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300MW循环流化床锅炉电袋除尘器投退优化调整
来源：辽宁调兵山煤矸石发电有限公司　日　点击：
摘要：针对调兵山#1机组调试期间依据常规煤粉炉投退方式造成电袋除尘器投入率低引发吸风机叶片磨损、烟气排放超标，社会影响严重的后果，通过对调兵山300MW循环流化床锅炉与常规煤粉炉在燃烧方式、结构、点火启动及其电袋除尘器自身特点等方面进行分析研究，提出了300MW循环流化床锅炉电袋除尘器投退优化调整技术方案，并在#2机组调试期间予以应用，取得了理想效果。
关键词：循环流化床；电袋复合式除尘器；优化应用
&&&&&& 大唐辽宁调兵山２&300MW循环流化床机组新建工程是一项利用城市中水、汽轮机排汽直接空冷、高效循环流化床锅炉及其配套电袋复合式除尘器（以下简称电袋除尘器）的新型清洁环保工程。 SG&&M804型循环流化床锅炉是由上锅引进、吸收法国ALSTOM公司CFB先进技术而设计，是近年来在国际上发展起来的新一代高效低污染清洁燃烧技术，其主要特点在于燃料及脱硫剂经多次循环、反复地进行低温燃烧和脱硫反应，炉内湍流运动强烈，不但能达到低NOx排放，90%的脱硫效率和与煤粉炉相近的燃烧效率，而且具有燃料适应性广、燃烧控制相对简单、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点。与循环流化床锅炉配套的福建龙净2FE243/2-1Ｌ型电袋复合式除尘器是静电和布袋除尘器的有机结合，综合了静电、布袋除尘器各自优点：在布袋除尘器之前增加一电场静电除尘，前级电场预收烟气中70%～80%以上的颗粒物量，前级电场的预除尘作用和荷电作用为提高电袋复合除尘器的性能起到了重要作用，大大减轻了后级布袋工作量；后级袋式除尘装置拦截收集烟气中剩余颗粒物，克服循环流化床锅炉高比电阻灰尘不易清除难题，确保锅炉烟气排放达标。
&&&&&&& 日，一号机组顺利通过168小时大负荷试运行，电袋除尘器表现出了优异的性能：除尘器前后烟气流动阻力为600&800Pa之间，大大降低了引风机电耗；烟气排放浓度仅为18mg/Nm3，大大低于国标（50 mg/Nm3）。但问题也随之而来，机组调试期间，调整试验项目多，设备故障率高，机组低负荷或燃烧不稳定常需要投油助燃，为保护电袋除尘器不被污染，不得不按照厂家依据常规煤粉炉投退方式要求频频使烟气走旁路，直接排向大气中，致使烟气排放浓烟滚滚，严重影响了周边空气环境，造成恶劣的社会影响；与此同时，引风机叶片磨损严重，动平衡被破坏，引风机振动也是直线上升，不得不停机进行了全部叶片更换。
&&&&&&& 为了吸取教训，我们认真分析了循环流化床锅炉与常规煤粉炉的燃烧方式及其特点，二者有着本质区别，我们不能墨守成规，把电袋除尘器与常规煤粉炉的投退方式一成不变地应用到循环流化床锅炉上。
2.1　两种炉型燃烧方式、结构上的区别
&&&&&&&&从燃烧方式上讲，煤粉锅炉将燃煤经制粉系统磨制成粒度约1-300&m的细煤粉，然后经燃烧器与助燃的一、二次热风一起喷入炉膛，煤粉与助燃热空气在炉膛内强烈混扰、悬浮燃烧，大约经几秒钟的时间就完成了燃料的燃烧过程。燃烧后产生的灰分约有90%左右以细灰的形态随烟气一起掠过锅炉的各级受热面进行换热后离开锅炉本体进入电布袋除尘器。循环流化床锅炉启动前，必须要向炉膛每侧裤叉腿主床加入不少于100吨的床料（惰性物质），即床层高度应超过布风板高度1000mm。
