電除塵改造成袋式除塵器后運行故障分析
摘要:山西漳澤電力股份有限公司漳澤發電分公司4#電除塵器改造成袋式除塵器后，在運行中出現阻力居高不下的情況，以及在低負荷運行時發生引風機失速等故障。測試結果顯示，引風機的失速與除塵器無關，而與機組負荷有關。經采取調整機組負荷、改變清灰方式、處理環鏈機構故障等相應措施，機組運行基本保持穩定。
關鍵詞:除塵器,機組負荷,風機失速,清灰,環鏈機構
1 引言
山西漳澤電力股份有限公司漳澤發電分公司4#爐于2008年初進行了大修。由于原來使用的電除塵器效率低，不能達到低于50mg/Nm3的排放標準要求，為了節能減排，將電除塵器改造成袋式除塵器。改造采用了具有自主知識產權的分室定位反吹袋式除塵技術。由于電除塵器改造成袋式除塵器后，阻力增加了1000～1200Pa，所以引風機也進行了更換。改造工程從2008年2月底開始，2008年4月結束。機組啟動一段時間后，出現了引風機失速及袋式除塵器阻力增加等問題，通過測試、分析、消缺，找出了故障原因，采取了相應的措施，使機組運行基本穩定。
2 分室定位反吹袋式除塵器
2.1 工作原理
含塵氣體進入除塵器進氣煙箱，經氣流均布板后進入塵氣室，經濾袋過濾，粉塵被阻擋在濾袋的外表面。被過濾后的氣體穿過濾袋，由凈氣室的出風口排出。被阻滯在濾袋外表面的粉塵隨著時間漸漸增加，除塵器的阻力加大，當阻力達到設定值時，差壓儀輸出啟動信號，指令環鏈分室定位反吹清灰機構啟動，使加壓凈化后的氣體經過反吹清灰機構，將被捕集在濾袋外表面的粉塵與濾袋分離，實現除塵目的。
2.2 定阻力自動控制清灰
合理控制袋式除塵器，是提高除塵效率及濾袋使用壽命的關鍵。當濾袋捕集的粉塵達到一定厚度、除塵器的運行阻力達到了上限設定值時，差壓儀輸出信號，指令環鏈反吹機構開始逐室進行反吹清灰。當濾袋外表面的粉塵被清落到一定程度時，除塵器的運行阻力達到了下限設定值，差壓儀再次輸出信號，使環鏈反吹機構停止工作。這種定阻力清灰系統可以使除塵器在一個合理的阻力狀態下運行，并可有效地防止出現高阻力狀態把粒徑較小的塵粒壓入濾料纖維空隙中，發生濾料堵塞的現象；也可以防止因濾袋過度清灰（過濾層被清掉）而降低除塵效率。同時也保證了濾袋合理的清灰次數，提高了濾袋的使用壽命。
2.3 環鏈分室定位反吹清灰機構
該除塵器共設有4臺環鏈反吹機構。每臺環鏈機構都是按照差壓指令依次進行清灰的。反吹清灰時對鍋爐運行的影響甚微，且消耗功率極小。反吹清灰氣體是凈化后的煙氣，沒有溫差，可以防止清灰時造成結露；同時煙氣中的含氧量很低，避免了濾料運行中的氧化，提高了濾袋的使用壽命。
分室定位反吹清灰系統采用間歇環鏈分室定位反吹機構。該機構對某一室進行清灰時，首先開啟該室清灰總閥，同時關閉其余的；然后，清灰電機開始啟動，使反吹氣流進入到清灰的袋室中，且被清灰袋室處在關閉過濾氣流狀態下，導通反吹氣流，反向吹入濾袋內凈化后的煙氣，吹落濾袋外表面附著的粉塵。這時氣流方向與粉塵墜落方向一致，加速了粉塵的墜落，減少了粉塵的二次吸附，實現環鏈分室定位反吹。
3 除塵器運行故障發生
漳澤發電分公司4#機組大修結束后，電除塵器改造成袋式除塵器。最初運行基本正常，除塵效率十分理想，清灰效果也十分明顯，除塵器的阻力從清灰前的1000Pa，可以降到清灰后的400Pa。然而從2008年6月以后，當除塵器阻力升高達到上限值1000Pa時，開啟清灰總閥，啟動環鏈清灰機構進行清灰時，阻力卻不斷升高，最高達到1800Pa，影響了鍋爐負荷。在不得已的情況下，漳電運行人員采取開旁路煙道，降低機組負荷等緊急措施。機組負荷降下來以后，又造成引風機失速，此時已嚴重影響了機組的安全、穩定、可靠運行。
4 故障分析
出現故障后，漳電有關部門和生產制造廠共同對引風機的失速進行了分析。首先檢查了運行記錄，然后通過幾次實驗觀察發現，當機組負荷降到120MW左右時，引風機就出現了失速現象。后來漳澤發電分公司請西安交通大學能動學院對更換后的4#引風機做引風機性能試驗，得出的結果是各項性能均符合設計要求。只是當單臺引風機流量低于130m3/s時，引風機發生失速，此時機組負荷恰好在120～130MW之間。由此證明，引風機失速與袋式除塵器阻力增大沒有必然聯系，只是與機組負荷有關。解決失速的有效措施是機組負荷在運行時避開120～130MW范圍。
接著又對除塵器運行阻力增高、清灰不力進行了分析。結果認為是由于反吹清灰總閥未打開造成反吹風未對袋室進行吹掃而造成的。據此，現場對清灰總閥進行了檢查。派專人將出口煙箱下側的外護板及保溫層拆掉，用割具在出口煙箱下側開一個矩形方孔直接觀察。看到清灰總閥開關都到位并且與遠程控制顯示一致，并無異常。排除了清灰總閥的故障后，就基本上可認為清灰不力的主要原因是反吹風量不足。
