布袋除塵器的選擇有哪些影響因素
布袋除塵器是纖維過濾、或膜過濾與粉塵層過濾的組合,它的除塵機理是篩濾、慣性碰撞、鉤附、擴散、重力沉降和靜電等效應(yīng)綜合作用的結(jié)果。對于除塵系統(tǒng)來講,再好的產(chǎn)品在一定的條件下,也會受到某些因素的干擾。
影響布袋除塵器除塵效率因素有:除塵布袋的性能、粉塵性質(zhì)、過濾的速度、濾料上粉塵層、漏風(fēng)與阻力。
除塵布袋性能:濾布性能對除塵效率和阻力都有較大的影響。濾布材料應(yīng)能阻擋細小粉塵的通過,織物經(jīng)緯線所交織的孔眼要小,而經(jīng)緯線條本身要細,以增加篩濾的有效面積,減少阻力;織物的絨毛要長且富有彈性,使之能掩蓋孔眼,并具有一定的強度;為了便于用反向氣流清理,織物的絨毛位于含塵空氣接觸的一面。
影響布袋除塵器除塵效率因素有哪些
粉塵性質(zhì):布袋除塵器的除塵效率與塵粒的大小、重度、形狀、靜電效應(yīng)以及粉塵濃度有直接關(guān)系。據(jù)對于顆粒較大、重度較大、形狀不規(guī)則及靜電效應(yīng)明顯的粉塵,其除塵效率較高。
過濾速度的影響:過濾速度越低則越容易形成粒到徑小而孔隙率大的一次粉塵層,越能捕集細微塵粒,過濾風(fēng)速過高時,加劇塵粒對濾料的穿透,使過濾效率降低。當(dāng)然穿透現(xiàn)象也可通過選用合適的濾料得到克服。另外,某些濾料,過濾風(fēng)速在一定范圍內(nèi)變化時,除塵效率幾乎不受影響。
濾料上粉塵層的影響:袋式除塵器投入運行初期,新濾料上無粉塵層,此時捕集粉塵的能力較低,隨著過濾粉過程的進行,粉塵層逐漸形成,除塵效率相應(yīng)提高,當(dāng)粉塵層完全形成后,過濾效率可達99%以上,對于小于1μm細塵粒也有很好的捕集作用。
漏風(fēng)與阻力:理論上計算袋式除塵器除塵效率達99%,但實測中達不到,主要是漏風(fēng)和阻力的影響,漏風(fēng)率越低,除塵效果越好;阻力對除塵效果靜電除塵器有一定影響,經(jīng)常清空濾袋,減少阻力,可提高除塵效果。集塵罩應(yīng)盡量接近爐頭,使粉塵更容易進入罩內(nèi),增加集塵量,減少無組織排放污染。
固定床的固體粉粒擴散問題如何解決?
學(xué)習(xí)了。正在考慮在顆粒層上方設(shè)置擴大段,在出口加臺旋風(fēng)分離器。
循環(huán)流化床鍋爐與煤粉區(qū)別爐的
循環(huán)流化床鍋爐效率高、污染低、煤種適應(yīng)性好。它幾乎可燃用各種品質(zhì)燃料,如泥煤、煙煤(包括高硫煤)、無煙煤、矸石、焦炭、工業(yè)廢料、城市垃圾等。床內(nèi)直接添加石灰石等脫硫劑,投資小、脫硫效率高(當(dāng)Ca/S=1.5~2.0時,脫硫效率可達85%~90%)。這種爐型是目前環(huán)保節(jié)能型電廠的發(fā)展方向。國際上循環(huán)流化床鍋爐已進入大型化、商品化生產(chǎn)階段,國內(nèi)越來越多的廠家也投入了循環(huán)流化床鍋爐的研制和生產(chǎn),安裝循環(huán)流化床鍋爐的坑口電站遍及全國各地。循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是一種新技術(shù),鍋爐結(jié)構(gòu)特殊,燃燒方式與煤粉爐有本質(zhì)的區(qū)別,國內(nèi)在安裝技術(shù)方面與煤粉爐相比還有一定差距。本文只對幾個突出的問題提出自己的看法,與煤粉爐類似的問題不再涉及。
1 磨損問題
循環(huán)流化床鍋爐燃用粒徑在13 mm以下的煤粒,流化風(fēng)速很大(通常為5~10 m/s)。磨損問題是該鍋爐最大的問題。
1.1 燃燒帶的磨損
爐膛布風(fēng)板周圍為四側(cè)水冷壁,在布風(fēng)板上部3.5 m高度范圍內(nèi)水冷壁的內(nèi)外側(cè)全部焊接銷釘,整體澆注“耐高溫耐磨澆注料”,外側(cè)安裝金屬護板。向火面的澆注料層厚度通常為20 mm。這個區(qū)域稱為“燃燒帶”。
