某钢铁企业热电厂袋式除尘器改造分析

胡 笳,夏勇军,傅勇为

（1安徽欣创节能环保科技股份有限公司，2马钢股份有限公司热电总厂，安徽马鞍山，243000）

1 引言

在实际工程应用中，袋式除尘器存在阻力偏高、滤袋磨损等现象，增加了其运行成本。本文针对该现象，以某钢铁企业热电厂袋式除尘器改造为例分析其存在的问题及改造方法。

2 问题概况

某钢铁企业热电厂有3台固态排渣煤粉炉锅炉，尾气处理系统均为袋式除尘器，设计烟气量为50万m3/h，但在两台除尘器的使用中实际烟气量大大超出了设计烟气量。系统运行中出现滤袋破损率较高、滤袋寿命短、系统阻力偏大的问题，其中2#锅炉袋式除尘器于2007年投运至2009年整体更换滤袋，整批滤袋更换后仍然是这种状况。总体看滤袋寿命均未达到使用要求，造成频繁停炉、排放超标。对各方面情况分析研究后，认为需对2#炉除尘器进行扩容改造、改变原滤袋运行工况，解决实际运行中发生的问题。

3 工况介绍

3.1 设备概况

2#锅炉型式为SG220、9.8-M295型倒U型布置固态排渣煤粉炉，配两套钢球磨中间储仓式制粉系统，Ф6700回转式空预器，系统详细信息见表1。

表12#锅炉燃煤系统信息

3.2 燃料概况

根据该厂工艺条件，燃料采用煤粉和高炉煤气混烧的方式，该方式有可能引起锅炉排烟温度波动，高于正常燃煤锅炉。

3.2.1燃煤

燃煤设计煤种为混煤，产地山东枣庄；校核煤种为混煤，产地淮北。

煤质分析见表2，元素分析见表3。

表2 煤质分析

表3元素分析

3.2.2 高炉煤气

现最大掺烧量为 2.2～2.4×104m3/h，高炉煤气的成分及组成见表4。

表4 高炉煤气成分分析

3.3 飞灰分析

（1）飞灰成分分析

飞灰主要成分为二氧化硅（SiO2）和三氧化二铝（Al2O3），详细组成见表 5。

表5 飞灰成分分析 %

（2）粒径分析

飞灰粒径分布见表6。

表6 飞灰粒径分布

4 问题分析

改造前除尘器存在的问题为：滤袋寿命较短、系统阻力偏大。改造前除尘器结构见图1，采用前端进风、在线清灰方式，气流从前侧进入除尘器后经滤袋过滤穿过花板经上箱体排出。除尘器内滤袋底部距灰斗2.8 m，箱体内气流流动示意见图2。问题主要原因分析有三点：

图1 改造前除尘器结构

图2 除尘器内气流流动

（1）过滤风速较大。该袋式除尘器原设计过滤风速为 1.10 m/min（工况烟气量 50万 m3/h时）；由于掺烧高炉煤气实际工况烟气量55万m3/h以上，该除尘器实际过滤风速为1.21 m/min，这个数值已经超过了设计规范的规定。对于袋式除尘器来说，过滤风速的选取，对保证除尘效果、确定除尘器的型号和占地面积，除尘系统的总投资，乃至除尘器的长期稳定的可靠运行，具有关键性的作用。大型燃煤锅炉烟气袋式除尘器的过滤风速不得高于1.2 m/min；一般设计人员基本将袋式除尘器的过滤风速控制在1.1 m/min以下。但我们从经济性、适用性等多重角度考虑要求将过滤风速控制在0.8～1.0 m/min之间。

（2）二次返混现象严重。除尘器内气流分为两股，一部分从滤袋区向后移动，一部分从袋底与灰斗间的通道向后移动，由于滤袋区阻力较大，会造成下部气流流量分配较大，若按1:2计算，滤袋下方通道流过的气流流量为33万m3/h，端部平均气流流速为3.1 m/s（通道截面按2.8×10.5 m计算），主射流区速度远大于3.0 m/s。该流动方式将直接作用于清灰过程中前段滤袋掉落的粉尘卷吸向除尘器后部移动，形成较强的二次返混，使得后部过滤浓度持续升高，影响除尘器运行阻力。

（3）末端含尘气流流速较高。运行过程中滤袋袋底与灰斗形成了气流通道，由于气流运动中动压和静压的作用[1]造成通道末端气流流量增大，进而加剧了除尘器末端的滤袋冲刷，减小了滤袋的使用寿命。

5 解决措施

针对分析的原因，改造后除尘器见图3，采用的措施主要有三点：

（1）增加过滤面积。增加了576条滤袋，过滤面积增加了2025.7 m2，过滤风速降低至0.87 m/min，达到除尘器过滤风速设计值。

（2）调整原除尘器尾部结构，见图3中区域1。将除尘器出风喇叭口改为梯形过滤仓室，底部为倾斜壁板，粉尘冲刷至末端后，先作用在倾斜挡板上，经缓冲后再接触区域1中的滤袋，减弱了含尘烟气对滤袋的磨损。

（3）改变上箱体结构，见图3中区域2。增加上箱体容积，通过提高花板上方空间内压力的分布改变除尘器内气流分配，减弱含尘气体对滤袋的作用。

图3 改造后除尘器结构

6 小结

该除尘器从2011年6月改造完毕后，经安徽新力电业科技咨询有限责任公司检测，排放浓度为24.62 mg/m3，达到国家排放标准；滤袋至今无破损情况，除尘器阻力保持在1200 Pa以下，运行情况稳定。但改造后除尘器存在末端仓室灰斗负荷较高的现象，需进一步分析验证。

[1]孙一坚,沈恒根.工业通风(第四版)[M].北京:中国建筑工业出版社.2010年.P165-166.