&&&&&&& 如图所示CFB风烟系统流程，由一次风机出口经过空气预热器加热后的一次风在风道中部的风道燃烧器中分别被上下各两支蒸汽雾化轻柴油油枪点燃加热到600-900℃的热风，进入左右两个水冷风室，经过布风板上部的风帽均匀地穿过1000mm厚的惰性床料，把床料逐渐加热到450℃时进行投煤。循环流化床锅炉取消了煤粉锅炉的制粉系统，将燃煤直接细碎成粒度在1-10mm的煤粒后，经给煤机送入炉膛的主床密相区惰性物料内，从床下进入的热一次风将床层物料和煤粒充分流化，煤粒与床料发生强烈的碰撞和换热，迅速引燃、着火燃烧。流化床本身是一个蓄热能量很大的热源，有利于燃料迅速着火和燃烧。床料中95%为热灰渣（惰性物质），5%左右是可燃物质，这大量的热床料将煤粒快速加热，析出挥发物质并着火燃烧。煤粒中的挥发物质和固定碳着火燃烧后所释放的热量，其中一部分又用来加热床料，使床内温度始终维持在一个稳定的水平。床料在上升气流作用下，在床层内产生自身旋转及各个方向的复杂而激烈的运动。因此当一定粒度的煤连续不断地投入床内时，很快就混合在激烈扰动的床料中，并随之向各个方向运动得到加热、着火和燃烧。煤粒在床内既有随床料上下运动，又有横向扩散的水平运动，一部分细粒子被空气夹带或在所泡破裂的飞溅作用下被带到悬浮段空间，经扬析作用，一部分较粗粒子回到床层，一部分细粒子随烟气带出炉膛，虽然大多数未燃尽碳粒子被高速烟气带到炉外，但却经高温旋风分离器分离后返回炉膛。如此多次循环，提高了碳粒与氧气的相对滑移速度，又延长了碳粒在炉内的燃烧时间，因而提高了燃烧效率。根据燃用的铁法烟煤成分：全水分9.8%；空气干燥基水分5.86%；收到基灰分45-52%；干燥无灰基挥发分43.91%；收到基碳28.67%；收到基全硫0.24%；收到基低位发热量12350KJ/Kg；此煤种属于低水分低硫分高灰分高挥发分烟煤。同时凭借一号炉调试经验判定我们的铁法烟煤着火温度约在400&500℃之间。当锅炉床温升到450℃时可以投煤燃烧，此时用来加热惰性床料的轻柴油已经能够完全燃烧了。而后的烟气则同样经过锅炉的各级受热面进行换热后离开锅炉本体进入电布袋除尘器。
2.2　两种炉型在锅炉启动过程的区别
&&&&&&& 点火前的炉膛吹扫及其做锅炉空气动力场试验时，通过煤粉锅炉炉膛的介质是干净空气，一直到电袋除尘器。而通过循环流化床锅炉则是高压一次风穿过1000mm厚的惰性床料与二次风混合后夹带大量灰尘粒子来到电袋除尘器。
&&&&&&& 点火方式。煤粉锅炉在启动中所采取的点火方式是在炉膛内点燃四角油枪，启动相邻的制粉系统，煤油混烧，未完全燃烧的煤油烟气直接被引风机吸到电袋除尘器。循环流化床锅炉的点火方式则不同，是采用床下风道燃烧器的方式进行点火，利用燃油的放热加热一次热风，热一次风穿过炉膛内1000mm厚的惰性床料层，与二次风的良好匹配混合物，以不断提高床层的温度水平达到煤粒的着火温度。1000mm厚的惰性床料对携带未完全燃烧的油雾起到过滤、拦截的作用，炉膛内灰浓度高未完全燃烧的油雾更易附着在大粒度的惰性床料上，进行循环燃烧。由于点火初期，床温低于450℃不投煤，床料为惰性物质，只是一个燃烧轻柴油加热过程。根据点火及助燃用油质分析：0#轻柴油；恩氏粘度（20℃时）1.2&1.67 0E；灰分Ay&0.025；水分Wy痕迹；硫分Sy＜0.2；开口闪点不低于62&68℃；低位发热量QydwKJ/kg可以看出基本无SO2生成，即使投煤，煤量也很少，SO2浓度也很低，根据烟气在线监测数据显示此时烟气SO2浓度不超过100 mg/Nm3。大家知道，烟气露点高低与烟气中SO2、O2的含量有很大关系，烟气中SO2含量越大，则烟气露点也会升高。循环流化床启动过程实际是一个简单的惰性床料加热过程，此过程烟气中SO2非常少近似零，那么烟气露点温度相应会降低很多。循环流化床还有一个巨大优点就是炉内石灰石干法脱硫。当循环流化床温升到850&900℃是，可以投入石灰石系统进行烟气脱硫，进入电袋除尘器的烟气含SO2可以控制在很低范围内。由此可以将厂家90℃最低安全投入温度向下控制到70℃即可投入布袋除尘器。
