(1)燃用煤的工業(yè)分析煤的化學(xué)成分決定了煤的常規(guī)特性，可以作為分析煤的著火、燃燒性質(zhì)和對鍋爐工作影響的依據(jù)。在分析煤的常規(guī)特性對鍋爐工作的影響時，通常依據(jù)工業(yè)分析結(jié)果，主要包括煤的揮發(fā)分、水分、硫分以及灰渣熔融性等幾個方面。
煤的揮發(fā)分由各種硫氫化合物和一氧化碳等可燃?xì)怏w、二氧化碳和氮等不可燃?xì)怏w以及少量的氧氣所組成。揮發(fā)分是煤的重要成分特性，它可作為煤分類的主要依據(jù)，對煤的著火、燃燒有很大的影響。不同揮發(fā)分煤種的發(fā)熱量差別很大，從17000kJ／kg到71000kJ／kg。
燃煤中水分含量對鍋爐運(yùn)行的影響也很大。煤中水分吸熱變成水蒸氣并隨煙氣排出爐外，增加煙氣量而使排煙熱損失增大，降低鍋爐熱效率，同時使引風(fēng)機(jī)電耗增大，也為低溫受熱面的積灰、腐蝕創(chuàng)造了條件。
灰分是燃煤中的有害成分?；曳趾吭黾樱褐械目扇汲煞直阆鄬p少，降低了發(fā)熱量，而且還由排渣帶走大量的物理顯熱?；曳侄啵仩t燃燒也不穩(wěn)定，灰粒隨煙氣流過受熱面，流速高時會磨損受熱面；流速低時將導(dǎo)致受熱面積灰，降低傳熱效果，并使排煙溫度升高?；曳质秋w灰的主要來源。大中型燃煤鍋爐都采用煤粉懸浮燃燒方式，煤中灰分的85％～90％成為飛灰。小型的熱電廠通常采用層燃方式的鏈條爐，煤中的灰分有20％成為飛灰。
燃煤中的可燃硫在燃煤過程中會被氧化成SO2和少量的SO3。硫酸鹽也會受熱分解出數(shù)量更少的自由SO3。煙氣中的SO2對金屬的腐蝕和粘污一般沒有明顯的影響。SO3含量雖然很少，但易與煙氣中的水蒸氣化合生成硫酸蒸汽，將顯著提高煙氣的酸露點(diǎn)溫度，從而在低溫的金屬表面凝結(jié)，造成酸腐蝕和粘污。
發(fā)電廠用煤的質(zhì)量等級是根據(jù)對鍋爐設(shè)計(jì)、運(yùn)行等方面影響較大的煤質(zhì)常規(guī)特性制定的。這些特性包括干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf、干燥基灰分Ad、收到基水分Mar、干燥基硫分Sd和灰的軟化溫度ST等五項(xiàng)。全硫分Sar分為兩個等級。
表1是根據(jù)煤中硫分而劃分的等級。當(dāng)Sar<1％(**級)時，酸露點(diǎn)溫度較低；而當(dāng)Sar>3％(超過第二級)時，酸露點(diǎn)溫度急劇上升，容易使硫酸蒸汽凝結(jié)在低金屬面上造成腐蝕。我國煤種多屬于中硫煤，含硫量為0．5％～1．5％。
表1煤按硫分的質(zhì)量等級
| 符號 | Sar(％) | 符號 | Sar(％) |
| S1 | ≤1.0 | S2 | >1.0～3.0 |
1)煙氣成分：燃煤電廠煙氣的主要成分是N2、O2、CO2、SO2、NOx、水蒸氣等。另外還含有較少量的CO、SO3、H2、CH4和其他碳?xì)浠衔?CmHm)，可表示為：
φ(N2)+φ(O2)+ φ(CO2)+ φ(SO2)+ φ(H2O)+ φ(CO)+ φ(SO3)+ φ(NOx)+φ(H2)+φ(CH4)+ φ(∑CmHm)=100％
對于袋式除塵器來說，值得注意的是煙氣中的含氧量、SO3、水蒸氣(H2O)和NOx。過剩的含氧量在高溫F會導(dǎo)致某些濾袋材質(zhì)(例如PPS)的氧化。NO2是很強(qiáng)的氧化劑，并且能氧化大多數(shù)用于過濾的纖維，過高的NOx有時還會造成酸腐蝕。SO3易與水結(jié)合形成硫酸，一般情況下，燃煤中1％的含硫量相當(dāng)于煙氣中產(chǎn)生600×10-6SO2，而煙氣中一部分SO2與過剩的氧氣反應(yīng)生成SO3。當(dāng)鍋爐煙氣中SO3含量為0.001％時，煙氣的酸露點(diǎn)即可達(dá)到120—140℃。煙氣中SO3含量與酸露點(diǎn)溫度的關(guān)系見表2。
表2煙氣中SO3含量與酸露點(diǎn)溫度的關(guān)系
