生物质锅炉布袋除尘器设计和运行维护特点论文_马林广

广西粤桂广业控股股份有限公司(原广西贵糖集团股份有限公司) 537100

摘要:本文总结近十年来生物质电厂、甘蔗糖厂、木业加工厂生物质锅炉布袋除尘器的遇到问题和经验教训,结合某公司2015年在贵糖热电厂承建的2台75t/h蔗渣锅炉、1台130t/h煤粉锅炉的“负压脉冲低压布袋除尘器系统”的设计和运行经验,提出生物质锅炉布袋除尘器设计和运行维护特点。

关键词:生物质 锅炉 布袋除尘器 设计 运行维护

生物质发电厂或甘蔗糖厂都采用生物质锅炉,一些小型工业锅炉也使用生物质做燃料。随着环保排放不断提高,生物质发电厂和部分甘蔗糖厂蔗渣锅炉执行《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),锅炉烟气烟尘排放浓度≤30 mg/m3,常需配置布袋除尘器才能稳定达标排放。新建糖厂锅炉因排放要求较为严格,也常常配置布袋除尘器。部分新建或扩建糖厂生物质锅炉虽然执行《锅炉大气污染物排放标准》(GB 13271-2014),但排放要求为烟尘排放浓度≤50 mg/m3,一般用麻石湿法除尘也较难达标排放,为确保环保达标排放,也采用布袋除尘器。

而生物质电厂通常采用循环流化床锅炉,对生物质燃料粗细度的适应性较好,可以燃烧0-50mm的树枝、树皮、木片、木糠、甘蔗渣。糖厂甘蔗渣锅炉通常采用固定炉排的室燃炉燃烧蔗渣。

生物质电厂的生物质燃料具有高挥发份(Vr=42-45%)、高水份(48-58%)、低热值(1600-2000kcal/kg)、密度小(视密度0.08-0.32t/m3)、水份变化大等特点,而且由于受生物质燃料流动性差、易卡塞,或甘蔗榨量变化或入辘不均匀、蔗渣除髓量变化等原因,燃料入炉量难以控制,造成燃烧波动大,对布袋除尘器产生的影响也较大。

布袋除尘器的设备设计是根据使用要求和提供的原始参数来确定除尘器的主要参数和各部分结构。设计时必须从投资、运行经济性、工艺、设备、电气、制作、安装及已有的生产实践等因素综合考虑。

生物质锅炉、燃煤锅炉、燃气锅炉对布袋除尘器的设计和运行维护各有不同的侧重点。本文总结近十年多来生物质电厂、甘蔗糖厂、木业加工厂生物质锅炉布袋除尘器的遇到的问题和经验教训,结合某公司2015年在广西贵糖热电厂承建的2台75t/h蔗渣锅炉、1台130t/h煤粉锅炉的“负压脉冲低压布袋除尘器系统”的设计和运行经验,提出生物质锅炉布袋除尘器设计和运行维护特点。

贵糖热电厂锅炉布袋除尘器主要配置和设计参数表:

以上列举的建设袋除尘器的企业,通过不断运行摸索和改造,现均较好的掌握了布袋除尘器的特性,对生物质锅炉布袋布袋除尘器的特点有了深刻认识。烟尘排放稳定达标。

一、生物质锅炉布袋除尘器设计特点:

1、为防止未燃尽的生物质进入布袋室二次燃烧燃烧烧坏布袋,需在烟气进入布袋除尘器前设置一级粗尘收集器。

生物质锅炉除尘器的布袋多用有机材质,易燃烧,且选择耐温一般选择200℃以下。由于生物质燃料水份高、密度小、燃烧波动大,在2007-2012年建设的几家燃烧生物质的甘蔗渣糖厂和木业公司生物质锅炉布袋除尘器,没有在布袋前配置粗尘收集设施,易出现未燃尽的燃料进入布袋除尘器箱体并再燃烧烧坏较多布袋的故障。

近年我区新建生物质锅炉布袋除尘器在设计时常安装旋风除尘器或者火花捕集器先进行一级除尘,将烟气中携带火星的未燃尽生物质粗颗粒中的截留下来,然后再安装布袋除尘器作二级除尘。

