1引言

 

　　GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》实施后，部分企业锅炉烟气排放达标存在较大环保压力。某公司6t/h燃煤锅炉采用多管陶瓷旋风除尘，笔者结合该公司锅炉除尘设施、烟管状况和运行情况，对制约旋风除尘器除尘影响因素进行分析，并提出解决对策，以确保达标排放。

 

　　2除尘工艺介绍

 

　　某公司锅炉为6t/h链条炉排燃煤锅炉，采用XTD-6多管陶瓷除尘器进行烟气除尘，每班收尘约50kg，全天收尘约150kg，收尘效果一般；受场地影响烟管弯道较多，呈“L”型，多管除尘器紧邻斜坡烟道，后为麻石水膜除尘器，可进行第二次除尘作业，但主要除尘依靠多管陶瓷除尘。

 

　　多管旋风除尘器由多个旋风子并联组成，其原理为含尘气体由总进气管进入气体分布室作旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。当含尘气流以15～25m/s的速度由进气管进入旋风除尘器时，气流将由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒呈螺旋形向下沿锥体流动。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将重度大于气体的尘粒甩向器壁，沿壁面下落到底部排出。

 

　　3工艺存在问题

 

　　GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》实施后，烟尘排放浓度由原来的200mg/m3降为80mg/m3，烟尘排放达标压力较大，一是受供汽需求影响，锅炉工况不是很稳定，监测时发现，烟气流紊流较多，且极不稳定；二是该除尘器顶部未设置手掏口，当发生堵塞时，需对顶板进行整体拆除，清灰、检查较为不便；三是公司在燃煤采购时重点考虑价格及硫份，对煤质灰分考虑较少，近三年燃煤灰分在12%～35%之间，造成燃煤灰分波动较大。

 

　　4原因分析

 

　　在旋风除尘器已安装情况下，除尘效率关键在于设备的运行状况，包括烟气流速、设备漏风、积灰严重或堵塞、氧化量过高等几个方面。

 

　　4.1烟气流速

 

　　引风机的进气量决定除尘器的进气口气量，气流速度与进气口气量成正比。根据旋风除尘原理，提高进风口气流速度，可增大除尘器内气流的切向速度，使粉尘受到的离心力增加，提高除尘效率，同时，也可提高处理含尘风量，但进风口气流速度提高，径向和轴向速度也随之增大，紊流的影响也增大。当超过旋风除尘器临界进风口气流速度后，紊流的影响比分离作用增加更快，使部分已分离的粉尘重新被带走，影响除尘效果。

 

　　另外进风口气流增加，除尘阻力也急剧上升，压损增加，电耗增加，且烟气中氧化量增加，影响烟尘折算浓度，当氧化量过大时，会造成烟尘浓度虽实测浓度虽低，但折算后仍然超标。另外，烟气流速要相对固定，即引风机流量要保持相对稳定，否者会造成烟气紊流增加，影响除尘效果。

 

　　4.2设备漏风

 

　　除尘器的漏风对净化效率有显著影响，尤其以除尘器的排灰口的漏风最为严重。旋风除尘器漏风部位有：除尘器进出口连接法兰处、除尘器本体、除尘器卸灰装置。

 

　　旋风除尘器工作时，底部的沉降室和中心为负压，底部漏风与否是影响除尘效果的关键因素，据测算，旋风除尘器灰斗或卸灰阀漏风达5%，除尘效率可下降50%，当底部漏风达10%，除尘效果几乎为零。因此，必须保持旋风除尘器线管的气密性，不允许有漏风（正压操作时）和吸风现象（负压操作时）。当工况正常时收不下灰，且排除是旋风除尘器堵塞，用手摸旋风除尘器灰斗，感觉不烫时，极有可能是旋风除尘器漏风。

 

　　4.3积灰或堵塞

 

　　旋风除尘器的堵塞和积灰主要发生在排尘口附近，其次发生在进排气的管道里。引起排尘口堵塞的原因是：

 

　　①大块物料或杂物滞留在排尘口形成障碍物，之后其他粉尘在周围堆积，形成堵塞。

 

　　②灰斗内灰尘堆积过多，不能及时顺畅排出。

 

　　③多管除尘器的旋风罐口径往往较小，容易造成堵灰，且不易清理，久而久之容易造成堵塞；

 

　　④烟气含湿量过大，烟尘容易附着在除尘器上，造成积灰甚至堵塞。

 

　　因为除尘器压力损失的大小和内部气流强弱有直接关系，故可依靠测定压力损失来检查工作状态正常与否。旋风除尘器一旦发生堵塞，直接造成烟气排除受阻，影响锅炉燃烧。该公司由于除尘器紧邻斜坡烟道，为加强除尘效果，在斜坡烟道上入口处安装有循环水管进行喷淋，由于喷淋水压较大，造成除尘器出气口含湿量增加，含水分较高的烟尘附着在除尘口，造成除尘器堵塞，影响除尘及锅炉运行。

 

　　4.4氧化量过高

 

