電除塵改造成袋式除塵器后運(yùn)行故障分析
摘要:山西漳澤電力股份有限公司漳澤發(fā)電分公司4#電除塵器改造成袋式除塵器后，在運(yùn)行中出現(xiàn)阻力居高不下的情況，以及在低負(fù)荷運(yùn)行時發(fā)生引風(fēng)機(jī)失速等故障。測試結(jié)果顯示，引風(fēng)機(jī)的失速與除塵器無關(guān)，而與機(jī)組負(fù)荷有關(guān)。經(jīng)采取調(diào)整機(jī)組負(fù)荷、改變清灰方式、處理環(huán)鏈機(jī)構(gòu)故障等相應(yīng)措施，機(jī)組運(yùn)行基本保持穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞:除塵器,機(jī)組負(fù)荷,風(fēng)機(jī)失速,清灰,環(huán)鏈機(jī)構(gòu)
1 引言
山西漳澤電力股份有限公司漳澤發(fā)電分公司4#爐于2008年初進(jìn)行了大修。由于原來使用的電除塵器效率低，不能達(dá)到低于50mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)要求，為了節(jié)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(chǎn)權(quán)的分室定位反吹袋式除塵技術(shù)。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(fēng)機(jī)也進(jìn)行了更換。改造工程從2008年2月底開始，2008年4月結(jié)束。機(jī)組啟動一段時間后，出現(xiàn)了引風(fēng)機(jī)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(yīng)的措施，使機(jī)組運(yùn)行基本穩(wěn)定。
2 分室定位反吹袋式除塵器
2.1 工作原理
含塵氣體進(jìn)入除塵器進(jìn)氣煙箱，經(jīng)氣流均布板后進(jìn)入塵氣室，經(jīng)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(fēng)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(dāng)阻力達(dá)到設(shè)定值時，差壓儀輸出啟動信號，指令環(huán)鏈分室定位反吹清灰機(jī)構(gòu)啟動，使加壓凈化后的氣體經(jīng)過反吹清灰機(jī)構(gòu)，將被捕集在濾袋外表面的粉塵與濾袋分離，實(shí)現(xiàn)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(guān)鍵。當(dāng)濾袋捕集的粉塵達(dá)到一定厚度、除塵器的運(yùn)行阻力達(dá)到了上限設(shè)定值時，差壓儀輸出信號，指令環(huán)鏈反吹機(jī)構(gòu)開始逐室進(jìn)行反吹清灰。當(dāng)濾袋外表面的粉塵被清落到一定程度時，除塵器的運(yùn)行阻力達(dá)到了下限設(shè)定值，差壓儀再次輸出信號，使環(huán)鏈反吹機(jī)構(gòu)停止工作。這種定阻力清灰系統(tǒng)可以使除塵器在一個合理的阻力狀態(tài)下運(yùn)行，并可有效地防止出現(xiàn)高阻力狀態(tài)把粒徑較小的塵粒壓入濾料纖維空隙中，發(fā)生濾料堵塞的現(xiàn)象；也可以防止因?yàn)V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(shù)，提高了濾袋的使用壽命。
2.3 環(huán)鏈分室定位反吹清灰機(jī)構(gòu)
該除塵器共設(shè)有4臺環(huán)鏈反吹機(jī)構(gòu)。每臺環(huán)鏈機(jī)構(gòu)都是按照差壓指令依次進(jìn)行清灰的。反吹清灰時對鍋爐運(yùn)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(jié)露；同時煙氣中的含氧量很低，避免了濾料運(yùn)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(tǒng)采用間歇環(huán)鏈分室定位反吹機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)對某一室進(jìn)行清灰時，首先開啟該室清灰總閥，同時關(guān)閉其余的；然后，清灰電機(jī)開始啟動，使反吹氣流進(jìn)入到清灰的袋室中，且被清灰袋室處在關(guān)閉過濾氣流狀態(tài)下，導(dǎo)通反吹氣流，反向吹入濾袋內(nèi)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(shí)現(xiàn)環(huán)鏈分室定位反吹。
