除尘器

锅炉布袋除尘器布袋失效的原因分析及预防措施

作者:广州新瑞环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2019-03-25 16:05:46

摘要:研究分析了某电厂350MW超临界机组运行过程中锅炉布袋除尘器布袋失效问题,并对其产生的原因进行了分析,提出了相应的预防措施,对火电厂同类型布袋除尘器布袋失效的分析与处理有一定的借鉴作用。

关键词:布袋除尘器;布袋;失效;分析;措施

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1概述

随着国家和地方政府对环境保护的要求日益严格以及新环保法的实施,火电厂烟气除尘系统设备需要长期稳定运行,除尘器是控制烟气粉尘浓度<30mg/m³的关键设备,而除尘器布袋是目前除尘系统运行出现问题较多的设备,尤其是布袋失效问题不能在生产运行中得到有效解决,直接导致锅炉粉尘超标,发生环保事件机组迫停,严重影响电厂的经济效益。

某电厂新6#机组锅炉为东方锅炉机厂制造的DG-1200/25.4-II4型燃煤超临界参数、直流锅炉,其除尘系统配置一台型号为XLDM40500布袋除尘器,分为24个仓室,安装除尘布袋9360条,过滤面积40500㎡,正常运行设备阻力臆1200Pa,除尘效率逸99.6%,主要技术数据见表1。

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2布袋除尘器运行状况

该电厂新6#机组于2013年6月移交生产,截止目前累计运行时间21480h。2016年3月份,新6#机组负荷260MW,除尘器压差为1200Pa、1100Pa,除尘出口粉尘浓度为75mg/m³、78mg/m³。2016年4月,新6#机组在运行过程中发现布袋除尘器压差增大,机组负荷230MW时,布袋除尘器压差14001600Pa,机组负荷300MW时布袋除尘器压差达到1800~2000Pa,如图1,超出设计值约1.67倍以上,且呈上涨趋势,进而引起除尘器旁路阀频繁开启、引风机挡板开度接近全开,严重影响了机组进一步接带负荷的能力和粉尘的达标排放,新6#机组被迫降负荷运行。

图1曲线为该厂新6#机组布袋除尘器布袋失效时的DCS截图。图中布袋除尘器压差已达到2000Pa以上,且呈上涨趋势。

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2016年4月15日,新6#机组进入C级检修,过程中发现除尘器布袋糊袋严重,如图2,采用压缩空气喷吹的方式清理布袋效果较差,经技术人员讨论决定将布袋抽出采用自制木铲、钢丝刷等工具清理了表面附着物。机组启动后,除尘器压差降低至700Pa左右,除尘器出口粉尘浓度为4.7mg/m³、1mg/m³。

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2016年5月至10月份,在对除尘器布袋定期抽查过程中发现多条布袋脱落以及存在不同程度破损现象,如图3,并及时进行了补充和更换,期间发现锅炉A、B引风机动叶磨损严重,如图4,并对风机叶片进行了更换。

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下面将从技术、检修及管理等方面对布袋失效进行分析和评价,找出问题产生的原因,制定相应的预防措施。

3布袋失效的原因分析

3.1技术方面的原因

(1)除尘器布袋糊袋

调阅相关数据,机组调试期间,脱硝催化剂两侧入口烟气温度频繁超过400℃的允许值运行(最高烟温415℃),导致催化剂活性快速衰减,根据2015年5月催化剂取样送检结果,新6#炉催化剂活性指数Kt/K0为0.77,按照催化剂正常活性衰减速度约为0.1/年也可以看出,催化剂活性衰减较快,且低于0.72后催化剂反应效率降低,使氨的利用率降低,氨实际逃逸率增加;2016年2月份开始掺烧高硫高氮煤(收到基氮含量1.7%左右,原燃用煤种的收到基氮含量为0.7%左右),机组运行过程中NOx生成浓度高,为保证机组排放指标达标,运行人员不断增加氨的喷人量,液氨消耗量长期偏大,氨逃逸超标,为生成硫酸氢铵提供了物质条件。

2016年4月除尘器检查中发现布袋有明显氨味,仓室盖板周围低温区域有白色针状结晶,判断实际氨逃逸率偏高(固定式在线表计显示<2ppm),与烟气中的SO3反应生成NH4HSO4,在通常运行温度下,其以液体形式在物体表面聚集或以液滴形式分散于烟气中。液态的硫酸氢铵是一种粘性很强的物质,在烟气中会粘附飞灰。由于硫酸氢铵的露点为147℃,随着烟气温度降低,烟气中已生成的过量的气态硫酸氢铵会在布袋及仓室盖板等处上凝固下来,与飞灰粘附在布袋表面,造成布袋除尘器布袋糊袋和沾污,导致布袋失效。

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(2)机械清理损伤

机组检修时,采用自制木铲、钢丝刷等工具清理表面附着物,破坏了布袋表面初始灰层,对布袋外层的粘灰用绒毛造成了不可逆损伤,虽然增加了布袋的透气性,但导致了布袋断裂强力衰减,使布袋通过大颗粒灰尘的几率增加,并随运行时间延长而不断恶化,出现刮痕裂纹;根据2016年10月份某环保公司的检测结果可以看出,新6#锅炉清理后的除尘布袋的断裂强力平均值仅为616.49N/5x20cm(标准值为1200N/5x20cm),表明强力差,老化严重,在较大的喷吹压力及较高的布袋差压所形成的交变应力作用下,造成布袋出现孔洞和撕裂。

