循環(huán)流化床鍋爐所配電除塵器的技術保證措施及應用
來源：浙江東方環(huán)保設備公司 閱讀：2692 更新時間：2013-02-19 16:52一、概述
流化床鍋爐由于具有燃煤適應性強、燃燒效率高，可達98-99%、負荷調節(jié)比大、運行操作方便、爐內噴鈣脫硫率高達90%以上等特點，特別適用于中、小型機組，熱電廠和調峰機組，根據近幾年國內成功的應用實例，將會獲得大力推廣。
流化床鍋爐在燃燒過程中進行脫硫，通常使用的脫硫劑有石灰石（CaCO3）和白云石（CaCO3.MgCO3），把石灰石破碎至2-3mm的粒徑，投入流化床內，石灰石受熱分解產生CaO，CaO與煙氣中的SO2結合成CaSO4,從而具有煙氣脫硫的作用。脫硫所生成的CaSO4隨灰分排出，這些排除物由電除塵器進行收集。
在氧化性氣氛中，這一脫硫反應為：
CaCO3=CaO+CO2-0.1794×106KJ/Kg 吸熱反應
CaO+SO2+1/2CO2=CaSO4+0.502×106KJ/Kg 放熱反應
脫硫反應速度決定于CaO的生成速度，由于吸熱反應速度緩慢，放熱反應速度迅速，所以CaO的生成速度比CaSO4的生成速度要緩慢。因此，一旦生成CaO就會很快轉變成CaSO4，但從單位鈣而言，CaSO4體積大于CaCO3的體積，從而CaO表面的細化就很容易被CaSO4所覆蓋，CaO失去為反應所必需的多孔性表面。因此，如果要達到較高的脫硫率，應投入比化學劑多得多的石灰石。在常規(guī)的流化床鍋爐中ca/s比為2-3范圍內。另一方面要提高脫硫率，最好使石灰石的粒徑減小，使反應的表面積增加，但當粒徑過小時，帶出量增大，影響脫硫率。如果把帶出的脫硫劑回收循環(huán)使用，可使脫硫劑利用率和脫硫率上升。采用循環(huán)流化床，可使脫硫效率提高且鈣硫比可以降低。綜上所述，硫化床鍋爐給煙氣和粉塵帶來的特點是：
1、 煙氣含塵量增加。一般煤粉爐的煙氣含塵濃度約為20-30g/Nm3但使用流化床鍋爐，其含塵量約在60g/Nm3以上,甚至可高達80 g/Nm3，容易產生電暈封閉。
2、由于爐內摻鈣脫硫，較大幅度降低了煙氣中的SO2的含量，并使粉塵中金屬氧化物含量下降，煙塵中鈣的化合物含量大量增加，如CaSO3、CaSO4、及 Ca(OH)2，這些成分使粉塵的比電阻值增高，約可達1012-1013Ω·cm，易發(fā)生反電暈現(xiàn)象。
3、 因氧化鈣與硫酸鈣的生成速度不一，從而使CaO表面很容易被CaSO4覆蓋，因此使一部分粉塵的中性粒徑變大。
4、 灰塵的粘性較大，細粉塵多容易造成陽極板和陰極線沾灰嚴重，不易振打脫落。
二、電除塵器的技術保證措施對于以上情況的分析
針對流化床鍋爐對電除塵器的除塵機理和粉塵特性所帶來的影響，本公司在選型設計與結構設計采取了以下一些技術措施，以確保電除塵器的效率、壽命及可靠性。
1、做好電除塵器的選型設計，合理選定驅進速度值，雖然多依奇推導效率公式過程中，作出了一些與實際情況有較大出入的假設，但至今仍然是電除塵器設計中的一項基本公式。它所表達的驅進速度值的物理意義，不僅反映塵粒向極板運動的速度，而是包括諸如二次揚塵、氣流分布、電氣條件、本體結構以及其它影響電除塵性能的各種因素的總和。本公司吸收國內外的選型技術，結合實際經驗，根據用戶所提供的煙氣性質、粉塵特點和環(huán)保要求計算機選型來選定電除塵器的主要工藝參數Wk（驅進速度）和Vs（電場風速）以及f（比集塵面積）等。
2、煙氣流速決定了電除塵器的截面積大小，對于一定的收塵面積，提高電場風速，除塵效率則有所降低。由于流化床鍋爐的煙氣含塵濃度較大，且粉塵的中性粒徑變粗，因此，不宜選擇過大的電場風速，據經驗一般選0.7m/s上下較為合適。
3、電除塵器同極間距，影響電場電壓的強弱。常規(guī)電除塵器的同極間距一般為250-300mm,根據國內外許多專家從不同角度進行試驗，在電除塵器設計中，認為400mm間距可以獲得比300mm間距有更高的除塵效率。因為當400mm間距時，板電流密度分布更加均勻，陽極板的有效利用率得到提高，同時扼止了極板上電流密度過于集中的局部地方產生反電暈的可能，使二者都促進了除塵效率的提高，另外運行電壓的提高，增加了極板間的電場強度，可增大驅進速度值，促進了除塵效率的保證。流化床鍋爐的煙氣由于含塵濃度較高，粉塵比電阻值增大，一方面扼止了反電暈的產生，需要有較高的電場強度，另一方面為防止電暈閉塞，又需要獲得較大的電暈電流，為此二者綜合,選定同極間距400mm較為適宜，在實際的應用中也得到了證實。