3 除塵器運(yùn)行故障發(fā)生
漳澤發(fā)電分公司4#機(jī)組大修結(jié)束后，電除塵器改造成袋式除塵器。最初運(yùn)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(dāng)除塵器阻力升高達(dá)到上限值1000Pa時，開啟清灰總閥，啟動環(huán)鏈清灰機(jī)構(gòu)進(jìn)行清灰時，阻力卻不斷升高，最高達(dá)到1800Pa，影響了鍋爐負(fù)荷。在不得已的情況下，漳電運(yùn)行人員采取開旁路煙道，降低機(jī)組負(fù)荷等緊急措施。機(jī)組負(fù)荷降下來以后，又造成引風(fēng)機(jī)失速，此時已嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。
4 故障分析
出現(xiàn)故障后，漳電有關(guān)部門和生產(chǎn)制造廠共同對引風(fēng)機(jī)的失速進(jìn)行了分析。首先檢查了運(yùn)行記錄，然后通過幾次實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降到120MW左右時，引風(fēng)機(jī)就出現(xiàn)了失速現(xiàn)象。后來漳澤發(fā)電分公司請西安交通大學(xué)能動學(xué)院對更換后的4#引風(fēng)機(jī)做引風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)，得出的結(jié)果是各項性能均符合設(shè)計要求。只是當(dāng)單臺引風(fēng)機(jī)流量低于130m3/s時，引風(fēng)機(jī)發(fā)生失速，此時機(jī)組負(fù)荷恰好在120～130MW之間。由此證明，引風(fēng)機(jī)失速與袋式除塵器阻力增大沒有必然聯(lián)系，只是與機(jī)組負(fù)荷有關(guān)。解決失速的有效措施是機(jī)組負(fù)荷在運(yùn)行時避開120～130MW范圍。
接著又對除塵器運(yùn)行阻力增高、清灰不力進(jìn)行了分析。結(jié)果認(rèn)為是由于反吹清灰總閥未打開造成反吹風(fēng)未對袋室進(jìn)行吹掃而造成的。據(jù)此，現(xiàn)場對清灰總閥進(jìn)行了檢查。派專人將出口煙箱下側(cè)的外護(hù)板及保溫層拆掉，用割具在出口煙箱下側(cè)開一個矩形方孔直接觀察。看到清灰總閥開關(guān)都到位并且與遠(yuǎn)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(rèn)為清灰不力的主要原因是反吹風(fēng)量不足。
5 清灰風(fēng)量不足分析及解決措施
5.1 鍋爐系統(tǒng)風(fēng)量分析
根據(jù)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測，認(rèn)識到反吹風(fēng)的風(fēng)量與機(jī)組大小、機(jī)組負(fù)荷、總風(fēng)量有直接關(guān)系，對同樣類型的袋式除塵器漳山600MW機(jī)組與漳電215MW機(jī)組進(jìn)行比較，實(shí)測數(shù)據(jù)見下表。
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經(jīng)過比較，得出如下結(jié)論：
（1）機(jī)組負(fù)荷高時，煙氣流量就大，反吹風(fēng)的風(fēng)量也就大。此時能夠滿足反吹清灰的需要。
（2）當(dāng)機(jī)組負(fù)荷低時，煙氣流量就小，反吹風(fēng)的風(fēng)量就小。此時反吹風(fēng)的風(fēng)量可能達(dá)不到清灰的要求。
（3）大機(jī)組處理的煙氣流量比小機(jī)組大得多，即使負(fù)荷低時，煙氣流量也足夠大，能滿足反吹風(fēng)清灰的要求。
解決措施：
（1）機(jī)組負(fù)荷低時，可將反吹清灰的上限值調(diào)到800Pa，啟動環(huán)鏈清灰系統(tǒng)；
（2）采取整組清灰方式，用兩臺引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量對一個室的袋室逐一進(jìn)行清灰；若風(fēng)量還不夠，則可以啟動備用反吹風(fēng)機(jī)。
5.2 反吹清灰風(fēng)量分配分析