燃燒帶包圍的空間稱為“燃燒井”,燃燒井是循環(huán)流化床鍋爐燃燒的中心,進行煤粒流化、燃燒、燃盡全過程。燃燒帶的磨損全部由耐高溫耐磨澆注料來承擔(dān),澆注料的材質(zhì)和施工質(zhì)量是減小磨損的重點。
首先是選材問題,國內(nèi)生產(chǎn)耐高溫耐磨澆注料的廠家很多,材料的種類也很多,澆注料在不同溫度下的耐磨度相差很大。有的材料在1 400~1 600℃范圍內(nèi)耐磨度最高,但在800~1000℃溫度區(qū)耐磨度很低,故材料的選用很關(guān)鍵。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒溫度為800~1 000℃,因此要選用在這個溫度區(qū)耐磨度最大的材料。
施工質(zhì)量也是一個重要問題,在施工中需注意以下幾點:
(1) 水灰比必須控制好,一般澆注料加水7%~8%,要嚴(yán)格按材料使用說明書施工。加水量增加1%,澆注料強度降低20%左右(未加考證)。施工用水必須潔凈,酸堿度要符合要求。
(2) 攪拌要均勻,使用強制性攪拌機,攪拌至糊狀。攪拌好的澆注料不可存放時間過長。
(3) 使用小直徑振搗棒或片式振搗棒,將澆注料振搗實。
(4) 烘爐溫升曲線嚴(yán)格按材料供應(yīng)廠家提供的資料進行
1.2 水平煙道的磨損
水平煙道是煙氣從爐膛進入旋風(fēng)分離器的通道,結(jié)構(gòu)一般為底面和兩側(cè)墻砌耐高溫耐磨磚,頂部為耐高溫耐磨澆注料。水平煙道入口四周的水冷壁,其向火面焊接銷釘,敷設(shè)耐高溫耐磨澆注料。高速煙氣攜帶十幾倍于進煤量的未燃盡的煤粒和飛灰,旋轉(zhuǎn)90°進入水平煙道,在入口處對水冷壁形成沖擊,因此在入口處水冷壁向火面必須敷設(shè)400 mm寬的澆注料。水平煙道通流面積小,煙氣從爐膛進入水平煙道后流速增大。同時水平煙道截面為漸縮噴嘴狀,煙氣流速在水平煙道內(nèi)逐漸增大,在旋風(fēng)分離器進口風(fēng)速達到12~18 m/s,對四壁的磨損很大,也有可能引起四壁振動。
此處耐高溫耐磨澆注料的選材和施工要求與燃燒帶相同。
耐高溫耐磨磚和砌磚用耐火泥也存在選材問題,必須選用800~1 000℃溫度區(qū)耐磨度最大的材料。選材的失誤會造成永久的后患,嚴(yán)重影響電廠的安全經(jīng)濟運行。
水平煙道側(cè)墻不可砌筑成單墻,增加牽連磚也不能解決根本問題,長時間沖刷、振動會造成墻體倒塌。側(cè)墻與護板之間要用耐熱鋼筋連接,在高度方向每500 mm至少連接一道。無護板的墻體要將相鄰兩墻連成整體,同樣在高度方向每500 mm至少連接一道。
1.3 旋風(fēng)分離器和料腿的磨損
旋風(fēng)分離器的作用是利用離心力分離煙氣中的灰粒,分離后煙氣進入后豎井;灰粒下降至料腿,通過返料器進入燃燒井再次燃燒。旋風(fēng)分離器上部圓頂和下部錐體為耐高溫耐磨澆注料,中部直筒砌筑耐高溫耐磨磚,旋風(fēng)分離器外部安裝護板。料腿為一圓筒狀,內(nèi)部打澆注料,中部為料腿水冷套,外部安裝護板。煙氣夾帶灰粒進入旋風(fēng)分離器形成高速旋轉(zhuǎn)氣流,形成對分離器內(nèi)壁的磨損,特別是水平煙道對面的部分筒壁,氣流直沖,是磨損最嚴(yán)重的部位。
旋風(fēng)分離器在安裝過程中需注意幾點:
(1) 分離器外部護板要保持同心度,托磚架、拉鉤安裝牢固且保證尺寸。
(2) 耐高溫耐磨磚和耐高溫耐磨澆注料除保證內(nèi)在質(zhì)量外,安裝尺寸也要保證。筒體、錐體和頂部任一截面都要保證同心度,表面整齊光滑,避免發(fā)生局部嚴(yán)重磨損。與料腿的連接部位要平滑過度,避免發(fā)生喉部結(jié)焦,引起旋風(fēng)分離器堵塞。