　　根据GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》折算公式为：ρ=ρ′×（21-φ（O2））/（21-φ′（O2）），而燃煤锅炉基准氧化量为9，即折算浓度ρ=实测浓度ρ′×12/（21-φ′（O2））。影响烟气氧量的原因主要有：①鼓、引风量过大；②燃料和空气接触不够，燃烧不彻底。③炉膛密封不严密。公司实测发现锅炉氧含量在13%～15%之间，说明氧含量过高，锅炉鼓入空气过多，造成折算浓度偏大，进一步加大环保压力。

 

　　5.1合理控制锅炉引风及工况

 

　　综合考虑除尘效果和运行成本，进口的气流速度控制在12～20m/s之间，最大不超过25m/s，一般选15m/s为宜。气流速度，可通过引风量来控制。公司锅炉引风机型号为GY6-18-11D，Q=12000m3/h，P=3099Pa，45kW功率为12000，经实际监测，当引风量在850～980之间时，烟尘监测浓度在15mg/m3～40mg/m3，折算浓度在25mg/m3～70mg/m3范围内，符合GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》烟尘排放浓度小于80mg/m3限制。

 

　　确保锅炉工况稳定，①气流控制在15m/s左右，并保持稳定，以减少紊流产生；②锅炉负荷控制在约80%，不可超负荷，过低也不行；③控制好炉排走速，均匀加煤，使燃烧均匀；④控制好锅炉氧化量，适当调低引风风量，防止氧化量过大，影响烟尘折算浓度。

 

　　5.2确保设备气密性，防止漏风

 

　　若锅炉正常运行，而除尘器收灰量减少，说明设备漏风或除尘器积灰严重，需进行检查维修。可带上普通帆布手套，直接用手去摸除尘器积灰斗外壳，如为常温说明设备漏风严重，若高于常温却不烫手，可能是由除尘器部分积灰堵塞；也可点只蚊香或香烟靠近除尘器外壳，缓慢移动，观察其烟气走向，如走向异常，说明有漏风点。当发现旋风除尘器漏风时，应及时对设备进行维修，防止漏风，并在除尘器的外壳刷一层红丹、二层耐腐漆或耐热漆。

 

　　防止旋风除尘器磨损的技术措施有：

 

　　①开启卸灰阀卸灰时，快速卸灰，防止过多的气体倒流入排尘口；关闭卸灰阀时要关严，甚至可在卸灰阀外再套一个编织袋，防止漏风。

 

　　②对除尘器进行恢复或维修时，尽可能减少焊接作业，除尘器壳体内部的尽量避免焊缝和接头，并对焊缝进行打磨磨平，以减少对粉尘圆周运动的影响，减少积尘积垢机率。

 

　　③法兰连接应仔细装配好，确保法兰垫平整。在灰尘冲击部位使用可以更换的抗磨板，或增加耐磨层。也可以用比较厚或优质的钢板制造除尘器的圆锥部分。

 

　　④除尘器壁面的切向速度和入口气流速度应当保持在临界范围以下。

 

　　5.3及时清灰，防止旋风除尘器堵塞

 

　　一是及时清灰，清灰时要掌握好灰斗出灰的时间间隔，一般不超过4h一次，以防止斗内积灰过多，影响除尘效果。放灰时必须先关闭引风机，出灰时，可使用橡皮锤轻轻敲击旋风筒，加快落灰，严禁使用锤敲打。还可结合锅炉运行情况，利用锅炉停产时间，拆除旋风除尘器顶板，对旋风除尘各旋风筒进行清灰处理，防止旋风筒堵塞。清理后，需对旋风除尘器进行恢复，并确保旋风除尘器的气密性，防止漏风。

 

　　二是增加手掏孔，方便除灰，可在排尘口上部易堵部位增加大小150cm×150cm手掏孔。手掏孔盖的法兰处应加垫片并涂密封膏，避免漏风。

 

　　5.4合理控制氧化量

 

　　根据氧含量的影响因素，可适当控制鼓引风，控制好炉排走速、加煤量和加煤频次，使燃烧充分，并检查锅炉炉膛个送风室的密闭情况，防止漏风。当链条炉排锅炉空气过量系数宜控制在1.5以下，即氧化量必须控制在13%以下，一般空气系数控制在1.3～1.5之间，即氧含量需控制在11%～13%之间，有利于实测浓度折算。

 

　　5.5采购使用优质煤

 

　　使用优质燃煤，采供燃煤时增加重燃煤灰份的控制，灰份不超过20%，从源头减少灰分的产生，并采用少量多次的加煤方式，使得炉内煤层较薄且均匀，尽量燃烧充分，减少大颗粒烟尘的产生。

 

 

　　为确保多管陶瓷除尘器的除尘效率，必须保证设备运行状况平稳，锅炉工况稳定，气流控制在15m/s左右，确保旋风除尘器的气密性，防止漏风，及时清灰，防止设备堵塞，并加强设备维护保养，烟气监测时进行适当调整，保障除尘效率，确保锅炉烟气达标排放。

 

　　参考文献：

 

　　[1]王纯，张殿印.离心式除尘设备[M].北京：化学工业出版社，2009.