除尘器

布袋除尘器反吹气压力低原因分析及处理

作者:广州新瑞环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2019-03-26 14:20:28

摘要:粉煤气化装置磨煤系统布袋除尘器采用PTFE滤膜布袋进行过滤,通过吸收、反吹、收集等步骤,达到煤粉分离,循环气过滤的目的。为解决系统反吹压力低的问题,从工艺控制、设备改造等多方入手,查找问题症结并实施改造,使布袋反吹系统正常运行,创造了磨煤线无故障连续运行36d的历史最好水平。

关键词:布袋除尘器;反吹改造;布袋除尘器;磨煤系统

1概述

煤气化装置于2008年6月建成投产,设计生产有效气体(CO+H2)能力为140000m³/h,与之相配套的磨煤系统为3条设计77.57t/h的磨煤线,每条磨煤线配置1台布袋除尘装置。由于运行时间较长,自2015年2月开始3条磨煤线陆续出现布袋除尘器反吹压力低,布袋压差高的现象,严重影响磨煤线的正常运行。

磨煤与干燥单元主要任务是研磨和干燥煤粉,并向煤粉中加入石灰石,调整灰熔点改变渣流动性。煤粉粒度5~90μm不小于80%,煤粉含水量不大于2%。磨煤和干燥单元共设有3条磨煤线,每条线设计能力均为系统负荷的50%,其工艺流程如图1所示。

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2布袋除尘器工作原理

从磨机送出含高浓度煤粉的循环气体由布袋中置楔形风道进入布袋室,因流速大大降低,约70%以上的煤粉直接掉入锥部煤斗,30%煤粉经导流板碰撞后约有60%以上的煤粉再次掉入锥部煤斗,其余煤粉进入袋室和中箱体过滤区,气体穿过滤袋时,粉尘被阻留在PTFE滤膜外表面,净化后的气体经滤袋口进入清洁室,由出风口排出。

含尘气体过滤达到一定时间,由于滤袋阻留粉尘的增多,气体过滤阻力将增大,当滤袋内外压差达到设定值时,收粉器将对滤袋进行清灰(可选择按时间顺序、差压及混合方式清灰)。清灰开始时由大流量脉冲阀在瞬间喷射出低压氮气,喷射出的低压氮气诱导大量清洁气体急速涌入布袋,使本来吸瘪的布袋鼓涨,同时引起布袋剧烈振动,使吸附于布袋外的煤粉剥落掉入布袋室锥部煤斗,如图2所示。

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本除尘器采用在线喷吹清灰方式,减少清灰时对系统的压力冲击。由PLC自控系统按照设定的控制程序,逐室、逐行执行自动脉冲喷吹,清落的粉尘集于锥部煤斗进入下游粉尘输送系统。该低压脉冲布袋除尘器在运行过程中自动重复控制程序。

3系统运行状况及存在问题

煤气化装置自2008年5月对磨煤系统进行投料试车,在运行的几年时间中,反吹系统、控制系统、设备腐蚀等问题相继出现,特别是自2015年2月开始,相继在3条磨煤线出现了反吹气压力低,布袋压差高的现象,导致磨煤线不能正常运行。

布袋除尘器反吹系统由反吹氮气缓冲罐、过滤器、减压阀、电磁阀、反吹阀、反吹管、PLC控制系统等部件组成,如图3所示。为了进一步查找反吹系统压力低的原因,分别对系统的各个部件进行逐一检查。

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3.1PLC故障

PLC在运行过程中,会出现程序运行中断、运行过程中系统连续反吹造成反吹压力持续下降、反吹效果不明显,运行监控由现场PLC独立运行,故障时较难发现从而影响生产等问题。

3.2过滤器堵塞

电磁脉冲阀理论设计压力0.2~0.5MPa,典型工作压力0.25MPa。为防止因喷吹氮气含水、含油及其他杂质,造成滤袋不能正常运行,对反吹氮气气源加装过滤器,如图3所示。对过滤器拆检,发现过滤器中有大量的煤粉,反吹氮气中有带煤粉现象。