4、選用新RS管型芒刺線配480C型陽極板。本公司根據國外RS芒刺線的基礎上研制成功的新RS管型芒刺線，它主要依靠芒刺根部和尖端放電，有十分強裂的電風，不僅保證在運行中不斷線，而且可獲得較大的電暈電流，尤其重要的是它在陽極板上產生的電暈電流分布又較均勻，其相對均方根差較小，在相同的試驗條件下，RS線為0.516，而新型RS管型芒刺線為0.245，這對流化床鍋爐的煙塵處理中，扼止在高濃度條件下產生電暈封閉，其效果是十分明顯的。
5、采用獨特設計的進口氣流分布板。氣流分布的均勻程度，直接關系到除塵效率，特別是在高粉塵濃度、高比電阻及高除塵效率的要求下，氣流分布的均勻程度顯得尤為重要。為了使流入電場含塵氣體均勻經過電場，在電場入口處前裝有進口氣流分布板，一般廠家采用的大多為純阻流型氣流分布板，這種氣流分布板在調整時，需通過開孔或補孔，調整困難，且流體阻力大，磨損嚴重，氣流分布均勻往往達不到設計要求。本公司采用阻流加導流型的氣流分布板，開孔直徑將原來的 φ35增加至φ85，開孔率由25%增到45%，大大減少了流體阻力，且不會堵孔。流體通過導流板懸掛位置調整，調整十分方便。而且多孔板兩邊設置有導流作用的折邊，大大地增加了氣流分布板剛性，即使在相當強的渦流作用下，也決不會像一般平板那樣產生撕裂。在適當部位又加設三角形導流板，不僅保證氣流分布的均勻性，而且它類似于百葉窗式機械除塵器，可以對進入電除塵的煙氣進行粗除塵，其除塵效率是相當明顯的。除下的灰塵，通過進口封頭下底板落入第一電場的灰斗內，這對流化床鍋爐產生高濃度粗顆粒粉塵的工況是非常重要的。
6、出口封頭中設置槽形板，增加對二次粉塵及細粉塵的捕集。末電場粉塵特點是顆粒細、粘性大，大部分都在5μm以下，煙溫低，比電場煙溫降低了3-5℃，粉塵本身荷有負電，清灰困難，在出口封頭大端設置槽形板（迷宮型）是捕集細顆粒粉塵的有效措施。由于粉塵自身荷電撞擊槽形板時，使粉塵凝聚成大顆粒被得到收集，這也是在電場有效空間內改善除塵效率的一項有用措施。
7、由于流化床鍋爐的粉塵粘度、粒度有別于常規(guī)鍋爐，同一除塵器不同電場粉塵性質又不一致的這一特點，在振打傳動及機構設計應考慮溫度、粉塵條件下可活動零件的磨損，安裝施工中的誤差所引起的影響。同時確定合適的振打加速度及合理的振打制度，這些通過實體試驗，予以調整，既能保持在運行中有效清灰，又不使振打力過大而引起二次飛揚，以獲得最佳的清灰效果。
8、設計可靠的保溫結構，最大限度的減少在電除塵器內煙氣的溫降，確保煙氣溫度高于露點溫度，保證積灰的流動性。同時，控制殼體的漏風率，因為，漏入的冷風會使局部區(qū)域的溫度降低到結露粘灰，而電除塵器殼體的漏風點主要發(fā)生在殼體安裝施工過程中的漏焊點，這應在安裝中進行控制消除。另外大量的漏風發(fā)生在除塵器結構穿過殼體的孔和洞，如振打軸穿孔、吊掛孔、人孔門等。本公司采用了硅橡膠玻纖密封條對所有穿孔和門進行密封，并且采用雙層人孔門。實踐證明，這一措施效果明顯，一般漏風率可控制在2.5%。
9、 絕緣子引入熱風吹掃，保證絕緣子表面清潔，防止絕緣子結灰產生爬電擊穿，從而保證電除塵器安全可靠運行。
10、保證灰斗暢通，確保輸灰系統(tǒng)正常工作，由于循環(huán)流化床鍋爐燃燒特點，以及煙氣粉塵具有粘性。為保證灰斗卸灰暢通，在灰斗設計中，灰斗傾角大于60°，且在轉角處設置圓弧板，消滅死角，并對灰斗進行良好的保溫，保證灰斗中結灰溫度在煙氣露點以上20℃左右，同時，在灰斗下部約三分之一左右的小灰斗做成雙層結構，中間加熱，利用空氣介質進行熱傳導，具有很好的加熱效果，使灰具有良好的流動性。
11、在高壓電源的控制功能中設置了反電暈檢測功能。當粉塵比電阻較高時，特別是除塵器的極板造成電流強度不均勻，此時局部反電暈發(fā)生，當反電暈現(xiàn)象產生時，伏安特性曲線將上翹并斜率反轉。檢測反電暈實際上是檢測除塵器的動態(tài)，由此可探知極板積灰狀態(tài)，當檢測到有反電暈發(fā)生時，可測知極板積灰狀態(tài)，輸出振打指令，即時啟動振打。由于流化床鍋爐啟動時，其指令同時輸入高壓主控器，進行降壓供電，降低靜電吸附力，以提高振打清灰效果。高壓電源控制具有多種控制功能，除了火花跟蹤控制、火花極線控制、峰值跟蹤控制，還有間歇供電控制、工頻脈沖供電控制功能。其中間歇供電控制和工頻脈沖供電控制對克服反電暈也有一定效果。
