除尘器、分离器、收尘器常见故障及排除

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楼主 2021-10-12 06:59:28
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除尘系统通常由哪些部分组成及其工作原理?
除尘系统主要包括集气罩、进气管道、除尘器、排气管道、通风机、电机、卸尘装置、粉尘处理与回收系统及其附属设施等。其工作原理是利用风机产生的动力,将含尘气体经抽风管道送人除尘设备内净化,净化后的气体经排气管道由烟囱排出,回收的粉尘由排气装置排出。电机是为风机提供电力来源的设备,其他设备为配套设施。


除尘系统管道内气体流速如何确定?
除尘器管道内的气体流速应根据粉尘性质确定。气速太小,气体中的粉尘易沉积,影响除尘器系统的正常运转;气速太大,压力损失会成平方增长,加剧粉尘对管壁的磨损,使管道的使用寿命缩短。因此选择合适的气体流速对于管网系统的计算十分重要。
   在工业生产中,管道内各截面的气速不等,气体在管道内的分布也不均匀,存在着涡流现象;同时,管道内的气体流速还应满足吹走风机前次停转时沉积于管道内的粉尘。因此,一般实际采用的气速比理论计算的气速大2~4倍,甚至更大。
   除尘器设备后的排气管道内气速般一取8~12m/s。大型除尘系统采用砖或混凝土制管道时,管道内的气速常采用6~8m/s,垂直管道如烟囱出口气速取10~20m/s。
   含尘气体在管道内的速度也可采用下述的经验计算方法求得。
    (1)在垂直管道内,气速应大于管道内粉尘粒子的悬浮速度,考虑到管道内的气流速度分布的不均匀性和能够带走贴近管壁的尘粒,管道内的气速应为尘粒悬浮速度的1.3~1.7倍。对于管路比较复杂和管壁粗糙度较大的取上限,反之取下限。
    (2)在水平管道内,气速应按照能够吹走沉积在管道底部的尘粒的条件来确定。
    (3)倾斜管道内的气速,介于垂直管道和水平管道之间,倾斜角大者取小值,倾斜角小者取大值。

 

除尘管道直径和气体流量如何确定?
气体流量可按下式计算。正如通风工程的气流量。 
                  Q=3600×(πD2v/4)(圆形管道) 
                   Q=3600ABv(矩形管道) 
  式中,Q为气体流量,m3/h;D为圆形管道的内径,m;A、B为矩形管道的边长,m;v为管道内的气体流速,m/s。 
  由此可得管道直径的计算公式如下。 
                     D=(Q/2820v)1/2 
为防止粉尘堵塞管道,在除尘系统中规定的最小管径如表19所示。
表19  除尘系统最小管径