&&&&&&& 经过以上分析可知，循环流化床锅炉与同容量常规煤粉锅炉相比，负荷变化适应性范围大；燃料在炉内停留时间长，低负荷时燃烧强烈，燃烧完全；炉膛内部烟气浓度大，分离器后部的尾部烟道乃至电袋除尘器内烟气浓度低；炉内干法脱硫，电袋除尘器前烟气含SO2非常低，烟气露点低，烟气腐蚀小等特点，只要通过有效地燃烧调整，就能保证烟气低氧量、低硫（甚至是无硫）、低水分，也就克服了滤袋老化的主导因素：高温氧化硬化收缩；与酸的蒸汽接触反应；与水分发生反应。因此，在考虑夏季空气湿度大、入炉煤的粒度变化、分布相关性不确定、不可量化等因素影响，在保证电布袋不被污染有足够裕度的情形下，可以确定电布袋只是在锅炉点火启动过程中床温低于450℃，烟气温度低于70℃之前处于解列退出状态。实际运行中，这段过程只是在2&3小时左右，除此之外，经过合理有效的燃烧、电袋除尘器压差、脉冲清灰等手段的调整，电袋除尘器是可以在不退出运行不被污染的情况下有效地控制烟气排放达标。
&&&&&&& 在二号机组调试初期我们结合一号锅炉调试经验，根据锅炉燃烧、电袋除尘器的实际特点，对电袋除尘器的投退进行了优化调整应用。
3.1锅炉启动点火前8小时投入灰斗、保温箱电加热装置，对电除尘进行预热。
3.2重视布袋预涂灰程序，控制布袋前后差压在500&700Pa范围内，保证布袋表面初始灰层厚度。当锅炉启动前有冷湿气体进入除尘器系统内时，布袋必须进行预涂灰，将首个脉冲清灰的开启值设定为除尘器压差达到Pa，这样可以有效防止布袋被沾污，提高吸潮能力。
3.3锅炉启动引风机时投入电袋除尘器底部灰斗气力输灰系统，并对各灰斗检查无堵棚灰现象，发现堵棚灰，在点火前必须清除。
3.4点火前燃油系统的雾化蒸汽进行充分疏水，油枪点火枪经试验处于良好的备用状态，确保燃油雾化良好做到完全燃烧。
3.5保证入炉煤的粒径在1&10mm范围内，炉膛内颗粒分布均匀，保持良好的内外灰循环。投煤之前，控制穿过1000mm厚床料的一次风量稍微大于临界流化风量，使床料处于鼓泡状的微流化状态，保持炉膛出口处于微正压，延长物料在炉内停留时间，以利于油滴完全燃烧。调整一、二次风配比，分级配风，控制炉膛出口氧量在3&5%范围内，控制Nox生成量。
3.6启动引风机不投燃油系统时（如做通风空气动力场试验、通风冷却等情况）都要及时投入电、布袋除尘器正常运行（关旁路阀，开布袋提升阀），将电除尘器升压到50%，烟气走布袋，控制脉冲清灰程序保持布袋前后压差在800&1000Pa范围内运行。同时启动电除尘器阴阳极振打装置，把振打盘上操作开关置于&手动&位置，按启动按钮，使其处于连续振打状态。
3.7锅炉启动点火投运油枪初期，床温、烟温较低，避免燃油未完全燃烧及低于露点温度给电袋带来影响，电袋除尘器开旁路阀，关提升阀，烟气走除尘器旁路。此时禁止电除尘器上电升压，禁止投运布袋清灰系统。当锅炉床温升至450℃投煤成功燃油系统停止运行且电袋除尘器入口排烟温度达70℃时，即可投入电布袋除尘器及其脉冲清灰系统运行（打开布袋提升阀，关闭旁路阀）。
