循环流化床锅炉所配电除尘器的技术保证措施及应用
来源：浙江东方环保设备公司 阅读：2308 更新时间：2013-02-19 16:52一、概述
流化床锅炉由于具有燃煤适应性强、燃烧效率高，可达98-99%、负荷调节比大、运行操作方便、炉内喷钙脱硫率高达90%以上等特点，特别适用于中、小型机组，热电厂和调峰机组，根据近几年国内成功的应用实例，将会获得大力推广。
流化床锅炉在燃烧过程中进行脱硫，通常使用的脱硫剂有石灰石（CaCO3）和白云石（CaCO3.MgCO3），把石灰石破碎至2-3mm的粒径，投入流化床内，石灰石受热分解产生CaO，CaO与烟气中的SO2结合成CaSO4,从而具有烟气脱硫的作用。脱硫所生成的CaSO4随灰分排出，这些排除物由电除尘器进行收集。
在氧化性气氛中，这一脱硫反应为：
CaCO3=CaO+CO2-0.1794×106KJ/Kg 吸热反应
CaO+SO2+1/2CO2=CaSO4+0.502×106KJ/Kg 放热反应
脱硫反应速度决定于CaO的生成速度，由于吸热反应速度缓慢，放热反应速度迅速，所以CaO的生成速度比CaSO4的生成速度要缓慢。因此，一旦生成CaO就会很快转变成CaSO4，但从单位钙而言，CaSO4体积大于CaCO3的体积，从而CaO表面的细化就很容易被CaSO4所覆盖，CaO失去为反应所必需的多孔性表面。因此，如果要达到较高的脱硫率，应投入比化学剂多得多的石灰石。在常规的流化床锅炉中ca/s比为2-3范围内。另一方面要提高脱硫率，最好使石灰石的粒径减小，使反应的表面积增加，但当粒径过小时，带出量增大，影响脱硫率。如果把带出的脱硫剂回收循环使用，可使脱硫剂利用率和脱硫率上升。采用循环流化床，可使脱硫效率提高且钙硫比可以降低。综上所述，硫化床锅炉给烟气和粉尘带来的特点是：
1、 烟气含尘量增加。一般煤粉炉的烟气含尘浓度约为20-30g/Nm3但使用流化床锅炉，其含尘量约在60g/Nm3以上,甚至可高达80 g/Nm3，容易产生电晕封闭。
2、由于炉内掺钙脱硫，较大幅度降低了烟气中的SO2的含量，并使粉尘中金属氧化物含量下降，烟尘中钙的化合物含量大量增加，如CaSO3、CaSO4、及 Ca(OH)2，这些成分使粉尘的比电阻值增高，约可达1012-1013Ω·cm，易发生反电晕现象。
3、 因氧化钙与硫酸钙的生成速度不一，从而使CaO表面很容易被CaSO4覆盖，因此使一部分粉尘的中性粒径变大。
4、 灰尘的粘性较大，细粉尘多容易造成阳极板和阴极线沾灰严重，不易振打脱落。
二、电除尘器的技术保证措施对于以上情况的分析
针对流化床锅炉对电除尘器的除尘机理和粉尘特性所带来的影响，本公司在选型设计与结构设计采取了以下一些技术措施，以确保电除尘器的效率、寿命及可靠性。
1、做好电除尘器的选型设计，合理选定驱进速度值，虽然多依奇推导效率公式过程中，作出了一些与实际情况有较大出入的假设，但至今仍然是电除尘器设计中的一项基本公式。它所表达的驱进速度值的物理意义，不仅反映尘粒向极板运动的速度，而是包括诸如二次扬尘、气流分布、电气条件、本体结构以及其它影响电除尘性能的各种因素的总和。本公司吸收国内外的选型技术，结合实际经验，根据用户所提供的烟气性质、粉尘特点和环保要求计算机选型来选定电除尘器的主要工艺参数Wk（驱进速度）和Vs（电场风速）以及f（比集尘面积）等。
2、烟气流速决定了电除尘器的截面积大小，对于一定的收尘面积，提高电场风速，除尘效率则有所降低。由于流化床锅炉的烟气含尘浓度较大，且粉尘的中性粒径变粗，因此，不宜选择过大的电场风速，据经验一般选0.7m/s上下较为合适。
3、电除尘器同极间距，影响电场电压的强弱。常规电除尘器的同极间距一般为250-300mm,根据国内外许多专家从不同角度进行试验，在电除尘器设计中，认为400mm间距可以获得比300mm间距有更高的除尘效率。因为当400mm间距时，板电流密度分布更加均匀，阳极板的有效利用率得到提高，同时扼止了极板上电流密度过于集中的局部地方产生反电晕的可能，使二者都促进了除尘效率的提高，另外运行电压的提高，增加了极板间的电场强度，可增大驱进速度值，促进了除尘效率的保证。流化床锅炉的烟气由于含尘浓度较高，粉尘比电阻值增大，一方面扼止了反电晕的产生，需要有较高的电场强度，另一方面为防止电晕闭塞，又需要获得较大的电晕电流，为此二者综合,选定同极间距400mm较为适宜，在实际的应用中也得到了证实。