粉尘种类最小直径/mm
细粒粉尘(如矿物粉尘)Φ80
较粗粉尘(如木屑)Φ100
粗粉尘(如刨花)Φ150
可能含有大块物料的混合物粉尘 Φ200

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旋风除尘器(旋风分离器)故障主要现象---


旋风除尘器入口静压波动大导致旋风除尘器回料不连续,床压、床温出现大幅度的波动,严重时破坏外循环,使尾部受热面积灰严重,造成尾部烟道再燃烧,损坏空预器。


旋风除尘器(旋风分离器)故障主要原因


1)旋风分离器回料不正常。旋风分离器因灰位较高而影响了分离器的分离效果,从而使一定量未分离灰进入烟道造成空预器积灰严重,引起旋风除尘器入口静压波动。


2)过高的循环倍率造成旋风除尘器循环灰量过大,超出旋风除尘器流通能力。


3)燃烧工况的突然改变破坏了旋风除尘器的循环。


4)流化风配比不恰当,旋风除尘器回料未完全流化。


旋风除尘器(旋风分离器)故障采取措施


1)发现回料不正常时,及时对旋风分离器的风量进行调整,必要时降低锅炉负荷;尾部烟道积灰严重时,加强对其吹灰(注意控制炉膛负压),必要时采用从事故放灰口放灰。


2)适当降低冷渣器用风,适当提高二次风量的比例,降低燃烧风量,保证炉内的燃料和床料在炉内有足够的停留时间,即增加内循环的时间和数量,降低旋风分离器的物料比例。


3)在燃烧工况突然改变导致循环被破坏时,应及时调整锅炉运行参数建立新的平衡。


4)加强对旋风除尘器风量配比的经验总结,寻找旋风除尘器各部分最优化参数,选择合适流化风量和松动 风,建议在风量调定且回料正常时,不宜对该风量做随意变更。


料层差压不能控制的过于低。


当料层过于薄时,一次风量也比较大的时候,一次风所形成的向上托力大大的大于了料层的重力(也就是对一次风的阻力),那么炉内物料将被气流带走,形成了气力输送,就象仓泵输灰一样,那么此时锅炉运行是非常危险的,大量的一次风都从炉膛内吹走了(料层对一次风阻力大大的减小了)。


返料风所需的一次风大量减少,炉膛上部灰浓度大量增加,分离器收集的返料灰增加,返料器所返的灰增加、返料风却减小,将直接引起返料器堵灰,停止返料并有可能返料器内部结焦。煤粒加入炉膛后,由于一次风气力输送作用被吹到炉膛出口,由旋风分离器收集而进入返料器中,进行燃烧,引起返料器内部高温结焦。在通过冷渣机控制料层时,应尽量保持平稳增减,避免料层的过薄过厚,都将不利于锅炉的经济、安全运行。


旋风分离器不改变结构,提高收集效率,只能依靠入口烟速提高和烟气含灰量提高。旋风分离器提高了收集效率,可以捕捉到更多的细灰进入返料器,由返料器返入炉内平仰床温。


该炉的分离器是采用高温绝热旋风分离器,左右侧各一只。旋风分离器的收集效率直接影响着收集的返料灰的多少,影响着锅炉经济运行。旋风分离器可以满足锅炉的运行,但我们也认为二只分离器效率不一样,由于床温热电偶已不准确,我们已无法分辨出那一侧的温度高和低,但二只分离器中心筒出口温度,也就是高温过热器前烟温始终存在差异,左侧高过前烟温高于右侧高过前烟温50℃左右,左侧低过前烟温高于右侧低过前烟温20℃左右,左侧省煤器前烟温高于右侧省煤器前烟温十几度,直到排烟温度左右差不多,烟道内左侧烟温普通高于右侧烟温,为什么?这个问题我们时常在思考,有个不成熟的想法:认为左侧分离器效率低于右侧分离器效率,左侧旋风分离器分离不彻底,使得一些高温细灰排至烟道内,至使左侧烟温高。


该U型自平衡返料器,我有个疑问,两侧的返料风室总是相差0. 7 kpa ~0.8 kpa左右,是热工仪表误差,还是真的存在风室风压差,返料风有大小?我们争取在以后停炉检查中弄明白这个问题。


旋风分离器漏风


旋风分离器内气流高速旋转,使飞灰及物料从烟气中分离出来。分离器漏风破坏了分离器内空气动力场,使分离器效率降低,旋风分离器出口飞灰浓度增大,尾部竖井磨损增大。消除分离器漏风的关键在于:


(1) 分离器外护板焊缝严密,炉墙砌筑砖缝不透风;


(2) 料腿观测窗密封严密。


解决结焦关,稳定运行周期


提高热电厂的经济效益,离不开锅炉的稳定连续运行。返料器结焦是流化床锅炉经常发生的问题,锅炉一旦出现结焦,轻则降负荷运行,重则停炉清理,少则一二天,多则一星期。


我厂流化床锅炉运行的初期,即从98年3月到9月份期间返料器结焦达高达8次之多,给我厂造成了极大的经济损失。


经过多次的观察、分析和研究,终于摸清了结焦的原因:一是返料风量不足,造成返料不畅;二是煤中的细粉末过多,在燃烧过程中,大量的细煤末未经燃烧进入返料器中,在返料器中二次燃烧,造成高温结焦;三是煤种变化太大,未能及时发现和调整。


针对这一状况,我们采取下列措施:


(1)加大返料风管的直径,增加返料风量,返料风管由原来Φ89mm更换成Φ133mm;同时将原设计150度的返料热风改造成自然冷风,降低了返料器内温度,解决了返料器结焦的根本问 题。