通過對多次實(shí)際袋式除塵器運(yùn)行的觀察，當(dāng)運(yùn)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(shí)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(jī)同時運(yùn)行。事實(shí)證明，這樣做往往會使反吹清灰風(fēng)的風(fēng)量分散，每個室的清灰風(fēng)量都達(dá)不到清掉灰塵所需的風(fēng)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(yùn)行人員必須要熟讀設(shè)備廠家編寫的關(guān)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(yán)格執(zhí)行。具體應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（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(yīng)的清灰電機(jī)運(yùn)行；其余三個清灰總閥及清灰電機(jī)關(guān)停；
（3）分組清灰時，在清灰過程中，一室清灰總閥打開，相應(yīng)的清灰電機(jī)運(yùn)行；另一室清灰總閥關(guān)閉，清灰電機(jī)停運(yùn)；
（4）分組清灰時，如果機(jī)組負(fù)荷降低，一臺引風(fēng)機(jī)的反吹風(fēng)量就可能不足。此時要采用整組清灰方式。即開通手動聯(lián)絡(luò)閥，用兩臺引風(fēng)機(jī)的風(fēng)對單室的一個袋室清灰；風(fēng)量再不足時，可逐一啟動備用反吹風(fēng)機(jī)。
5.3 環(huán)鏈清灰機(jī)構(gòu)故障分析
環(huán)鏈反吹清灰機(jī)構(gòu)是清灰系統(tǒng)的核心部件。通過多次從凈氣室觀察鏡觀察環(huán)鏈機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)出現(xiàn)高阻力的情況時，環(huán)鏈機(jī)構(gòu)系統(tǒng)必然有清灰電機(jī)空轉(zhuǎn)，斷鏈條或百葉窗多處開關(guān)不到位等故障產(chǎn)生。因而斷定清灰不力的根本原因是環(huán)鏈反吹清灰機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常。歸納起來主要有以下幾點(diǎn)：
（1）清灰電機(jī)的安全銷斷裂；
（2）環(huán)鏈機(jī)構(gòu)的鏈條碰頭受力過大產(chǎn)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(huán)鏈清灰機(jī)構(gòu)產(chǎn)生故障的原因是機(jī)械傳動部件過多。整臺設(shè)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(zhuǎn)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(shè)備運(yùn)行時，運(yùn)行人員要做到每班巡檢，主要檢查以下幾點(diǎn)：
（1）清灰電機(jī)安全銷是否斷裂；
（2）觀察鏈條在清灰時是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)；
（3）觀察百葉窗是否正常開關(guān)；
（4）觀察清灰閥的凸輪是否與百葉窗動作一致。
若出現(xiàn)問題，必須在現(xiàn)場切換檢修。
6 存在問題
（1）因大修時間緊、任務(wù)重、設(shè)備到貨遲等原因，環(huán)鏈清灰機(jī)構(gòu)安裝、調(diào)試時間短，無法保證每個傳動部件動作靈活可靠。
（2）環(huán)鏈清灰機(jī)構(gòu)是新技術(shù)，某些方面還有待改進(jìn)。如清灰閥既要轉(zhuǎn)動靈活又要密封良好；鏈條與鏈條限位擋塊卡澀等技術(shù)問題。
（3）備用反吹風(fēng)機(jī)啟動后增加的風(fēng)量較小，最大流量為3800m3/h（實(shí)測），只能增加約10%的風(fēng)量，增加風(fēng)量的效果不明顯。
（4）反吹風(fēng)機(jī)應(yīng)當(dāng)能夠負(fù)載啟動。
（5）反吹風(fēng)管需增加壓力表，可直接觀測反吹風(fēng)的壓力。
7 結(jié)語
（1）電除塵器改造成袋式除塵器后，在節(jié)能、環(huán)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(huán)境的改善做出了積極貢獻(xiàn)。
（2）由于環(huán)鏈清灰技術(shù)在改造項目上是首次應(yīng)用，在運(yùn)行中還存在一定的問題。運(yùn)行人員在生產(chǎn)運(yùn)行中應(yīng)熟悉設(shè)備、合理操作，出現(xiàn)問題一定要及時排除。
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