5 清灰風量不足分析及解決措施
5.1 鍋爐系統風量分析
根據實驗監測，認識到反吹風的風量與機組大小、機組負荷、總風量有直接關系，對同樣類型的袋式除塵器漳山600MW機組與漳電215MW機組進行比較，實測數據見下表。
 |
經過比較，得出如下結論：
（1）機組負荷高時，煙氣流量就大，反吹風的風量也就大。此時能夠滿足反吹清灰的需要。
（2）當機組負荷低時，煙氣流量就小，反吹風的風量就小。此時反吹風的風量可能達不到清灰的要求。
（3）大機組處理的煙氣流量比小機組大得多，即使負荷低時，煙氣流量也足夠大，能滿足反吹風清灰的要求。
解決措施：
（1）機組負荷低時，可將反吹清灰的上限值調到800Pa，啟動環鏈清灰系統；
（2）采取整組清灰方式，用兩臺引風機的風量對一個室的袋室逐一進行清灰；若風量還不夠，則可以啟動備用反吹風機。
5.2 反吹清灰風量分配分析
通過對多次實際袋式除塵器運行的觀察，當運行人員看到各室阻力升高到1000Pa以上時，為了使阻力下降，會在實際操作中將 4 個室的清灰總閥全部打開，使 4 個室的清灰電機同時運行。事實證明，這樣做往往會使反吹清灰風的風量分散，每個室的清灰風量都達不到清掉灰塵所需的風量。只要有一個室的阻力下降，其它室阻力也不再升高。
因此運行人員必須要熟讀設備廠家編寫的關于分室定位反吹袋式除塵器的說明書；熟悉兩種清灰方式，并嚴格執行。具體應注意以下幾點：
（1）反吹清灰時，同一室中只能有一個袋室在清灰；
（2）整組清灰時，在清灰過程中，只允許一個清灰總閥打開，相對應的清灰電機運行；其余三個清灰總閥及清灰電機關停；
（3）分組清灰時，在清灰過程中，一室清灰總閥打開，相應的清灰電機運行；另一室清灰總閥關閉，清灰電機停運；
（4）分組清灰時，如果機組負荷降低，一臺引風機的反吹風量就可能不足。此時要采用整組清灰方式。即開通手動聯絡閥，用兩臺引風機的風對單室的一個袋室清灰；風量再不足時，可逐一啟動備用反吹風機。
5.3 環鏈清灰機構故障分析
環鏈反吹清灰機構是清灰系統的核心部件。通過多次從凈氣室觀察鏡觀察環鏈機構發現，每當出現高阻力的情況時，環鏈機構系統必然有清灰電機空轉，斷鏈條或百葉窗多處開關不到位等故障產生。因而斷定清灰不力的根本原因是環鏈反吹清灰機構運轉不正常。歸納起來主要有以下幾點：
（1）清灰電機的安全銷斷裂；
（2）環鏈機構的鏈條碰頭受力過大產生變形、脫落；
（3）清灰閥閥板碰頭與凸輪定位卡澀；
（4）清灰閥閥板與清灰閥的法蘭卡澀；
（5）清灰閥閥板的密封鋼圈與閥體卡澀；
（6）清灰閥的凸輪與百葉窗連接傳動的“鴨”嘴卡澀；
（7）百葉窗的百葉板與窗體卡澀；
（8）百葉窗的連桿松動，使百葉板動作不一致；
（9）鏈條的限位擋塊與鏈條卡澀。
綜上所述，環鏈清灰機構產生故障的原因是機械傳動部件過多。整臺設備分 4 個室，共192個袋室。每完成一個袋室的清灰，百葉窗及清灰閥需動作兩次，其中有十幾處轉動或傳動的動作需完成，這在130℃左右的溫度條件下是難以保證的。
因此在設備運行時，運行人員要做到每班巡檢，主要檢查以下幾點：
（1）清灰電機安全銷是否斷裂；
（2）觀察鏈條在清灰時是否正常運轉；
（3）觀察百葉窗是否正常開關；
（4）觀察清灰閥的凸輪是否與百葉窗動作一致。
若出現問題，必須在現場切換檢修。
6 存在問題
（1）因大修時間緊、任務重、設備到貨遲等原因，環鏈清灰機構安裝、調試時間短，無法保證每個傳動部件動作靈活可靠。
（2）環鏈清灰機構是新技術，某些方面還有待改進。如清灰閥既要轉動靈活又要密封良好；鏈條與鏈條限位擋塊卡澀等技術問題。
（3）備用反吹風機啟動后增加的風量較小，最大流量為3800m3/h（實測），只能增加約10%的風量，增加風量的效果不明顯。
（4）反吹風機應當能夠負載啟動。
（5）反吹風管需增加壓力表，可直接觀測反吹風的壓力。
7 結語
（1）電除塵器改造成袋式除塵器后，在節能、環保等方面效果顯著，粉塵出口排放濃度≤20mg/Nm3，低于50mg/Nm3的排放要求。為環境的改善做出了積極貢獻。
（2）由于環鏈清灰技術在改造項目上是首次應用，在運行中還存在一定的問題。運行人員在生產運行中應熟悉設備、合理操作，出現問題一定要及時排除。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
