除塵系統(tǒng)主要包括集氣罩、進(jìn)氣管道、除塵器、排氣管道、通風(fēng)機(jī)、電機(jī)、卸塵裝置、粉塵處理與回收系統(tǒng)及其附屬設(shè)施等。其工作原理是利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力，將含塵氣體經(jīng)抽風(fēng)管道送人除塵設(shè)備內(nèi)凈化，凈化后的氣體經(jīng)排氣管道由煙囪排出，回收的粉塵由排氣裝置排出。電機(jī)是為風(fēng)機(jī)提供電力來(lái)源的設(shè)備，其他設(shè)備為配套設(shè)施。

除塵系統(tǒng)管道內(nèi)氣體流速如何確定?
除塵器管道內(nèi)的氣體流速應(yīng)根據(jù)粉塵性質(zhì)確定。氣速太小，氣體中的粉塵易沉積，影響除塵器系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn);氣速太大，壓力損失會(huì)成平方增長(zhǎng)，加劇粉塵對(duì)管壁的磨損，使管道的使用壽命縮短。因此選擇合適的氣體流速對(duì)于管網(wǎng)系統(tǒng)的計(jì)算十分重要。
在工業(yè)生產(chǎn)中，管道內(nèi)各截面的氣速不等，氣體在管道內(nèi)的分布也不均勻，存在著渦流現(xiàn)象;同時(shí)，管道內(nèi)的氣體流速還應(yīng)滿足吹走風(fēng)機(jī)前次停轉(zhuǎn)時(shí)沉積于管道內(nèi)的粉塵。因此，一般實(shí)際采用的氣速比理論計(jì)算的氣速大2～4倍，甚至更大。
除塵器設(shè)備后的排氣管道內(nèi)氣速般一取8～12m/s。大型除塵系統(tǒng)采用磚或混凝土制管道時(shí)，管道內(nèi)的氣速常采用6～8m/s，垂直管道如煙囪出口氣速取10～20m/s。
含塵氣體在管道內(nèi)的速度也可采用下述的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法求得。
(1)在垂直管道內(nèi)，氣速應(yīng)大于管道內(nèi)粉塵粒子的懸浮速度，考慮到管道內(nèi)的氣流速度分布的不均勻性和能夠帶走貼近管壁的塵粒，管道內(nèi)的氣速應(yīng)為塵粒懸浮速度的1.3～1.7倍。對(duì)于管路比較復(fù)雜和管壁粗糙度較大的取上限，反之取下限。
(2)在水平管道內(nèi)，氣速應(yīng)按照能夠吹走沉積在管道底部的塵粒的條件來(lái)確定。
(3)傾斜管道內(nèi)的氣速，介于垂直管道和水平管道之間，傾斜角大者取小值，傾斜角小者取大值。
除塵管道直徑和氣體流量如何確定?
氣體流量可按下式計(jì)算。正如通風(fēng)工程的氣流量。
Q=3600×(πD2v/4)(圓形管道)
Q=3600ABv(矩形管道)
式中，Q為氣體流量，m3/h;D為圓形管道的內(nèi)徑，m;A、B為矩形管道的邊長(zhǎng)，m;v為管道內(nèi)的氣體流速，m/s。
由此可得管道直徑的計(jì)算公式如下:
D=(Q/2820v)1/2
為防止粉塵堵塞管道，在除塵系統(tǒng)中規(guī)定的管徑如表19所示。
表19 除塵系統(tǒng)管徑
旋風(fēng)除塵器(旋風(fēng)分離器)故障主要現(xiàn)象---
旋風(fēng)除塵器入口靜壓波動(dòng)大導(dǎo)致旋風(fēng)除塵器回料不連續(xù)，床壓、床溫出現(xiàn)大幅度的波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)破壞外循環(huán)，使尾部受熱面積灰嚴(yán)重，造成尾部煙道再燃燒，損壞空預(yù)器。
旋風(fēng)除塵器(旋風(fēng)分離器)故障主要原因
1)旋風(fēng)分離器回料不正常。旋風(fēng)分離器因灰位較高而影響了分離器的分離效果，從而使一定量未分離灰進(jìn)入煙道造成空預(yù)器積灰嚴(yán)重，引起旋風(fēng)除塵器入口靜壓波動(dòng)。
2)過(guò)高的循環(huán)倍率造成旋風(fēng)除塵器循環(huán)灰量過(guò)大，超出旋風(fēng)除塵器流通能力。
3)燃燒工況的突然改變破壞了旋風(fēng)除塵器的循環(huán)。
4)流化風(fēng)配比不恰當(dāng)，旋風(fēng)除塵器回料未完全流化。
旋風(fēng)除塵器(旋風(fēng)分離器)故障采取措施
