锅炉启停和出现异常情况时烟气工况条件设计的。主要由预涂灰装置、紧急喷淋降温系统、旁路系统、滤袋保护装置等组成。
预涂灰包括投运前对滤袋表面形成粉尘层、长时间低负荷全投油运行和长时间停炉再次启动三种情形，特别是有些电厂位于城区附近，在锅炉启动投油和低负荷投油助燃时由于环保要求不允许开旁路，而直接要经过滤袋，如滤袋不采用预涂灰，必将导致滤袋出现油雾堵塞现象。
紧急喷淋降温系统是针对锅炉结焦、换热器出现故障等排烟温度超过滤料所能承受的较限温度时设置的，采用两级喷淋形式，喷嘴为气液两相雾化结构，降温效果不小于30℃。
旁路系统是针对锅炉“四管”导致烟气湿度大幅度增加或锅炉过度超温而紧急喷淋降温系统也无法降下来时设置的，旁路阀门采用气动提升双阀门结构型式，保证零泄漏。
滤袋保护装置包括检露和糊袋、堵袋检测，每个单元仓室设置浊度仪和差压变送器。浊度仪检测单元仓室排放浓度达到设定值时启动紧急信号，从而检查判断滤袋是否出现破损；差压变送器检测滤袋过滤阻力达到设定值时启动紧急信号，从而检查判断滤袋是否出现糊袋、堵袋。
4、滤袋的选型及注意事项滤袋和笼骨组成了袋式除尘器的过滤系统，对于整台锅炉袋式除尘器而言，滤袋是其核心部件。滤料质量直接影响除尘器的除尘效率，滤袋的寿命又直接影响到除尘器的运行费用。因而，通常滤料需要根据除尘器运行环境和介质情况选用合适的材质。电站除尘器常见到的滤料有PPS，P84，PTFE等，常用的是PPS，克重550g/m2，通常采用烧毛、热定型处理，如果含湿量≥10%，或含氧量≥10%且温度大于160度，需另进行PTFE浸渍处理，以提高抗水解和舒缓反应性能。如果运行温度长期在190℃以上，应考虑采用纯PTFE滤料。P84因易水解，不宜在燃煤锅炉袋式除尘器中单独使用，但可以用PPS P84针刺毡复合刺毡，通常P84含量为10-15%，主要为了进一步提高过滤精度，其它性能不发生改变，布袋成本也稍高一些。由于电厂粉煤灰中二氧化硅、三氧化二铝含量高，在清灰过程中对覆膜滤料表面的膜容易产生磨损，进而出现膜脱落现象，覆膜滤料不适用于燃煤锅炉烟尘的处理。
燃煤电厂所采用的袋式除尘器中，PPS滤料由于性价比高作，但其舒缓反应性能较差，好运行在160℃和含氧量9%以下，运行寿命可超过30000小时。同时对NO2、SO2、SO3也应控制，特别NO2的氧化作用往往被忽视，这些参数与温度有关，已经在试验室及应用中得到验证，都是损坏滤袋力度强损伤的重要原因。5、滤袋的失效与解决方案滤袋在袋式除尘器的投入资金和维护费用中所占的比例都是相当大的，约占投入资金费用的比例为30%，占维护费用的比例为80%以上，因而如何避免滤袋过早失效是降低除尘器维护费用的重要途径。
燃煤电厂滤袋的失效分为物理失效和化学失效两种，而物理失效包括机械磨损、烟气冲刷、堵塞失效三种类型，化学失效包括高温损伤、酸碱腐蚀和氧化腐蚀。
①机械磨损
机械磨损与袋式除尘器的加工、运输、安装及钢结构设计有关，常见的有：袋笼的外径偏小、竖筋数量偏少、横筋间距偏大而导致滤袋与袋笼之间形成挤压力，将滤袋撑破；运输和安装过程中由于不慎产生划伤；喷吹管上的喷嘴与花板孔之间同心度达不到要求或喷嘴与花板之间垂直度不够而导致喷吹过程中压缩空气直接吹到滤袋袋身上，造成了滤袋局部受冲击过大而破损；袋笼表面有毛刺、凸起或两节连接处脱开导致在过滤和清灰往复过程中对滤袋的间歇性磨损；滤袋和花板配合不好如滤袋袋口没有完全展开或袋口与花板存有间隙出现“跑灰”现象，导致粉尘冲刷袋口；花板有缺口或凹凸、滤袋接缝不规范也会出现“跑灰”现象；滤袋与壁板上的加强型钢或残留的吊耳相接触，滤袋因花板平整度不够或袋笼垂直度不够，都将导致清灰过程中滤袋的摆动造成撞击磨损。
解决方案：设计、加工、运输、安装过程中应精心化，配套件质量应严格把关，在除尘器投运前应进行一体完全的检查，尽可能减小现场安装工作量，并配备相关的设施，将质量较高要求的尽可能由生产车间完成。
②烟气冲刷
烟气冲刷与除尘器结构设计有关，主要是由于烟气到达滤袋的流速太高，烟气携带粉尘直接冲刷滤袋导致滤袋磨损，特别是高含尘浓度工况或除尘器进风通道出现积灰时，这一现象会更加容易发生。采用下进风方式的除尘器磨损的部位通常在滤袋的底部，采用水平进风方式的除尘器磨损的部位通常在前排滤袋，尽管滤袋底部采用了加厚层，但也无法从根本上避免这一问题。
解决方案：建立合理的烟气流场，采取必要的导流、均流措施，采用多方位进风方式，形成烟气蔓延整个过滤区域的趋势，确保烟气到达滤袋时的风速小于1m/s，同时应避免除尘器进风通道出现积灰和灰斗输灰不畅引发的灰位过高现象发生。
③堵塞失效
堵塞失效主要包括粉尘堵塞、油雾堵塞、结露糊袋三种类型。粉尘堵塞主要是由于清灰不够完全引起的，特别是锅炉低负荷时除尘器长时间不清灰也会导致这一问题的出现，微细的粉尘游弋于滤袋的表面，在过滤过程中由于粉尘之间的挤压导致粉尘浸透到滤袋纤维夹层中，引起滤袋局部固有阻力的增加，整条滤袋透气的均匀性发生了改变，这不仅会引起除尘器运行阻力的增加，还会改变烟气的过滤路径，增加未曾堵塞的滤袋部位的过滤负荷，加剧了滤袋状况的恶化；油雾堵塞主要是锅炉启动或低负荷运行投油助燃时未对滤袋采取保护措施或保护措施不到位引起的，这会导致滤袋的固有阻力增加，即便采用力度强清灰也难以解决这一问题；结露糊袋主要是除尘器低于酸露点运行，凝结的酸附着在滤袋外表面，这种现象主要出现在锅炉启动是烟温过低或锅炉出现大面积爆管时，结露糊袋同样会导致滤袋的固有阻力增加，还可能同时导致酸对滤袋的腐蚀。