静电除尘器在生物质燃料锅炉系统中的应用及技术优化

北极星环保网讯:常规的静电除尘器经常应用于燃煤电厂、冶金、工业炉窑、水泥等传统行业，其设计较为规范，有具体的选型设计规程。然而，在生物质燃料锅炉行业中，除尘器的应用类型较多，如水膜麻石除尘器、袋式除尘器 (或电袋除尘器) 以及静电除尘器等。不论哪种除尘器，均出现过很多问题，其中以爆炸现象最为严重。现从生物质电除尘器发生爆炸的案例出发，从技术方面对出现的问题进行了原因分析，提出了相应的解决方案，有效地保证了设备安全稳定运行，消除了业主的重重顾虑。

生物质燃料，包含了植物材料和动物废料等有机质在内的燃料，诸如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠以及棕榈等。在东南亚很多国家及我国的西南地区(特别是两广地区)，许多生物质燃料会被用于发电或供热，既可以快速地实现农林废弃物的减量化和无害化，又能实现资源化利用，回收热能。

近几年，我司接触到了一些生物质锅炉配套静电除尘器改造项目，其中以蔗渣、棕榈、稻壳居多。在设计之初，经过资料搜索和项目对比，发现其他厂家已经投运的除尘器或多或少地出现了一些问题，如阴阳极板的变形、灰斗堵灰，甚至是除尘器爆炸等严重问题。本文就生物质静电除尘器发生爆炸的两个案例进行了剖析，对静电除尘器的技术方案进行了合理的甄选配置，提出了更为优化完善的方案。优化后的技术配置已应用到实际工程案例中，结果显示，除尘器不仅达到要求的排放浓度，而且整套设备运行稳定，安全性得到有效保证。

1 案例分析

1.1 蔗渣除尘器爆炸事故案例

案例一：2006年，广东省某糖厂1×75t/h锅炉，采用蔗渣为燃料，配套文丘里麻石水膜除尘器。锅炉试运行时，出现燃料堆积现象。锅炉空气预热器出口到引风机入口的负压达到3500Pa，也就是说在预热器和引风机中间的除尘器负压达到了3500Pa，远高于设计值(一般除尘器的负压为2500Pa)。在试运行8h后，该除尘器发生爆炸。

案例二：2013年3月份，国内某知名电除尘器厂家配套的泰国某糖厂1×120t/h锅炉配套静电除尘器(单列双室三电场除尘器，入口浓度8g/Nm3，除尘效率99.375%)，采用蔗渣燃料，设备投运3个月后除尘器发生爆炸。图1为爆炸现场图片。

图1 泰国某公司1×120 t/h蔗渣炉配套静电除尘器爆炸事故现场

从现场情况来看，电除尘壳体两侧墙板严重弯曲变形，多处加强槽钢变形、断裂，特别是进出口喇叭部位。出口烟道上(离ESP出口约2m转弯处) 有一个较大的爆炸破口。除尘器下部有一个灰斗有小破口，灰斗内大部分灰分都已结焦，从灰斗内掏出来的灰块都比较大，落灰困难，很多时候需要工人从掏灰孔内部破碎下灰。

1.2 爆炸事故原因分析

根据现场实际参数分析，同时结合生物质燃烧介质的特性，电除尘器发生爆炸的原因分析如下：

(1) 引发设备爆炸的三要素有：12.5%以上CO浓度、5.42%以上含氧量以及可能存在的火源。

(2) CO浓度：大多数情况下，生物质燃料锅炉多为链条炉，当其运行工况不稳定，启停频繁时，燃料中含碳物质就会出现不完全燃烧现象，易产生过量的CO。由于CO的爆炸浓度极限范围宽，点燃能量小，爆炸(其爆炸范围是12.5%～74.2%)的危险性大。

(3) 含氧量：除尘器设计时如果安装焊接质量不过关，保温棉厚度不达标，导致除尘器漏风率增加，那么除尘器内部的含氧量将会增加。

(4) 可能存在的火源：

1) 电场内部闪络产生的火花；

2) 接触散热设备的表面、飘过的炽热微粒、经过的高温气流、静电等；

3) 生物质锅炉烟气中飞灰可燃物含量高，未燃尽的飞灰中常还夹带着火苗。

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