2、布袋灰斗要保证排灰正常。生物质燃料水分高,在除尘器壳体尤其是灰斗容易结露粘灰、生锈,且生物质灰分较轻,易影响排灰正常,设计中注意灰斗和壳体保温,灰斗垂直度应较大,灰斗用不锈钢更佳。目前一些生物质锅炉布袋除尘器常被排灰不畅困扰。由于生物质燃料燃烧后灰分中仍残留有较多的易可燃物,排灰不畅堆积到布袋处,易导致布袋被高温糊化或烧坏。

3、用生物质燃料的锅炉除尘器,设计中应注意采用较大的布袋过滤面积。由于生物质燃料热值低,水分高,在相同的蒸发量下,需要的水份约48-58%热值约1600-2000kcal/kg的生物质燃料的重量,往往是水份约11%热值约5000 kcal/kg的燃煤的2.5-3.2倍,烟气量通常比燃煤锅炉高23-30%,而且水蒸气体积占比高。同时,由于生物质燃料烟尘颗粒较轻,不易清灰,故其过滤风速不易过高,因此同样的蒸发量时其设计的过滤面积应比燃煤锅炉高约30%。早先建设生物质锅炉布袋除尘器的企业如某甘蔗糖厂生物质锅炉布袋除尘器,往往阻力偏高,达 2200Pa~2500 Pa,大大超出目前该布袋设计指标,导致锅炉处于微正压状态下运行,主要是由于采用的过滤面积太小,清灰困难,加上烟气水份较高,布袋粘灰严重,除尘器烟气阻力上升快,1-3年就需更换布袋。后续的企业吸取教训,采用较大过滤面积,布袋往往可使用4年以上。如2015年建设的贵糖75t/h蔗渣锅炉布袋除尘器,已经使用4年,状况仍较为良好。

设计布袋除尘器时,应先确定锅炉实际运行的风量,并核实好所配置的引风机能力,这关系到布袋除尘的过滤速度,而过滤速度是影响除尘器性能的主要因素之一,一般布袋除尘器要求的过滤风速要≤1m/s。

二、布袋除尘器运行维护

1、应确保锅炉的燃烧工况正常

生物质电厂的生物质燃料具有高水份(48-58%)、低热值、密度小(、水份变化大等特点,而且由于受生物质燃料流动性差、易卡塞,或甘蔗榨量变化或入辘不均匀、蔗渣除髓量变化等原因,燃料入炉量难以控制,锅炉配风和调整往往跟不上燃料变化,造成燃烧波动大,易导致燃料至尾部除尘器处进行二次燃烧,糊化或烧坏布袋。稳定水份、稳定燃料供给量、及时进行燃烧调整,是避免二次燃烧的办法。

加强巡检,防止除尘器排灰装置堵塞,发现堵塞要及时处理。

虽然目前新建生物质锅炉布袋除尘器在设计时常设置了旋风除尘器或者火花捕集器先进行一级除尘,但当旋风除尘器或火花捕集器排灰不正常时,一级除尘器很快失效,大量的未燃尽的粗颗粒生物质进入布袋室而烧坏布袋。布袋除尘器灰斗排灰装置堵塞同样会导致生物质飞灰堆积而损坏布袋。因此要加强巡检,及时发现堵塞并及时处理。

加强检查检修,避免炉内供氧严重不足导致二次燃烧。

空气预热器腐蚀损坏漏风、尾部烟道损坏漏风、旋风除尘器漏风常易导致炉内供氧严重不足,生物质在尾部二次燃烧,损坏布袋。如2018年榨季末期,由于空气预热器腐蚀漏风,和旋风除尘器磨损穿孔漏风,某台75t/h蔗渣锅炉布袋除尘器有3个布袋被烧穿孔,布袋出口烟尘排放从约10 mg/Nm3上升到30 mg/Nm3,因此需要加强检查监控及时发现问题,及时解决。

三、结语

本文主要是针对我国烟尘排放标准日趋严格的现状,在介绍除尘器应用现状的基础上,分析了布袋除尘器的发展前景。结合75、130 t/h锅炉应用实例,对糖厂生物质锅炉布袋除尘器的设计特点与运行维护措施进行了说明分析,建议糖厂生物质锅炉应采用布袋除尘,以提高除尘效率,减少烟尘排放浓度,改善大气环境质量。

参考文献

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[5]关于燃煤锅炉污染治理的探讨[J].吴鸿远. 科技经济导刊.2017(08)

[6]燃煤锅炉存在的技术问题以及解决方法讨论[J].张道福. 化工管理.2017(18)

论文作者:马林广

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年10期

论文发表时间:2019/9/10

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