(3)喷吹气源压力高

新6#锅炉布袋除尘喷吹气源减压阀调节故障,造成喷吹实际压力维持在0.6MPa左右,高于0.2~0.4MPa的规定值,在除尘布袋断裂强力平均值远低于标准值的条件下,加剧了布袋的磨损,造成布袋破损。

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3.2检修方面的原因

(1)2016年4月底进行新6#锅炉除尘布袋清灰并重新安装后,因工作量大、工期短、参与安装人员多,在安装过程中存在部分除尘布袋安装不牢固的问题。根据统计,2016年6月共发现掉袋9条,7~9月共掉袋17条,10~11月排查时发现个别仓有1~2条掉袋现象。经验表明,整仓全部更换新布袋后每掉落一条布袋,造成单侧烟气粉尘浓度上升20mg/m³左右。

(2)除尘器布袋检修工艺标准不完善。在组织清理、更换布袋时,缺乏明确的检修工艺要求和标准,导致布袋安装后出现掉袋、破损等现象。

3.3管理方面的原因

(1)各级技术人员未意识到氨逃逸高会造成硫酸氢铵糊袋问题,直观分析原因为2014年锅炉再热器管泄漏导致的结露型糊袋,没有分析到硫酸氢铵粘结型糊袋,没有制定相应的具体措施。

(2)运行人员对系统参数和生产直耗异常的分析和控制管理不到位,不关注系统过程参数的变化,不重视耗氨量明显偏大的情况,只简单的认为耗氨量增大是由于脱硝入口NOx浓度高导致,未深人分析具体原因,导致实际氨逃逸持续偏高。

(3)管理技术人员未制定有效控制除尘器出口粉尘浓度的技术措施,未组织制定除尘器布袋运行和检修工艺标准和要求。

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4问题处理

(1)定期对布袋除尘提升阀逐个进行关闭试验,对比关闭前后布袋除尘器后烟尘含量的变化,如关闭后的数值较关闭前有明显下降,则表明关闭提升阀对应的仓室内的布袋存在掉袋或破损泄漏等问题,需要进行全面检查和处理。

(2)对于数量较少的布袋失效问题,可通过上述方式进行检查和零星更换。

(3)对于大面积的布袋失效,仅能通过全面更换布袋的方式进行处理,通过检查泄漏仓室零星更换的方式无法满足烟尘的合格排放要求。

5预防措施

(1)在锅炉运行过程中,通过脱硝系统、燃烧系统、制粉系统的优化调整,降低NOx的生成量,机组运行期间严格控制脱硝反应器入口NOx浓度不超过350mg/m³,同时有效控制脱硝后的氨气逃逸量,氨逃逸小于3ppm,定期统计各机组液氨使用量和NOx削减量,降低硫酸氢铵的生成量。

(2)在催化剂、布袋使用2万小时之后(设计平均寿命3万小时),结合机组检修每年对脱硝催化剂和布袋取样送检,进行性能评估,及时掌握劣化趋势。

(3)订购氨逃逸检测设备,同时每年进行第三方专业检测,掌握各机组氨逃逸的真实情况,指导锅炉燃烧;每周对布袋除尘后粉尘仪进行效验,杜绝粉尘测量值失准情况发生。

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(4)在新6#锅炉除尘布袋未全面更换前,通过隔离烟尘高排放仓室的方式,将布袋除尘后烟气含尘量控制在80mg/m³以下,防止引风机叶片的过快磨损;通过隔仓方式仍无法将除尘后烟尘含量控制在80mg/m³以下时,机组应10MW/次减负荷,直至烟尘含量控制在80mg/m³以下;通过隔仓方式控制烟尘含量时,隔仓数量≤4个,且除尘器差压不得大于1700Pa。

(5)增加每月进行布袋除尘各个仓室隔离试验的定期工作,发现有仓室隔离后烟尘含量降低幅度大于20mg/m³时,立即联系检修进行检查处理。

(6)补充完善布袋安装工艺、运行及维护、质量验收的管理要求和标准,组织布袋安装、维护培训。同时制定的除尘布袋专项更换计划,建立布袋更换记录,实现布袋检修更换滚动管理。

(7)按照“逢停必查、修则修好”的原则加强日常检修维护力度,对布袋的颜色外观、浮灰等情况连续掌控,并及时对破损的滤袋和变形以及脱落的布袋及时更换。

(8)在除尘布袋接近设计使用寿命时,要提前进行布袋全面更换的准备工作,防止大面积失效后对生产造成影响。

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6结论

随着布袋除尘器在该厂运用日益广泛,除尘布袋的各种问题也将更加突出。通过结合该厂新6#机组布袋除尘器除尘布袋失效情况的分析,列举了引发布袋除尘器除尘布袋失效的各种因素,但要防止和解决这些影响因素,就必须从布袋日常运行维护、锅炉燃烧调整及脱硝控制、以及加强各级技术监督管理等多方面进行长期控制,可以有效避免由于布袋除尘器布袋失效等导致机组停运的事件发生。

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