混烧锅炉除尘系统问题分析与技术改造

混烧锅炉除尘系统问题分析与技术改造
赵立勇
【摘要】针对煤气煤粉混烧锅炉除尘系统暴露出的设备泄漏问题,进行了系统分析和研究,实施了有针对性的设备改造,实现了机组长周期安全稳定运行.
【期刊名称】《冶金动力》
【年(卷),期】2017(000)003
【总页数】3页(P27-29)
【关键词】混烧锅炉;除尘;技术改造
【作者】赵立勇
【作者单位】邯钢能源中心,河北邯郸 056015
【正文语种】中文
【中图分类】TK229
某钢铁企业为充分利用二次能源，增强企业内部煤气平衡能力，提高企业自发电率，降低生产成本，新建成投产了260 t/h锅炉，与60 MW汽轮发电机组配套。

锅炉燃料结构为煤气+煤粉混燃，可全燃煤粉带额定负荷，也可全燃煤气低负荷运行。

锅炉燃烧后的固体产物大部分以粉煤灰的形式随烟气排出，为了减少粉尘对环境的污染，在锅炉尾部设置了除尘系统，主要设备包括一套11300 m2低压脉冲
袋式除尘器，在除尘器灰斗下部设置有输灰系统，采用正压浓相气力输灰，额定输灰能力24 t/h，通过管道系统连续不断的送往灰库，灰库为混凝土结构，有效存
储容量1300 m3，满足锅炉额定负荷运行5天的排灰量。

锅炉在纯燃煤气工况时，
排烟温度较高，超过了除尘滤袋适用温度，为避免滤袋损坏，除尘器设置了烟气旁路系统。

自锅炉投运后，除尘系统陆续出现漏灰问题，严重影响锅炉的安全稳定运行与设备周边环境，频繁泄漏造成设备维护工作增加，经分析认为主要问题如下：
2.1 除尘器旁路系统泄漏
烟气除尘旁路系统设置了4台DN1400提升阀，阀门内置于烟道内部，阀板由布
置在烟道外部的气缸带动，实现提升与下降，达到原烟气烟道与净烟气烟道的连通与切断。

原提升阀为单阀板结构，阀杆与阀板为刚性连接（如图1所示），阀门直接安装
在烟道内，阀板下侧为原烟气烟道，阀板上侧净烟气烟道，除尘器运行过程中，烟气依靠引风机的吸引通过除尘器，原烟气侧压力大于净烟气侧，阀板在在压差作用下受到向上的推力，该推力由烟道外部的气动执行机构平衡，由于烟道钢板较薄（δ=5mm），刚度较低，运行中在烟气流动作用下，钢板振动较大，导致阀板与阀座存在间隙而泄漏，造成未经过滤的原烟气直接进入净烟气烟道。

锅炉正常运行工况，原烟气含尘量约40 g/m3左右，经过滤袋过滤后的净烟气含尘量降低至20 mg/m3，保证后部引风机、脱硫系统设备的正常稳定运行。

由于
烟气旁路系统泄漏，部分原烟气直接进入净烟气烟道，造成净烟气含尘量急剧升高，达到180~240 mg/m3，超过设计值的8~12倍，导致引风机叶轮与机壳严重磨损;同时大量粉煤灰进入脱硫塔内，造成塔内机械除雾器积灰，流通面积减少，系
统阻力增加，也造成脱硫系统设备磨损加剧。