3.8当机组故障负荷低于100MW而且锅炉投床下枪稳燃，同时电袋除尘器入口烟温大于70℃，锅炉床温高于450℃时，应将电除尘器停止运行，停止阴阳极振打装置运行，暂停布袋脉冲清灰程序运行，烟气排放效果由布袋完成，此时仍然保持烟气旁路阀关，提升阀开状态。待电袋除尘器进出口烟道压差升至Pa时，方可投入布袋脉冲清灰程序运行，适当调整脉冲间隔时间（约150&300S，根据具体情况调整）保持除尘器进出口烟道压差在Pa范围内。
3.9机组滑停原则上不投运燃油系统，只要电除尘器入口排烟温度大于70℃以上应保持电袋除尘器连续正常运行。异常滑停煤油混烧以床温450℃、电除尘器入口排烟温度70℃决定投退电或布袋除尘器。停炉前要将电布袋挂灰清干净，若不进含油或含水烟气，不用进行涂灰，一般布袋在不通烟时挂灰不超过48小时，以防布袋受潮变硬。&&&&&&
3.10出现下列情况时，立即停运电布袋除尘设备运行：
整流变压器发热严重，起火，整流变压器温升超过85℃或设备内部有明显的闪络、拉弧、振动等以及其他严重威胁人身与设备安全的情况。
电场内部异极距严重缩小，电场持续拉弧，绝缘子结露严重爬电。
锅炉烟气发生温度陡升，烟气温度上升到180℃以上持续时间十分钟以上。
当锅炉受热面发生漏泄时，烟气温度急剧下降到露点温度以下，滤袋出现糊袋现象。
出灰系统堵灰时，灰面超过高料位继续上升时。
&&&&&&& 在二号机组设备调试及168小时连续大负荷过程中，采取了以上优化调整措施，电布袋除尘器退出运行的机率大大减少，烟囱排出的是肉眼看不到的达标的干净的烟气，大大减轻了公司的社会影响压力；二号锅炉引风机振动值始终在正常范围内，停炉后对引风机进行检查，各部无磨损现象；打开电布袋除尘器人孔门进入内部检查，电布袋除尘器没有发现挂油垢被污染、腐蚀氧化破损现象，状况良好。在当今节能减排的环保新形势下，循环流化床锅炉与其配套电袋复合式除尘器均是我国当前大力推广的清洁煤发电与节能减排技术标志性产品。随着国内CFB与其配套的电袋除尘器的大量推广应用，特别是在机组试运及其新机磨合期机组运行不稳期间，该优化调整措施对循环流化床锅炉配套电布袋除尘器的安全经济运行具有实际指导意义，同时也有着更重要的社会环保意义。
因水平和所知所限，文中观点不妥之处在所难免，衷心希望各位专家及同行提出您的意见建议给予指正，以不断促进循环流化床锅炉配套电袋除尘器投入率优化提升，保障机组安全稳定运行，谢谢 ！
参&& 考&& 文&& 献
[1] 循环流化床锅炉技术600问 全国电力行业CFB机组技术交流服务协作网 组编
[2]& FE型电袋复合式除尘使用说明书 福建龙净环保有限公司
[3] 辽宁调兵山300MWCFB锅炉运行说明书 上海锅炉厂有限公司布袋除尘器,高温布袋除尘器,耐高温布袋除尘器,锅炉布袋除尘器-临朐县博达环保设备厂
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粉尘爆炸的特点
粉尘爆炸要比可燃物质及可燃气体复杂一般地，可燃粉尘悬浮于空气中形成在爆炸浓度范围内的粉尘云，在点火源作用下，与点火源接触的部分粉尘首先被点燃并形成一个小火球。在这个小火球燃烧放出的热量作用下，使得周围临近粉尘被加热、温度升高、着火燃烧现象产生，这样火球就将迅速扩大而形成粉尘爆炸。
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　　第一，不要让除尘布袋与酸碱度高的溶剂响接触，并且少使用单机除尘器对酸碱度高的蒸汽进行除尘。
　　第二，不要让单机除尘器在温度特别高的环境下工作，因为单机除尘器长期处于高温环境中容易出现硬化和收缩现象。
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