| 煙氣中SO3體積分?jǐn)?shù)(×10-6) | 煙氣酸露點(diǎn)溫度／℃ |
| 0.1 | 101．4 |
| 0.2 | 105．9 |
| 0.5 | 111．7 |
| 1 | 116．6 |
| 2 | 122．6 |
| 5 | 128．4 |
| 10 | 133．5 |
| 20 | 138．7 |
| 50 | 146．7 |
| 100 | 153．3 |
(3)飛灰成分和特性我國原煤資源豐富，煤種眾多，加上鍋爐的燃燒情況、技術(shù)條件的不同，導(dǎo)致飛灰的理化性質(zhì)差異較大。
飛灰的化學(xué)成分主要為SiO2、Al2O3，二者總量一般在60％，以上。另外還含有少量的Fe2O3、CaO、K2O、Na2O、MgO、TiO2、P2O5、SO3等。
我國煤灰的化學(xué)成分見表3。
表3我國煤灰化學(xué)成分分析
| 成分 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | K2O | Na2O | P2O5 | SO3 | TiO2 | MgO |
| 體積分?jǐn)?shù)(％) | 45～60 | 14～40 | 4～10 | 2～5 | O．5～2 | O.2～1 | <1 | 0.1～3 | ～1 | ～1 |
表4某電廠電除塵器入口煙道飛灰粒徑分布
| 粒徑／ηm | 0～5 | 5～10 | 10～20 | 20～30 | 30～40 | 40～50 | 50～60 | >60 |
| 組頻數(shù)／g | 11.9 | 16.6 | 22.8 | 13.1 | 8.2 | 5.1 | 3.9 | 13.4 |
| 組頻率(％) | 12.5 | 17.5 | 24.0 | 13.8 | 8.6 | 5.4 | 4.1 | 14.1 |
| 篩上累計(jì)分布率(％) | >O | >5 | >10 | >20 | >30 | >40 | >50 | >60 |
| 100 | 87.5 | 70.7 | 46.0 | 32.2 | 23.6 | 18.2 | 14.1 | |
| 篩下累計(jì)分布率(％) | <O | <5 | <10 | <20 | <30 | <40 | <50 | <60 |
| 0 | 12.5 | 29.3 | 54.0 | 67.8 | 76.2 | 81.8 | 85.9 | |
| 中位徑d50／ηm | 18.0 | |||||||
(1)燃煤電廠煙氣除塵裝置是電廠的主要生產(chǎn)設(shè)備之一發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、鍋爐和除塵設(shè)備(包括引風(fēng)機(jī))是燃煤電廠的4大主要設(shè)備。袋式除塵器既是環(huán)保設(shè)備，又是生產(chǎn)設(shè)備。
(2)袋式除塵器的工況易受鍋爐及其輔機(jī)工況的影響燃料的改變、鍋爐負(fù)荷的變化、運(yùn)行方式的改變、送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)開度的變化、省煤器的滲漏和爆管、空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)和堵塞等因素，都在不同程度上改變煙氣量、煙氣溫度、含氧量、氮氧化物含量、含濕量、含塵量和煙塵粒度，從而影響袋式除塵器的工況。
(3)袋式除塵器系統(tǒng)應(yīng)確保長期、安全、可靠地運(yùn)行袋式除塵器能否正常運(yùn)行，直接關(guān)系到燃煤電廠能否正常生產(chǎn)。袋式除塵器的濾袋破損，將加速引風(fēng)機(jī)的磨損。清灰系統(tǒng)不良或失效，會增加袋式除塵系統(tǒng)的阻力，減少鍋爐的出力，甚至造成爐膛的正樂：所以,袋式除塵系統(tǒng)一定要有可靠的安全保障措施，自控系統(tǒng)應(yīng)有完備的自動監(jiān)測、控制、故障診斷和緊急應(yīng)對功能，應(yīng)制訂嚴(yán)格的操作規(guī)程，落實(shí)操作、管理、維修的崗位責(zé)任制。