1)發(fā)現(xiàn)回料不正常時(shí)，及時(shí)對(duì)旋風(fēng)分離器的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)降低鍋爐負(fù)荷;尾部煙道積灰嚴(yán)重時(shí)，加強(qiáng)對(duì)其吹灰(注意控制爐膛負(fù)壓)，必要時(shí)采用從事故放灰口放灰。
2)適當(dāng)降低冷渣器用風(fēng)，適當(dāng)提高二次風(fēng)量的比例，降低燃燒風(fēng)量，保證爐內(nèi)的燃料和床料在爐內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，即增加內(nèi)循環(huán)的時(shí)間和數(shù)量，降低旋風(fēng)分離器的物料比例。
3)在燃燒工況突然改變導(dǎo)致循環(huán)被破壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整鍋爐運(yùn)行參數(shù)建立新的平衡。
4)加強(qiáng)對(duì)旋風(fēng)除塵器風(fēng)量配比的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，尋找旋風(fēng)除塵器各部分優(yōu)化參數(shù),選擇合適流化風(fēng)量和松動(dòng) 風(fēng)，建議在風(fēng)量調(diào)定且回料正常時(shí)，不宜對(duì)該風(fēng)量做隨意變更。
料層差壓不能控制的過(guò)于低。
當(dāng)料層過(guò)于薄時(shí)，一次風(fēng)量也比較大的時(shí)候，一次風(fēng)所形成的向上托力大大的大于了料層的重力(也就是對(duì)一次風(fēng)的阻力)，那么爐內(nèi)物料將被氣流帶走，形成了氣力輸送，就象倉(cāng)泵輸灰一樣，那么此時(shí)鍋爐運(yùn)行是非常危險(xiǎn)的，大量的一次風(fēng)都從爐膛內(nèi)吹走了(料層對(duì)一次風(fēng)阻力大大的減小了)。
返料風(fēng)所需的一次風(fēng)大量減少，爐膛上部灰濃度大量增加，分離器收集的返料灰增加，返料器所返的灰增加、返料風(fēng)卻減小，將直接引起返料器堵灰，停止返料并有可能返料器內(nèi)部結(jié)焦。煤粒加入爐膛后，由于一次風(fēng)氣力輸送作用被吹到爐膛出口，由旋風(fēng)分離器收集而進(jìn)入返料器中，進(jìn)行燃燒，引起返料器內(nèi)部高溫結(jié)焦。在通過(guò)冷渣機(jī)控制料層時(shí)，應(yīng)盡量保持平穩(wěn)增減，避免料層的過(guò)薄過(guò)厚，都將不利于鍋爐的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。
旋風(fēng)分離器不改變結(jié)構(gòu)，提高收集效率，只能依靠入口煙速提高和煙氣含灰量提高。旋風(fēng)分離器提高了收集效率，可以捕捉到更多的細(xì)灰進(jìn)入返料器，由返料器返入爐內(nèi)平仰床溫。
該爐的分離器是采用高溫絕熱旋風(fēng)分離器，左右側(cè)各一只。旋風(fēng)分離器的收集效率直接影響著收集的返料灰的多少，影響著鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。旋風(fēng)分離器可以滿足鍋爐的運(yùn)行，但我們也認(rèn)為二只分離器效率不一樣，由于床溫?zé)犭娕家巡粶?zhǔn)確，我們已無(wú)法分辨出那一側(cè)的溫度高和低，但二只分離器中心筒出口溫度，也就是高溫過(guò)熱器前煙溫始終存在差異，左側(cè)高過(guò)前煙溫高于右側(cè)高過(guò)前煙溫50℃左右，左側(cè)低過(guò)前煙溫高于右側(cè)低過(guò)前煙溫20℃左右，左側(cè)省煤器前煙溫高于右側(cè)省煤器前煙溫十幾度，直到排煙溫度左右差不多，煙道內(nèi)左側(cè)煙溫普通高于右側(cè)煙溫，為什么?這個(gè)問(wèn)題我們時(shí)常在思考，有個(gè)不成熟的想法：認(rèn)為左側(cè)分離器效率低于右側(cè)分離器效率，左側(cè)旋風(fēng)分離器分離不徹底，使得一些高溫細(xì)灰排至煙道內(nèi)，至使左側(cè)煙溫高。