4、选用新RS管型芒刺线配480C型阳极板。本公司根据国外RS芒刺线的基础上研制成功的新RS管型芒刺线，它主要依靠芒刺根部和尖端放电，有十分强裂的电风，不仅保证在运行中不断线，而且可获得较大的电晕电流，尤其重要的是它在阳极板上产生的电晕电流分布又较均匀，其相对均方根差较小，在相同的试验条件下，RS线为0.516，而新型RS管型芒刺线为0.245，这对流化床锅炉的烟尘处理中，扼止在高浓度条件下产生电晕封闭，其效果是十分明显的。
5、采用独特设计的进口气流分布板。气流分布的均匀程度，直接关系到除尘效率，特别是在高粉尘浓度、高比电阻及高除尘效率的要求下，气流分布的均匀程度显得尤为重要。为了使流入电场含尘气体均匀经过电场，在电场入口处前装有进口气流分布板，一般厂家采用的大多为纯阻流型气流分布板，这种气流分布板在调整时，需通过开孔或补孔，调整困难，且流体阻力大，磨损严重，气流分布均匀往往达不到设计要求。本公司采用阻流加导流型的气流分布板，开孔直径将原来的 φ35增加至φ85，开孔率由25%增到45%，大大减少了流体阻力，且不会堵孔。流体通过导流板悬挂位置调整，调整十分方便。而且多孔板两边设置有导流作用的折边，大大地增加了气流分布板刚性，即使在相当强的涡流作用下，也决不会像一般平板那样产生撕裂。在适当部位又加设三角形导流板，不仅保证气流分布的均匀性，而且它类似于百叶窗式机械除尘器，可以对进入电除尘的烟气进行粗除尘，其除尘效率是相当明显的。除下的灰尘，通过进口封头下底板落入第一电场的灰斗内，这对流化床锅炉产生高浓度粗颗粒粉尘的工况是非常重要的。
6、出口封头中设置槽形板，增加对二次粉尘及细粉尘的捕集。末电场粉尘特点是颗粒细、粘性大，大部分都在5μm以下，烟温低，比电场烟温降低了3-5℃，粉尘本身荷有负电，清灰困难，在出口封头大端设置槽形板（迷宫型）是捕集细颗粒粉尘的有效措施。由于粉尘自身荷电撞击槽形板时，使粉尘凝聚成大颗粒被得到收集，这也是在电场有效空间内改善除尘效率的一项有用措施。
7、由于流化床锅炉的粉尘粘度、粒度有别于常规锅炉，同一除尘器不同电场粉尘性质又不一致的这一特点，在振打传动及机构设计应考虑温度、粉尘条件下可活动零件的磨损，安装施工中的误差所引起的影响。同时确定合适的振打加速度及合理的振打制度，这些通过实体试验，予以调整，既能保持在运行中有效清灰，又不使振打力过大而引起二次飞扬，以获得最佳的清灰效果。
8、设计可靠的保温结构，最大限度的减少在电除尘器内烟气的温降，确保烟气温度高于露点温度，保证积灰的流动性。同时，控制壳体的漏风率，因为，漏入的冷风会使局部区域的温度降低到结露粘灰，而电除尘器壳体的漏风点主要发生在壳体安装施工过程中的漏焊点，这应在安装中进行控制消除。另外大量的漏风发生在除尘器结构穿过壳体的孔和洞，如振打轴穿孔、吊挂孔、人孔门等。本公司采用了硅橡胶玻纤密封条对所有穿孔和门进行密封，并且采用双层人孔门。实践证明，这一措施效果明显，一般漏风率可控制在2.5%。
9、 绝缘子引入热风吹扫，保证绝缘子表面清洁，防止绝缘子结灰产生爬电击穿，从而保证电除尘器安全可靠运行。
10、保证灰斗畅通，确保输灰系统正常工作，由于循环流化床锅炉燃烧特点，以及烟气粉尘具有粘性。为保证灰斗卸灰畅通，在灰斗设计中，灰斗倾角大于60°，且在转角处设置圆弧板，消灭死角，并对灰斗进行良好的保温，保证灰斗中结灰温度在烟气露点以上20℃左右，同时，在灰斗下部约三分之一左右的小灰斗做成双层结构，中间加热，利用空气介质进行热传导，具有很好的加热效果，使灰具有良好的流动性。
11、在高压电源的控制功能中设置了反电晕检测功能。当粉尘比电阻较高时，特别是除尘器的极板造成电流强度不均匀，此时局部反电晕发生，当反电晕现象产生时，伏安特性曲线将上翘并斜率反转。检测反电晕实际上是检测除尘器的动态，由此可探知极板积灰状态，当检测到有反电晕发生时，可测知极板积灰状态，输出振打指令，即时启动振打。由于流化床锅炉启动时，其指令同时输入高压主控器，进行降压供电，降低静电吸附力，以提高振打清灰效果。高压电源控制具有多种控制功能，除了火花跟踪控制、火花极线控制、峰值跟踪控制，还有间歇供电控制、工频脉冲供电控制功能。其中间歇供电控制和工频脉冲供电控制对克服反电晕也有一定效果。