3．燃煤電廠袋式除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
1)袋式除塵系統(tǒng)配置及功能設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)爐型、容量、爐況、煤種、氣象條件、操作維護(hù)管理等具體情況確定。通常包括：袋式除塵器、清灰氣源及供氣系統(tǒng)、預(yù)涂灰裝置、卸灰和輸灰系統(tǒng)、電氣和自動控制系統(tǒng)及監(jiān)測系統(tǒng)、煙道及附件等。
2)對于容量較大、鍋爐不穩(wěn)定、煙氣溫度波動較大、故障頻繁的鍋爐機(jī)組，或鍋爐空氣預(yù)熱器采用老式的回轉(zhuǎn)型式，可根據(jù)需要設(shè)置緊急噴霧降溫系統(tǒng)和(或)旁路系統(tǒng)。旁路閥應(yīng)采用密封效果好的雙層密閉擋板門。緊急噴霧降溫裝置應(yīng)安裝在鍋爐出口煙道總管的直管段上，噴霧量和霧滴直徑應(yīng)能保證霧滴在進(jìn)入除塵器之前完全蒸發(fā)，并且應(yīng)有噴嘴的防堵措施。
3)在新項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，除塵專業(yè)應(yīng)向鍋爐專業(yè)提供袋式除塵系統(tǒng)(由空氣預(yù)熱器出口到引風(fēng)機(jī)人口)的阻力。若屬除塵系統(tǒng)改造項(xiàng)目，應(yīng)對原有的風(fēng)機(jī)、電機(jī)進(jìn)行能力的計(jì)算，并需要提出改造方案，或選配新的風(fēng)機(jī)和電機(jī)。
4)袋式除塵系統(tǒng)的風(fēng)量、阻力等參數(shù)應(yīng)按設(shè)計(jì)煤種下的鍋爐最大工況煙氣量來確定。袋式除塵器及其濾袋的選用和設(shè)計(jì)應(yīng)同時考慮最高溫度和**溫度的煙氣狀況，要特別注意脫硫后的低溫高濃度的煙氣條件。
5)袋式除塵器宜采用在線清灰，設(shè)備阻力宜控制在1000～1300Pa。脫硫系統(tǒng)袋式除塵器人口煙氣含塵濃度高，設(shè)備阻力可控制在1400～1800Pa。
6)袋式除塵器應(yīng)采用若干獨(dú)立的倉室并聯(lián)結(jié)構(gòu)。過濾倉室的進(jìn)、出口應(yīng)設(shè)可自動和手動操作的煙道擋板閥，漏風(fēng)率應(yīng)小于2％，進(jìn)口煙道擋板閥應(yīng)有防磨措施。煙道擋板閥應(yīng)設(shè)檢修門，檢修門應(yīng)具有保溫功能。
7)當(dāng)除塵系統(tǒng)設(shè)旁路煙道時，只能在鍋爐用燃油點(diǎn)火、煙溫異常、“四管”爆裂等特殊狀況下使用。旁路閥泄漏率應(yīng)為零，開啟時間應(yīng)小于30s。旁路煙道煙氣流速可按40～50m／s選取。應(yīng)防止旁路閥積灰堵塞。
8)對于改造項(xiàng)目的風(fēng)機(jī)選擇：一般情況下，袋式除塵器設(shè)備阻力可按1800Pa選??；有脫硫時，袋式除塵器設(shè)備阻力可按2100Pa選取。
9)電除塵器(或其他除塵器)改為袋式除塵器時，應(yīng)對原引風(fēng)機(jī)和電機(jī)的出力按新的風(fēng)量、全壓和功率進(jìn)行校核。必要時，應(yīng)對引風(fēng)機(jī)和電機(jī)進(jìn)行更換或改造。
4．工程實(shí)例
【常源機(jī)械實(shí)例】某電廠新建2×200Mw機(jī)組。
1)鍋爐參數(shù)
①鍋爐型式：超高壓、一次再熱自然循環(huán)煤粉鍋爐；
②最大連續(xù)蒸發(fā)量：6。70t／h；