(2)稳定入炉煤种,改变燃料的颗粒配比,严格按照设计煤种和粒度要求配煤,降低细煤颗粒所占的比例。保持较理想的粒度级配,使炉内有均匀的温度场。


上述改造完成投入运行后,再没出现因返料器结焦造成停炉的现象,从而保证了锅炉运行的稳定性。


旋风分离器的工作效率不是很高,返料灰量较少


由于采用的是高温旋风分离器,其进口尺寸和内部结构直接影着分离器的运行效率,经仔检查,发现其进口截面尺寸是930×2500mm,设计值是890×2400mm,进口截面的增大,使烟气流速降低,分离器效率降低,物料循环灰量大大减少,破坏了炉膛内的物料平衡,炉膛内的纵向温差达150℃,直接影响锅炉的出力。


针对这种情况,我们采取了一些补救措施:一是增加了旋风分离器内中心筒的高度,在中心筒下方加宽为100mm的耐热钢板,提高了收尘效率;二是在中心筒内加8块扰流板,增加一个二级分离器,增大循环灰量。


循环流化床锅炉物料循环量的大小受燃烧粒度、燃烧成灰特性、燃烧室的风速、排灰系统的设置、分离器的分级分离效率、物料回送系统的性能、床料层厚度等诸多因素影响,同时也受回灰温度的制约。


高温热旋风筒分离器国内以济南锅炉厂为代表,国外以德国的Lurgi公司和芬兰的Ahlstrom公司为代表。其入口烟温在850℃左右,优点是技术成熟,锅炉燃烧效率高;缺点是体积庞大,密封和膨胀系统复杂、内衬厚、耐火材料及砌筑要求高、耐火材料用量大、费用高、启动时间长、运行中易出现故障。在燃用可燃性较强的煤种时,旋风筒内温度可能比炉膛温度更高,易引起旋风筒内超温而结焦等。这样就使得分离器内防磨材料磨损及启动热膨胀问题不易解决。


高温热旋风筒分离器前后膨胀节是长期运行的隐患,分离器内运行结焦不易控制。高温热旋风筒分离器烟煤和无烟煤不能通用。烟气速度高、尾部烟道有磨损。炉渣中硅铝比2SiO2/Al2O3偏大(>1.18%),易使煤灰熔化温度下降,导致结焦。


首次启动时,所采用的床料(河砂)颗粒偏粗,且K2O含量偏大(>3%),易引起结焦。由于燃用的是当地小窑煤,挥发份低,热值低,固定碳高,且炉内局部出现过低温区域,易导致煤粉未完全燃烧现象的发生,烧结成焦块,这是引起第二次结焦的原因之一。


从测得的煤灰熔隔特性数据、运行参数及焦块性质分析可发现:除个别区域外,炉膛大部分区域的床温均小于灰渣变形温度DT和软化温度ST ,且焦块中嵌有未烧结的颗粒,因此,3号炉第二次结焦性质可归结为低温结焦[2],即只是由于局部超温并进行低温烧结而引发的。瞬间给煤量增多,且烧得不完全,则易引起结焦。


对于不同类型的CFB炉对灰的要求即:灰量、灰的浓度梯度、灰的颗粒特性不是不同的,而对每台CFB炉,在各负荷下对灰的“要求”也有所不同。灰平衡,简单地说就是炉内灰与锅炉负荷的平衡。灰平衡的概念包括三个含义:


灰量与锅炉的负荷的平衡;


灰的浓度梯度与负荷之间的平衡;


灰的颗粒特性与负荷的平衡。


上述三个含义,缺一不可。对于CFB炉,每一负荷工况下,均对应着一定的灰量,炉内灰量的减少和增加,必然影响炉内灰的浓度,从而影响物料的传热系数,即影响锅炉的负荷;如果仅仅灰量与负荷达到了平衡,但灰在炉内浓度的分布(梯度)不合理。如:大多聚集在炉内的下部或上部或某一处,而其它部位的灰量很小,也必然影响炉内温度场的均匀和热量的平衡。


另外,既使上述两个条件满足,但灰的颗粒特性达不到设计要求(或者说锅炉本身的要求)也很难实现负荷的稳定调整。反过来说,在灰的颗粒与特性与负荷不平衡的条件下达到灰量和浓度的分布的平衡是很难的,有时是不可能的,如果仅仅用改变一、二次风比的方法来调整灰的浓度分布,必然影响炉内的动力特性。另外,不容忽视的是灰的颗粒大小对炉内传热系数也有一定的影响。

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