2.2 灰斗手动放灰阀漏灰
除尘器共有6个灰斗，每个灰斗配备一套输灰仓泵，灰斗底部与仓泵之间设置有
手动插板阀、气动双闸板阀，用于控制粉煤灰卸料。

原仓泵手动进料插板阀的采用阀板半封闭形式，如图2所示（关闭状态，阀板进入阀门内部；打开状态阀板裸
露在阀体外面），通过压兰压紧填料的方式实现动静部件之间的密封。

由于阀门压兰的密封线较长，造成压兰受力不均，密封失效。

另外，阀门法兰密封面过窄，不耐冲刷，造成了输灰系统运行过程中，不断有灰从法兰连接螺栓部位泄漏，严重影响了现场运行环境，增加了设备维护的工作量。

3.1 除尘器旁路阀结构改进
针对原旁路阀的工况特点与结构缺陷，决定将单阀板型式改进为双阀板型式，阀杆与阀板的连接由刚性连接改为万向节连接，如图3所示，改进后的阀门有如下结构特点与性能优点：
（1）结构特点，阀门包括上阀座和下阀座、上阀板和下阀板，上阀座横截面积大于下阀座横截面积且与上阀板面积相同，下阀板面积与下阀座横截面积相同，上阀座高度大于下阀座高度；上阀板与下阀板通过导向铰链连接且相互平行，下阀板上表面中心固定有长度小于上阀座与下阀座高度差值的套筒，套筒周向套设上下端分别与上阀板和下阀板相抵的弹簧，上、下阀板在阀门轴向方向可以做80 mm左右距离的相对移动。

阀杆下端通过万向连接件与上阀板中心固定连接。

（2）工作过程，当锅炉燃烧煤粉运行时，驱动装置驱动阀杆向下移动，当下阀板与下阀座接触时，由于上阀板与下阀板之间的垂直距离大于上阀座与下阀座高度差50~80 mm，此时上阀板会继续向下移动，同时弹簧压缩下阀板将下阀板与下阀座更好地密封，当上阀板与上阀座接触实现密封时，驱动装置停止，从而实现双阀板闭合密封；当锅炉燃烧高炉煤气或除尘器入口烟气温度超过布袋允许温度时，驱动装置向上移动保证阀门及时打开，使烟气通过旁路系统及时送走，避免锅炉紧急停炉，待烟气温度下降正常后，再关闭该阀门投入布袋运行。

（3）改进后的结构，阀杆与阀板采用万向节连接，解决了原单阀板阀门受振动、温度、阀门制作精度、阀板挠度、阀板与阀座对中偏差等因素影响，上下阀板与阀座实现自调节密封。

阀门采用两级密封，密封可靠性高。

该技术申报国家专利《一种布袋除尘器用双阀板阀门》，国家知识产权局已授权，专利号：201620002047.6。

3.2 灰斗手动放灰阀结构改进
改进后的阀门密封形式如图4所示，增加一个阀板密封仓，无论在阀门打开或关
闭状态，阀板均处在一个封闭的密封腔内。

阀板的驱动则通过套筒式阀杆进行实现，避免了灰尘对丝杠的污染。

套筒与密封腔之间的密封则通过一个圆形压兰和填料配合实现，密封线的总长仅相当于阀杆套筒的周长，缩小了密封线的长度，使动静部件之间的密封更加容易实现，压兰漏灰得到有效解决。

同时，为了消除法兰连接面的漏灰隐患，将阀门的法兰由螺栓连接形式改成了焊接形式，彻底杜绝了漏灰的发生。

4.1 主要技术效果
（1）解决了旁路系统泄漏造成的引风机叶轮、机壳磨损，脱硫系统积灰等问题，保证了引风机的正常设计寿命与脱硫系统的稳定运行。

（2）解决了仓泵手动进料阀的漏灰问题，改善了生产环境，降低了职工的劳动强度。

（3）通过改造，为锅炉的稳定运行奠定了基础，有力保障了机组多发电、多创效的目标的实现。

4.2主要经济效益
（1）改造前，引风机叶轮、机壳磨损严重，需每年进行更换，改造后引风机基本无磨损，每年节省引风机设备费用110万元（2台叶轮2×30万元=60万元，2
台机壳2×25万元=50万元）。

（2）改造前，因净烟气含尘超标，造成脱硫塔内部积灰，每两个月需要停炉一次进行清灰，改造后不需要再进行清灰，节省清灰检修费用年18万元（每次清灰施工费用3万元，2个月一次，年费用3万元×6=18万元）。

年总计节省费用：110万元+18万元=128万元。