③鍋爐燃煤量(BMCR工況)：設(shè)計(jì)煤種：100.512t／h；校核煤種：111.157t／h；
④空氣預(yù)熱器型式：三分倉容克式；設(shè)計(jì)空氣過剩系數(shù)(空預(yù)器出口)：1.45。
⑤專除灰型式：氣力干輸灰(正壓)；
⑥引風(fēng)機(jī)型式：雙吸離心式風(fēng)機(jī)；
⑦磨煤機(jī)型式：MPS170(39t／h)中速磨。
2)燃料
①原煤參數(shù)
設(shè)計(jì)煤種：煙煤(渤海灣老石旦煤礦、準(zhǔn)格爾煤田)。
校核煤種：煙煤(準(zhǔn)格爾小窯混煤)。
燃煤的工業(yè)分析、元素分析及灰分成份分析結(jié)果分別見表5、表6和表7。
表5燃煤工業(yè)分析
| 名稱 | 符號 | 設(shè)計(jì)煤種 | 校核煤種 |
| 分析基水分(％) | Mad | 2.21 | 4.02 |
| 收到基水分(％) | Mar | 9.68 | 8.87 |
| 收到基灰分(％) | Aar | 23.31 | 27.00 |
| 干燥無灰基揮發(fā)分(％) | Vdaf | 33.4～36 | 33.4～39.5 |
| 低位發(fā)熱量／(kJ／kg) | Qnet.ar | 21020 | 19007 |
| 名稱 | 符號 | 設(shè)計(jì)煤種 | 校核煤種 |
| 接收基碳(％) | Car | 55.42 | 50.33 |
| 接收基氫(％) | Har | 3.23 | 3.03 |
| 接收基氧(％) | Oar | 6.94 | 9.32 |
| 接收基氮(％) | Nar | 0.8 | 0.83 |
| 接收基硫(％) | Sar | 0.62 | 0.63 |
| 哈氏可磨系數(shù)(％) | HGI | 60 | 60 |
| 灰熔點(diǎn)／℃ | DT | >1500 | 1300 |
| ST | >1500 | 1400 | |
| Pr | >1500 | 1500 |
| 項(xiàng)目 | 符號 | 設(shè)計(jì)煤種 | 校核煤種 |
| 二氧化硅(％) | SiO2 | 42.83 | 47 |
| 三氧化二鋁(％) | A12O3 | 47.7l | 41.14 |
| 三氧化二鐵(％) | Fe2O3 | 4.12 | 4.02 |
| 氧化鈣(％) | CaO | 1.6 | 2.15 |
| 氧化鎂(％) | MgO | 1.24 | 0.75 |
| 氧化鈉(％) | Na2O | 0.01 | 0.91 |
| 氧化鉀(％) | K2O | 0.1 | 0.44 |
| 三氧化硫(％) | SO3 | 1.27 | 1.16 |
| 二氧化鈦(％) | TiO2 | 0.6 | 1.49 |
| 五氧化二磷(％) | P2O5 | 0.44 | 1.36 |
a．油種：輕柴油；
b．恩氏黏度(20℃)：1.15～1.670E：
c．灰分：Ay≤0.025％：
d．凝固點(diǎn)：0～20℃：
e．低位發(fā)熱值：QrDw=41840kJ／kg；
f．含硫量：≤0.8％。
3)袋式除塵器：每機(jī)組配一套袋式除塵器，型式為回轉(zhuǎn)管低壓脈沖袋式除塵器。
每套除塵器分為4個倉室，共計(jì)8個單元。每單元設(shè)濾袋1000條，按同心圓布置。濾袋斷面為扁圓形，當(dāng)量直徑咖127mm，長度8m。每條袋的過濾面積為3.2m2，每臺除塵器共有濾袋8000條，過濾面積為25600m。
每臺除塵器在花板上留有448個袋孑L，以蓋板封閉，作為備用。
除塵器每一倉室的入口和出口各設(shè)一個百葉窗式擋板門。在除塵器前后分別設(shè)置聯(lián)箱。設(shè)50％煙氣量的旁路系統(tǒng)和零泄漏的關(guān)斷門。
在袋式除塵器入口處裝有氣流分配隔板和撞擊緩沖板，以保護(hù)濾袋免受飛灰的沖擊磨損。較低的人口流速可促進(jìn)粗顆粒的預(yù)分離(沉淀)，也有利于含塵煙氣在各濾袋束之問的均勻分配。