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3.3电磁阀故障

除尘器清灰依靠脉冲阀通过脉冲在瞬间释放压缩氮气喷吹完成,脉冲阀的寿命直接影响除尘器的运行可靠性。布袋脉冲阀选用的电磁阀,该阀流量系数高,阻力低,寿命达100万次以上。在运行中部分电磁阀频繁出现反吹阀门不能正常工作,阀门打开后不能回位,导致反吹压力出现低报。

3.4反吹阀座与箱体密封漏

反吹阀与反吹管联接处采用“O”型橡胶圈进行密封,由于运行时间较长,部分“O”型圈老化变形从而失去密封,造成部分气源从“O”型圈处泄漏。“O”型圈位置及损坏情况如图4所示。

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3.5反吹气源箱与反吹管联接处腐蚀

布袋反吹管与气源箱体相联,气源箱与设备连为一体,在正常生产过程中,磨煤循环气中含有大约20%的水分,并有SO2、H2S等腐蚀性物质。随着运行时间的增加,气源箱底部与系统相联接处产生腐蚀,特别是在反吹管与气源箱联接焊缝处腐蚀更为严重,因气源箱内有0.2~0.5MPa氮气压力,腐蚀减薄处就产生大量的通洞,从而造成气源箱体的漏气,如图5所示。

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通过对以上出现问题分析发现,PLC故障、过滤器堵塞、电磁阀故障只会造成反吹压力短时间低,并能快速进行处理。而反吹阀座“O”型圈及反吹气源箱体腐蚀通洞将会长时间影响反吹系统运行,处理难度较大。

4优化改造及运行效果

4.1PLC升级改造

为便于操作和监控,将现场的PLC控制系统移至主控室,并对反吹的运行参数进行了修改和优化,使所有操作和控制实现与DCS的联网,在DCS上实现对布袋反吹系统的操作和监控,出现问题可以第一时间进行处理,保证反吹自动运行。

4.2缓冲气罐进氮气改造

对整个磨煤系统进行查找发现,在氮气主管上存在部分煤粉输送设备吹扫氮气未加装止逆阀,导致煤粉反窜进入缓冲气罐,堵塞气源过滤器。针对此情况,对所有与煤粉相联接氮气管线均加装了止逆阀,并对整条氮气管线及氮气缓冲罐进行了吹扫。

4.3反吹阀座与箱体密封的处理

在对反吹阀座与气源箱体进行检查时,发现部分密封“O”型圈有老化变形。全部拆检100多只阀座,发现近30只存在问题。进行了更换,更换后反吹压力明显上升。

4.4反吹气源箱提升改造

反吹系统进行检查后,压力有了明显的上升,但运行一段时间后,反吹压力突然大幅下降,最低低至气源报警压力,磨煤系统不能运行。全面检查反吹系统外围设备,确定无故障后对磨煤系统进行隔离,对气源箱充空气进行了检查,发现反吹管与气源箱联接处漏气较大,并且漏气点较多。对漏气点进行了补焊,补焊后气源压力恢复,但运行较短时间后又再次发现漏点,导致气源压力低。为从源头上解决此问题,决定将气源箱与布袋箱体分离,对气源进行整体提升改造,如图6所示。

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经过对布袋反吹系统的优化及改造,从2015年6月~2016年8月,磨煤系统运行稳定,反吹气压力稳定,磨煤线连续无故障运行达到36d,创造了自磨煤线投运以来单线无故障运行的最好记录。

煤气化装置磨煤单元反吹气系统在经过对PLC、反吹气源箱提升改造、气源氮气净化、反吹阀密封等的优化和改造后,很好的满足磨煤系统的要求,保证了气化炉长周期、高负荷的用煤需求,为系统的可靠、安全运行打下了良好的基础。

有关更多布袋除尘器反吹气压力低原因分析及处理信息,请联系广州新瑞环保的工程师13322814846。