(3) 膨脹縫整齊、尺寸正確、填料合適。膨脹縫太小,機組運行中因膨脹不暢,造成爐墻或澆注料脫落;膨脹縫太大,會從膨脹縫引起局部磨損。
料腿內(nèi)部敷澆注料,其選材和施工質(zhì)量要求與其它部位相同。這里需特別指出的是,料腿內(nèi)部空間很小,是保證施工質(zhì)量的難點。往往因為質(zhì)量問題導(dǎo)致料腿磨損,從膨脹縫破壞開始,直至露出承壓部件。因此對料腿部位澆注料的施工質(zhì)量需特別注意。
1.4 受熱面的磨損
旋風(fēng)分離器后部安裝有過熱器、省煤器等,管排與護板之間砌爐墻或澆筑耐火混凝土,管排與爐墻之間的間隙要嚴(yán)格控制。間隙過小影響受熱面的正常膨脹,間隙過大會形成“煙氣走廊”。“煙氣走廊”內(nèi)煙氣流速比平均流速大3~4倍,磨損量與飛灰濃度成正比,與煙氣流速的3.5次方成正比,如下式:
T=Kμω3.5·τ
式中T——磨損量,g/m2;
μ——飛灰濃度,g/m3;
ω——煙氣流速,m/s;
τ——時間,h;
K——磨損系數(shù),K=Cη;
其中C——飛灰磨損系數(shù),與飛灰性質(zhì)和管束結(jié)構(gòu)有關(guān);
η——飛灰撞擊機會率,與灰粒所受慣性力和氣流阻力有關(guān)。
在“煙氣走廊”,磨損量比正常磨損量增大幾十倍。省煤器區(qū)域管排密布,煙氣流速較高,因此,消除“煙氣走廊”是減小省煤器管排磨損的十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在管排施工期間,控制管排與立柱之間的間距,管排與護板之間的距離;在爐墻砌筑期間,控制托磚架、拉鉤與管排之間的距離,最后控制爐墻與管排之間的距離。如果還有誤差,可以把爐墻一層磚向內(nèi)伸出一定距離,或加裝防磨板,使各處煙氣流通面積一致。
2 返料器
返料器是循環(huán)流化床主要的組成部分之一。煙氣攜帶的灰粒和正在燃燒的煤粒,通過爐膛進入分離器,在分離器內(nèi)大部分固體顆粒被分離下來,經(jīng)返料器又回到爐內(nèi),而煙氣則通過分離器上部進入尾部受熱面。一般循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)倍率為5~20,十幾倍于給煤量的返料灰需經(jīng)過返料器返回燃燒室再次燃燒,同時循環(huán)倍率的大小也靠返料器來調(diào)節(jié)。因此返料器是關(guān)系到鍋爐燃燒、過熱汽溫和負荷的重要部件。
返料器的安裝要點:
(1) 保證返料器與料腿的相對尺寸。
(2) 返料器各個風(fēng)帽小孔的孔徑不同,相互只差0.5 mm。一般情況下孔徑大的風(fēng)帽安裝在返料側(cè),孔徑小的風(fēng)帽安裝在料腿側(cè)。風(fēng)帽小孔必須全部暢通,最下一層孔與返料器下平面保持10 mm的距離。不分清風(fēng)帽類型安裝的返料器,返料不暢。
(3) 返料器內(nèi)部幾何尺寸要嚴(yán)格控制,上部舌板的高度和前后距離、下部返料板的高度和角度、上下兩板的重合高度等都是關(guān)鍵尺寸,上下兩板的重合高度一般為40~50 mm。這幾個關(guān)鍵尺寸有一個存在誤差,便會導(dǎo)致返料不暢或不返料。
(4) 返料器砌筑材料為耐高溫耐磨磚,材料選用為800~1 000℃溫度區(qū)耐磨度最高的材料。材料不合格,返料器不能承受持續(xù)高溫而發(fā)生故障,只能停爐處理。
3 漏風(fēng)問題
漏風(fēng)問題對循環(huán)流化床鍋爐影響很大。既給鍋爐調(diào)節(jié)帶來困難,又降低電廠的熱效率,同時也污染環(huán)境。
3.1 流化床風(fēng)室漏風(fēng)
風(fēng)室漏風(fēng)使其不能形成等壓風(fēng)室,布風(fēng)不均勻,流化床存在局部死區(qū)。死區(qū)內(nèi)燃料著火緩慢,一旦燃燒后熱量又難以及時帶走,形成局部熱點,導(dǎo)致結(jié)焦。