該U型自平衡返料器，我有個(gè)疑問(wèn)，兩側(cè)的返料風(fēng)室總是相差0. 7 kpa ~0.8 kpa左右,是熱工儀表誤差，還是真的存在風(fēng)室風(fēng)壓差，返料風(fēng)有大小?我們爭(zhēng)取在以后停爐檢查中弄明白這個(gè)問(wèn)題。
旋風(fēng)分離器漏風(fēng)
旋風(fēng)分離器內(nèi)氣流高速旋轉(zhuǎn)，使飛灰及物料從煙氣中分離出來(lái)。分離器漏風(fēng)破壞了分離器內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，使分離器效率降低，旋風(fēng)分離器出口飛灰濃度增大，尾部豎井磨損增大。消除分離器漏風(fēng)的關(guān)鍵在于：
(1) 分離器外護(hù)板焊縫嚴(yán)密，爐墻砌筑磚縫不透風(fēng);
(2) 料腿觀測(cè)窗密封嚴(yán)密。
解決結(jié)焦關(guān)，穩(wěn)定運(yùn)行周期
提高熱電廠的經(jīng)濟(jì)效益，離不開(kāi)鍋爐的穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行。返料器結(jié)焦是流化床鍋爐經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題，鍋爐一旦出現(xiàn)結(jié)焦，輕則降負(fù)荷運(yùn)行，重則停爐清理，少則一二天，多則一星期。
我廠流化床鍋爐運(yùn)行的初期，即從98年3月到9月份期間返料器結(jié)焦達(dá)高達(dá)8次之多，給我廠造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。
經(jīng)過(guò)多次的觀察、分析和研究，終于摸清了結(jié)焦的原因：一是返料風(fēng)量不足，造成返料不暢;二是煤中的細(xì)粉末過(guò)多，在燃燒過(guò)程中，大量的細(xì)煤末未經(jīng)燃燒進(jìn)入返料器中，在返料器中二次燃燒，造成高溫結(jié)焦;三是煤種變化太大，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和調(diào)整。
針對(duì)這一狀況，我們采取下列措施：
(1)加大返料風(fēng)管的直徑，增加返料風(fēng)量，返料風(fēng)管由原來(lái)Φ89mm更換成Φ133mm;同時(shí)將原設(shè)計(jì)150度的返料熱風(fēng)改造成自然冷風(fēng)，降低了返料器內(nèi)溫度，解決了返料器結(jié)焦的根本問(wèn) 題。
(2)穩(wěn)定入爐煤種，改變?nèi)剂系念w粒配比，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)煤種和粒度要求配煤，降低細(xì)煤顆粒所占的比例。保持較理想的粒度級(jí)配，使?fàn)t內(nèi)有均勻的溫度場(chǎng)。
上述改造完成投入運(yùn)行后，再?zèng)]出現(xiàn)因返料器結(jié)焦造成停爐的現(xiàn)象，從而保證了鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。
旋風(fēng)分離器的工作效率不是很高，返料灰量較少
由于采用的是高溫旋風(fēng)分離器，其進(jìn)口尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)直接影著分離器的運(yùn)行效率，經(jīng)仔檢查，發(fā)現(xiàn)其進(jìn)口截面尺寸是930×2500mm，設(shè)計(jì)值是890×2400mm，進(jìn)口截面的增大，使煙氣流速降低，分離器效率降低，物料循環(huán)灰量大大減少，破壞了爐膛內(nèi)的物料平衡，爐膛內(nèi)的縱向溫差達(dá)150℃，直接影響鍋爐的出力。
針對(duì)這種情況，我們采取了一些補(bǔ)救措施：一是增加了旋風(fēng)分離器內(nèi)中心筒的高度，在中心筒下方加寬為100mm的耐熱鋼板，提高了收塵效率;二是在中心筒內(nèi)加8塊擾流板，增加一個(gè)二級(jí)分離器，增大循環(huán)灰量。
循環(huán)流化床鍋爐物料循環(huán)量的大小受燃燒粒度、燃燒成灰特性、燃燒室的風(fēng)速、排灰系統(tǒng)的設(shè)置、分離器的分級(jí)分離效率、物料回送系統(tǒng)的性能、床料層厚度等諸多因素影響，同時(shí)也受回灰溫度的制約。
