TDB高效电袋组合除尘器在CFB锅炉的应用

刘福荣，余运节

(1.神华鄂尔多斯煤制油分公司，内蒙古 鄂尔多斯 017209；2.浙江天洁环境科技股份有限公司 浙江 诸暨 311800)

TDB高效电袋组合除尘器在CFB锅炉的应用

刘福荣1，余运节2

(1.神华鄂尔多斯煤制油分公司，内蒙古 鄂尔多斯 017209；2.浙江天洁环境科技股份有限公司 浙江 诸暨 311800)

通过分析TDB高效电袋组合除尘器在鄂尔多斯某热电生产中心3×440t/h循环流化床（CFB）锅炉安装运行后的显著除尘效果，介绍了除尘器选型的依据和过程，以及除尘设备的结构和特点、关键技术、运行状况等，为大型流化床锅炉选用除尘器提供了借鉴。

CFB锅炉;电袋组合除尘器;排尘浓度

鄂尔多斯某煤制油分公司热电生产中心3台440t/hCFB高温高压锅炉+2×100MW直接空冷机组，为世界上第一个煤直接液化项目提供所需的蒸气、电力和除盐水，锅炉主要燃用煤制油过程中产生的油渣和洗煤厂的洗中煤、细煤泥。2007年10月6日，3台高压锅炉和2台机组全部投产。3台锅炉选用TDB高效复合电袋组合除尘器，通过3年的运行表明，除尘效果显著，达到国家环保要求，并为大型循环流化床锅炉除尘器的选型提供了依据。

1 锅炉燃料状况

锅炉为高温高压、单锅筒横置式，单汽包，单炉膛，膜式水冷壁，自然循环，全钢架π型布置全悬吊的封闭结构。锅炉设计煤种为油灰渣 : 洗中煤＝1:1的混煤；校核煤种1为油灰渣 : 洗中煤＝3:2的混煤；校核煤种2为洗中煤。煤种的元素分析见表1，燃煤粒径0～10mm，其中d50≈2.0mm。锅炉按添加石灰石脱硫设计，石灰石通过气力输送经二次风口送入炉膛或落煤管下部播煤风口进入炉膛，脱硫效率为90%[3]。

表1 锅炉设计燃料分析数据

2 除尘器选型

根据可行性研究报告，由于环保达标要求除尘器出口排尘浓度不大于50mg/Nm3，即除尘效率应到达99.87%。通过设计的燃料在西安热工院1MWCFB锅炉试烧表明，CFB锅炉由于石灰石的加入，导致飞灰比电阻值增加。混合燃料中，油渣含量为50%，Ca/S=2.2，床温880℃条件下添加石灰，在150℃时飞灰比电阻值分别为4.20×1012Ω·cm,飞灰粒极细，中位粒径约为7μm[2]，是除尘设备选型的技术依据。

（1）一般来说，电除尘器不适合做流化床炉的除尘器。从设计或校核煤种看，150℃时飞灰比电阻值分别为4.20×1012Ω·cm，超过了电除尘最适合的104～1011Ω·cm的比电阻范围。

（2）锅炉运行时，要选用生石灰做脱硫剂，由于生石灰较石灰石投入量大，除尘器入口含尘浓度加大，因此若选用布袋除尘器，则滤袋的寿命很低。

（3）虽然烟气中SiO2及Al2O3的总含量为50%～60%，并不算太高，但因其粒径在1～2μm及以下，电除尘器很难捕捉，因而增大了出口排放浓度，从理论上计算，要用7个常规电场的电除尘器才可能达到排放浓度≤50mg/Nm3的要求。

（4）电除尘器造价较高。当比集尘面积大于140.3S/m时，理论上计算电除尘器的出口浓度会≤50mg/Nm3，出口浓度要达到≤50mg/Nm3，采用加长电场的电除尘器，其初始投资及运行费用都相当可观。

（5）选用电袋组合型除尘器，布袋的寿命有所保证，出口排放浓度在30mg/Nm3左右，结构紧凑，占地面积小，清灰系统结构简单适用，无阀门，维护费用低；无需设置启动旁路；工程建设综合投资低，设备运行费用也较电除尘器低，年平均折算综合费用低于其它两种除尘器。

针对该厂锅炉除尘器的选配，进行认真分析比较后，认为选配电袋组合型卧式除尘器的性价比最高。根据该厂预留的除尘器位置，灰分的比电阻大的特点，选用1台双室二电场静电除尘器加双室布袋除尘器。

3 TDB高效电袋组合除尘器设备结构和主要技术指标

TDB高效电袋组合除尘器是浙江某环境科技股份有限公司的专利产品，主要结构由电除尘器、布袋除尘器和电气控制等部分组成。

（1）电除尘器型式为YSC系列，并利用模型对除尘器出口气流进行模拟和测试，对出口气流分布进行优化设计，保证电除尘器的除尘效果。除尘效率80%～95%，本体阻力≤250Pa，同极间距400mm，阳极板形式480C型，阴极线型式—BS型新型芒刺线，阳极采用侧传动重锤式侧面振打，阴极采用顶部传动重锤式侧面振打，高压直流电源为GGAJ02－1.2A/72kV。

（2）布袋除尘器分为对称的数个室，每个室可以实现在线检修并具有在线、离线及手动三种清灰方式。过滤风速0.9～1.6m/min; 设备阻力800～1200Pa，滤袋材质为PPS（或PPS+P84或PTFE覆膜），喷吹阀型式为3寸湮没式脉冲阀，喷吹压力0.25M～0.35MPa。