床下點火的鍋爐,其風(fēng)室易發(fā)生漏風(fēng)部位及處理辦法:
(1) 點火裝置與風(fēng)室連接處。點火裝置在點火時受熱膨脹,與風(fēng)室爐墻以及護板之間留有一定的膨脹間隙,容易發(fā)生泄露。安裝時點火裝置與爐墻之間應(yīng)將填料安裝合適;點火裝置與護板之間需加裝膨脹吸收裝置,密封焊接。
(2) 風(fēng)室人孔門。風(fēng)室在點火時內(nèi)部溫度很高,密封填料容易燒壞,人孔門在高溫下會產(chǎn)生變形,這兩種情況下都會發(fā)生漏風(fēng)。因此,要安裝耐高溫的密封填料,人孔門增加剛度;點火時,適當(dāng)縮短點火時間,控制點火溫度。
3.2 旋風(fēng)分離器漏風(fēng)
旋風(fēng)分離器內(nèi)氣流高速旋轉(zhuǎn),使飛灰及物料從煙氣中分離出來。分離器漏風(fēng)破壞了分離器內(nèi)空氣動力場,使分離器效率降低,旋風(fēng)分離器出口飛灰濃度增大,尾部豎井磨損增大。消除分離器漏風(fēng)的關(guān)鍵在于:
(1) 分離器外護板焊縫嚴(yán)密,爐墻砌筑磚縫不透風(fēng);
(2) 料腿觀測窗密封嚴(yán)密。
3.3 一次風(fēng)機出口擋板內(nèi)漏
鍋爐點火前須啟動一次風(fēng)機,觀測流化,增加氧量。鍋爐點火時關(guān)閉一次風(fēng)機出口擋板,待點火器正常燃燒后開啟一次風(fēng)機擋板。如果擋板不嚴(yán)密,給點火造成困難,只能停一次風(fēng)機后再點火。風(fēng)機頻繁啟動,對風(fēng)機安全運行不利。鍋爐運行中需要不斷調(diào)節(jié)一次風(fēng)量和風(fēng)壓。因此出口擋板的嚴(yán)密性、準(zhǔn)確性至關(guān)重要。
(1) 風(fēng)機選型時,要考慮一次風(fēng)機擋板的嚴(yán)密性和可調(diào)性。
(2) 風(fēng)機安裝后,調(diào)節(jié)出口擋板開度范圍為0~100%,如果不能調(diào)節(jié)到零位,加裝氈墊或膠墊。
4 風(fēng)帽
流化床風(fēng)帽應(yīng)用較廣的有蘑菇型和柱型兩種,風(fēng)帽上均勻開8~12個小孔,小孔直徑一般為5~6 mm,所有小孔流通面積的總和與布風(fēng)板面積之比叫做“開孔率”。通常開孔率為2.2%~3.0%左右。通過小孔的風(fēng)速在30~40 m/s之間。風(fēng)帽制造一般有兩種方法:(1)整體式,風(fēng)帽整體鑄造一次成型;(2)加工式,風(fēng)帽鑄造后再行加工、鉆孔、熱處理。
停爐后檢查,床面平整,但是經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)有的風(fēng)帽自小孔處裂縫或脫落。分析其原因有3條:
(1) 加工式風(fēng)帽熱處理不徹底,有殘余應(yīng)力存在。
(2) 風(fēng)帽破裂時間一般在停爐壓火過程中(如果發(fā)生在運行期間,由于布風(fēng)不勻會導(dǎo)致結(jié)焦),說明停爐壓火方法不正確。
(3)啟動點火時使用點火裝置時間過長,風(fēng)室溫度過高,使風(fēng)帽內(nèi)部金相組織發(fā)生了變化。
因此,在安裝過程中盡量采用整體式風(fēng)帽,風(fēng)帽下部與耐火層結(jié)合部位嚴(yán)密牢固。啟動點火時嚴(yán)格控制點火時間和點火溫度,停爐壓火嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程。
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