高溫?zé)嵝L(fēng)筒分離器國(guó)內(nèi)以濟(jì)南鍋爐廠為代表，國(guó)外以德國(guó)的Lurgi公司和芬蘭的Ahlstrom公司為代表。其入口煙溫在850℃左右，優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，鍋爐燃燒效率高;缺點(diǎn)是體積龐大，密封和膨脹系統(tǒng)復(fù)雜、內(nèi)襯厚、耐火材料及砌筑要求高、耐火材料用量大、費(fèi)用高、啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)行中易出現(xiàn)故障。在燃用可燃性較強(qiáng)的煤種時(shí)，旋風(fēng)筒內(nèi)溫度可能比爐膛溫度更高，易引起旋風(fēng)筒內(nèi)超溫而結(jié)焦等。這樣就使得分離器內(nèi)防磨材料磨損及啟動(dòng)熱膨脹問(wèn)題不易解決。
高溫?zé)嵝L(fēng)筒分離器前后膨脹節(jié)是長(zhǎng)期運(yùn)行的隱患，分離器內(nèi)運(yùn)行結(jié)焦不易控制。高溫?zé)嵝L(fēng)筒分離器煙煤和無(wú)煙煤不能通用。煙氣速度高、尾部煙道有磨損。爐渣中硅鋁比2SiO2/Al2O3偏大(>1.18%)，易使煤灰熔化溫度下降，導(dǎo)致結(jié)焦。
首次啟動(dòng)時(shí)，所采用的床料(河砂)顆粒偏粗，且K2O含量偏大(>3%)，易引起結(jié)焦。由于燃用的是當(dāng)?shù)匦「G煤，揮發(fā)份低，熱值低，固定碳高，且爐內(nèi)局部出現(xiàn)過(guò)低溫區(qū)域，易導(dǎo)致煤粉未完全燃燒現(xiàn)象的發(fā)生，燒結(jié)成焦塊，這是引起第二次結(jié)焦的原因之一。
從測(cè)得的煤灰熔隔特性數(shù)據(jù)、運(yùn)行參數(shù)及焦塊性質(zhì)分析可發(fā)現(xiàn)：除個(gè)別區(qū)域外，爐膛大部分區(qū)域的床溫均小于灰渣變形溫度DT和軟化溫度ST ，且焦塊中嵌有未燒結(jié)的顆粒，因此，3號(hào)爐第二次結(jié)焦性質(zhì)可歸結(jié)為低溫結(jié)焦[2]，即只是由于局部超溫并進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)而引發(fā)的。瞬間給煤量增多，且燒得不完全，則易引起結(jié)焦。
對(duì)于不同類型的CFB爐對(duì)灰的要求即：灰量、灰的濃度梯度、灰的顆粒特性不是不同的，而對(duì)每臺(tái)CFB爐，在各負(fù)荷下對(duì)灰的“要求”也有所不同?；移胶?，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是爐內(nèi)灰與鍋爐負(fù)荷的平衡?；移胶獾母拍畎ㄈ齻€(gè)含義：
灰量與鍋爐的負(fù)荷的平衡;
灰的濃度梯度與負(fù)荷之間的平衡;
灰的顆粒特性與負(fù)荷的平衡。
上述三個(gè)含義，缺一不可。對(duì)于CFB爐，每一負(fù)荷工況下，均對(duì)應(yīng)著一定的灰量，爐內(nèi)灰量的減少和增加，必然影響爐內(nèi)灰的濃度，從而影響物料的傳熱系數(shù)，即影響鍋爐的負(fù)荷;如果僅僅灰量與負(fù)荷達(dá)到了平衡，但灰在爐內(nèi)濃度的分布(梯度)不合理。如：大多聚集在爐內(nèi)的下部或上部或某一處，而其它部位的灰量很小，也必然影響爐內(nèi)溫度場(chǎng)的均勻和熱量的平衡。
另外，既使上述兩個(gè)條件滿足，但灰的顆粒特性達(dá)不到設(shè)計(jì)要求(或者說(shuō)鍋爐本身的要求)也很難實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的穩(wěn)定調(diào)整。反過(guò)來(lái)說(shuō)，在灰的顆粒與特性與負(fù)荷不平衡的條件下達(dá)到灰量和濃度的分布的平衡是很難的，有時(shí)是不可能的，如果僅僅用改變一、二次風(fēng)比的方法來(lái)調(diào)整灰的濃度分布，必然影響爐內(nèi)的動(dòng)力特性。另外，不容忽視的是灰的顆粒大小對(duì)爐內(nèi)傳熱系數(shù)也有一定的影響。