（3）TDB高效电袋除尘系统采用上位机管理，CRT画面显示，集中控制系统包括高、低压设备的运行控制，振打控制，电加热器的恒温控制，电机振打最优化控制，布袋除尘系统喷吹控制等。中央集中控制系统为一闭环控制系统，由系统主计算机，高低压控制装置组成。除尘系统在除尘控制室进行集中控制。高压直流供电装置的自动控制采用微机控制，低压供电装置的自动控制采用可编程序控制器（PLC）。除尘工艺中的基本过程控制功能在PLC完成，优化控制功能和过程管理功能在上位监控机完成。具备停电后自恢复功能。

保证效率≥99.92%，出口含尘浓度〈50mg/Nm3，本体阻力≤1400Pa，本体漏风率≤2.5%，气流分布均匀性≤0.2[1]。

4 关键技术的先进性和效果

4.1 合理利用电除尘器的预除尘

利用电除尘器对于粗颗粒粉尘的荷电和收集作用，先收集和除去大量的粉尘，从而使进入布袋的粉尘负荷减少，减轻粗大颗粒对布袋的冲刷和磨损，延长布袋的使用寿命。在综合成本和设备管理维护等诸多因素后，在设计时并不要求电除尘器部分的收尘达到很高的效率。设计的电除尘器的收尘效果在80%～95%，电除尘器将粗颗粒的粉尘和大部分粉尘已经除去，布袋除尘器的使用寿命和投运效果会显著增加。

4.2 气流分布的控制

TDB高效复合电袋除尘系统经过多次论证，并经过计算机对气流分布进行辅助设计后，在电除尘区入口设置气流分布板，使电除尘器入口区气流分布均匀，从而保证电除尘部分的除尘效果；在布袋区设置气流分布板使气流往灰斗方向和布袋方向均匀分布，从而避免对布袋的直接冲击，提高布袋的使用寿命。试验证明，TDB高效复合电袋除尘系统在减小压力降、提高除尘率两方面都是非常有效的。

4.3 气布比的选择

常规布袋除尘器的气布比的选择一般不超过1m/s，而高效电袋组合除尘系统中布袋部分的压损较常规布袋除尘器小很多，气布比可以达到1.6 m/s左右。这主要是因为高效电袋除尘系统中电除尘器中粉尘荷电的影响。通过对系统施加电压后，一旦达到电晕始发值，压力损失即突然下降；随着电压的升高，压损下降越多。这是由于粉尘在滤料表面的分布情况不同所致。以滤料来看，在无电场时，粉尘进入滤料中部纤维且形成比较密的粉尘层；而在有电场时，由于粉尘荷电吸附的作用，粉尘在滤袋表面形成疏松且排列整齐的粉尘层。所以较之纯布袋除尘器滤袋上的粉层饼透气性要更好。

5 工程实际应用情况

5.1 性能考核结果

西安热工研究院对3台3×440t/h锅炉性能测试，3台锅炉处理烟气量、本体阻力、漏风率除尘效率和除尘器出口浓度见表2。

表2 3台锅炉的试验结果

从实验结果可以看出，设计的系统阻力为≤1400Pa，实测数据平均为740Pa，设计粉尘排放浓度为≤50mg/Nm3，实测粉尘排放平均为42.56mg/Nm3，除尘器效率设计值≥99.87%，平均为99.86%。实际漏风率为3.18%，偏大[5]。

5.2 运行情况

TDB高效电袋组合除尘器投运至今，已有三年多的时间，运行稳定。烟气在线监测出口烟尘排放浓度在30～45mg/Nm3。通过对布袋顶部重新密封，解决了漏风率大的问题。停运时多次对前几排布袋检查，布袋均完好，没有进行过更换，只是对振打系统进行了维护。

6 结论

TDB高效电袋组合组合除尘器在内蒙古神华鄂尔多斯煤制油分公司3×440t/h循环流化床（CFB）锅炉安装投入运行，系统稳定，除尘效果显著。TDB高效电袋组合除尘器与静电除尘器和布袋除尘器比较，具有效率高、能耗低、结构紧凑、投资小、运行成本低、维护简单的优点，具有较高的性价比。为在大型流化床锅炉上的应用提供了依据，并可应用在电力、水泥、冶金等行业，具有广阔的前景。

[1]浙江天洁环境科技股份有限公司.TDB高效电袋组合除尘器说明书[K].

[2]王鹏立，高洪培，刘福荣，等. 神华神东电力公司煤制油工程CFB锅炉所用燃料试烧试验研究报告[D]. 2005，12.

[3]北京国电华北工程有限公司.神华神东电力公司煤制油自备热电厂3台 440t/h CFB高温高压锅炉+2×100MW直接空冷机组可行性研究报告[R].2005，6.

[4]北京国电华北工程有限公司.神华神东电力公司煤制油自备热电厂3台440t/h CFB高温高压锅炉+2×100MW直接空冷机组初步设计[Z].2005，8.

[5]张超，刘福荣，等.神华神东电力公司煤制油自备热电厂0号（1号、2号）机组电袋除尘器性能试验报告[R].2008，1.

Application of Assembled Precipitator of TDB Electric Bag with High Efficiency in CFB Boiler

LIU Fu-rong1, YU Yun-jie2
(1.Shenhua Eerduosi Oil Branch from Coal, Inner Mongolia Eerduosi 017209;2.Zhejiang Tianjie Environmental Technology Co., Ltd, Zhuji Zhejiang 311800, China)

By analyzing the assembled precipitator of TDB electric bag with high efficiency in CFB boiler, which shows marked result of precipitation after operation in 3×440t/h CFB boiler of a certain power generation production center, the paper introduces the principle and process of precipitator choice, structure, characteristic, key technology, operation of precipitation equipment, so as to provide the use for reference in big-sized CFB boiler which selects precipitator.

CFB boiler; assembled precipitator of electric bag; concentration of dust emission

X701.2

A

1006-5377（2011）06-0031-03