锅炉除尘器积灰分析及解决方法

【摘要】通过对塔什店火电厂7号炉除尘器积灰原因分析、探讨，确定了治理方案，并于2000年实施治理，后来又进行了完善，使#7炉除尘器积灰问题得到了彻底解决，有效地避免积灰给机组带来的不利影响，保证机组长周期运行。
【关键词】除尘器、积灰、文丘里烟道、最优尺寸、扩张角、烟气流速、改造
一、前言
我厂#7锅炉除尘器为MCS-3400型麻石湿式除尘器，自安装运行后，内部积灰严重。积灰部位在除尘器进口、切向过渡段以及进入除尘器水膜处1/3段，形成积灰高度2米左右，且除尘器底部也形成了大量积灰。积灰问题破坏了除尘器筒内的动力场，除尘器阻力增大，引风出力下降，影响了锅炉的经济性。同时，大量积灰使清灰工作劳动强度加大。该问题已成为锅炉运行、检修的一个突出问题。经长观察、测量、分析，该除尘器每次积灰情况大致相同，而且无论如何调整水量，积灰情况也没有改变，检修人员对可能造成积灰的其它因素进行了多次查找、检修，积灰情况也未得到改善。最后，确定除尘器进口文丘里烟道尺寸误差过大，不符合最优尺寸，造成积灰问题。因此，我们着手对文丘里烟道出口（即除尘器主筒进口）尺寸进行了改造。
二、分析、计算及解决办法
下面是我厂矩形文氏烟道的俯视示意图，由渐缩管、喉部及渐扩管组成。含尘气流进入渐缩管，气流速度逐渐增加，在喉部气流速度最高，气流在渐扩管内速度逐渐降低，静压得到一定的恢复，所以流速的降使除尘器很容易积灰。未改造前文氏烟道各部分尺寸测量为：渐缩部分L1=1.8m A1=1.6m、渐缩段进口高度H1=2m；渐扩部分L2=4.2m、A2=1.0m，渐扩段高度H2=1.65m；喉部长度L0=0.05m，喉部宽度A0=0.5m，喉部高度H0=1.5m。从空气动力的角度分析，文氏管各部分尺寸存在最优尺寸的选择。所以必须对原文氏烟道各部分尺寸进行校核。
1、校核时，按锅炉满负荷单台文氏烟道处理烟气量情况进行，并以当量直径的方法计算。因喉部长度极短，可认为无喉部长度L0。实际测量喉部流速v0=48m/s，单台处理烟气量Q0=128304m3/h。喉部截面：0.5×1.5=0.75m2，当量直径Φ0=0.98m；渐缩段进口截面：A1 H1=1.6×2=3.2m2，当量直径Φ1=2.02m；渐扩段出口截面：A2 H2=1.0×1.7=1.7m2，当量直径Φ2=1.47m。所以，对文氏烟道最优尺寸校核情况如下：
（1）喉部当量直径 =
实测渐缩管扩张角 =30°，渐缩管的长度 按入口当量直径 及喉部当量直径 确定：
（2）
实测渐扩段的扩张角α2=10°，渐扩段烟道长度 根据出口直径 及喉部当量直径 确定：
（3）
2、从以上对文氏烟道的校核计算可以看到：渐缩段长度 为1.95m、喉部的尺寸当量直径 为0.977m，渐扩段烟道长度 为2.5m。而实测渐缩段长度L1=1.8m，喉部当量直径Φ0=0.98m，渐扩段长度L2=4.2m。所以，渐缩段、喉部实测尺寸与最优尺寸校核误差很小，能够满足最优尺寸的选择要求。渐扩段校核长度与实测长度相差1.4m，不能满足其最优尺寸的选择要求。为了满足文氏烟道渐扩段实测长度为最优尺寸，必须减小渐扩段出口尺寸，即减小渐扩段扩张角α2和出口当量直径Φ2，并换算为矩形烟道尺寸，其高度不变，只减小宽度值，以满足最优尺寸要求。具体减小数值 （扩张角）、 （出口当量直径）及渐扩段出口宽度 确定情况如下：
渐扩段扩张角一般取为 =6°--7°，根据渐扩段最优选择式，出口当量直径 可由扩张角 、喉部当量直径 及渐扩段长度L2确定。
=6°渐扩段出口当量直径： = 1.3m。
所以渐扩段出口截面应为：( /2)2π=(1.3/2)2×3.14=1.32m2。
以矩形文氏烟道渐扩部分出口高度不变条件下，计算其宽度 =1.32/1.7=0.776m。
因此，实测宽度为1m，其宽度差值为ΔA=0.224m。
3、根据以上分析、计算，在#7锅炉大修中，将除尘器文氏烟道渐扩部分出口处的宽度由原1000mm缩小为776mm。具体方法是从文氏烟内侧沿喉部至渐扩部分出口处缩小扩张角到6°，并确保出口宽度为776mm。缩口所使用的框架为100mm的扁铁，模板为厚度3mm的钢板。缩口框架、模板做好后，其内部浇灌混凝土形成一体，对解决#7炉除尘器积灰问题的改造完工。从改造的实质看：主要在于增大了文氏烟道渐扩部分出口处的烟气流速。改造后在同一工况满负荷状况下，渐扩部分出口处烟气流速27m/s，改造前该处的烟气流速为21m/s，提高了6m/s。从积灰状况看，未改造前渐扩部分出口处烟气流速低也是造成积灰的原因所在。
三、结束语
通过对#7锅炉除尘器的改造和完善，彻底解决的除尘器积灰严重问题。我们可以看到，从2000年改造后至今基本无积灰现象发生，除尘器内部空气动力场、除尘效果得到了良好的改善，除尘效率提高至94.9%，确保了#7锅炉长周期运行,同时也解决了除尘器内部大量挖灰的强体力劳动的问题。