花板上方的潔凈室有照明裝置。換袋和檢修時，先關(guān)閉倉室的進(jìn)、出口的擋板門，開啟專門的通風(fēng)孔，自然通風(fēng)換氣降溫后人再進(jìn)入工作。
濾袋材質(zhì)采用PPS+P84針刺氈，單重580g,／m。。為了延長濾袋使用壽命，運(yùn)行制度規(guī)定：煙氣含氧量不超過10％、且無過量的二氧化氮或溴，在設(shè)計(jì)煙氣流量下，最高運(yùn)行溫度為170℃；當(dāng)煙氣流量超過設(shè)計(jì)值，但最大不超過1840000m3／h和(或)運(yùn)行溫度最高為180℃：的情況下，運(yùn)行時間每年累計(jì)不超過100h。
除塵器的清灰控制由PLC執(zhí)行。PLC監(jiān)測花板上、下(即濾袋內(nèi)外)的壓差，并發(fā)出清灰指令。設(shè)有慢速、正常和快速三種清灰制度(見表8)，以保證濾袋具有**的阻力。在鍋爐燃油期間，袋式除塵器不進(jìn)行清灰。
表8三種清灰制度
| 設(shè)定壓差／kPa | 清灰制度 | 脈沖時間／ms | 脈沖間隔／s |
| 0.70～1.00 | 緩慢清灰 | 200 | 60～300 |
| 1.01～1.50 | 中速清灰 | 10～60 | |
| >1.51 | 快速清灰 | 5 |
圖1袋式除塵器總體布置
1-旁路煙道閥2-煙氣進(jìn)口聯(lián)箱3-緊急噴霧裝置A4-緊急噴霧裝置B
5-預(yù)涂灰管6-進(jìn)口煙氣擋板閥7-袋式除塵器倉室8-過濾單元
9-出口煙氣擋板閥10-炯?xì)獬隹诼?lián)箱11-引風(fēng)機(jī)12-煙囪
表9袋式除塵器主要規(guī)格和參數(shù)(按1臺爐計(jì))
| 名稱 | 參數(shù) |
| 鍋爐容量／(t／h) | 670 |
| 處理煙氣量／(m3／h) | 1738000 |
| 煙氣溫度／℃ | 140 |
| 設(shè)備型號 | 回轉(zhuǎn)管低壓脈沖袋式除塵器 |
| 倉室數(shù)／間 | 4 |
| 過濾單元數(shù)／個 | 8 |
| 濾袋材質(zhì) | PPS+P84 |
| 濾袋尺寸(直徑×長度)／mm | φ127(當(dāng)量直徑)×8000 |
| 濾袋數(shù)量／條 | 8000 |
| 過濾面積／m2 | 25600 |
| 過濾速度／(m／min) |
正常(按140℃)：1.13 最大(按165℃)：1.19 |
| 進(jìn)口含塵濃度／(g／m3)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)) | 25～30 |
| 出口排放濃度／(mg／m3)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)) | <50 |
| 設(shè)備總阻力／Pa | <2100 |
| 本體漏風(fēng)率 | <1.5％ |
| 殼體設(shè)計(jì)壓力／Pa | 靜態(tài)+5000，-6000 |
在正常情況下，煙塵排放濃度為14～25mg／m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。有時因?yàn)榕月窊醢彘T不嚴(yán)，導(dǎo)致少量漏塵。
**批PPS+P84針刺氈濾袋由國外企業(yè)提供，運(yùn)行至25000h開始出現(xiàn)破損。整體更換濾袋后，濾袋壽命縮短。據(jù)一些專家分析，這與煤質(zhì)變化導(dǎo)致的露點(diǎn)溫度提高，有時存在結(jié)露而產(chǎn)生的酸腐蝕有關(guān)。
花板上、下的阻力(即濾袋阻力)在運(yùn)行初期設(shè)定為900Pa，后調(diào)整為1200Pa，滿負(fù)荷時為1300Pa。
兩臺除塵器耗氣量為5500m3／h。
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