袋式除塵器在循環(huán)流化床鍋爐尾部除塵的應用

1、袋式除塵器在循環(huán)流化床鍋爐尾部除塵的應用合肥熱電集團有限公司 唐傳江 韓國霞【摘要】：本文介紹了袋式除塵器的性能、種類、工作原理及核心部件濾袋，并與電除塵器進行比較，實例說明在循環(huán)流化床鍋爐尾部除塵的應用?！娟P鍵詞】：袋式除塵器 循環(huán)流化床鍋爐 除塵 應用1、前言 隨著國家對環(huán)境保護要求不斷提高，火電廠大氣污染物排放標準GB13223-2003第3時段煙塵最高允許排放濃度為50mg/m3，由于煤種特性不同，有些煤種采用電除塵器不能達到排放標準要求；另外，由于新型潔凈煤燃燒技術循環(huán)流化床鍋爐在電廠中的大力推廣應用，循環(huán)流化床鍋爐飛灰細且粉塵比電阻增大，直接影響了電除塵器的除塵效率。袋式除塵器由于

2、自身特性，可以適應不同工況，達到排放標準要求，采用袋式除塵是理想選擇。2、袋式除塵器的性能袋式除塵器主要是采用濾料（織物或者毛氈）對含塵氣體進行過濾，是粉塵阻留在濾料上，以達到除塵的目的。2.1袋式除塵器粉塵層過濾機理2.1.1過濾的過程分兩個階段：首先是含塵氣體通過清潔濾料，這時起過濾作用的主要是纖維；其次，當阻留的粉塵量不斷增加，一部分粉塵嵌入到濾料的內部，一部分覆蓋在表面上形成粉塵層。在這一階段中，含塵氣體的過濾，主要是依靠粉塵層進行的，這時粉塵層起著比濾料更為重要的作用。這兩個不同階段，對效率及阻力的考慮都有所不同。對于工業(yè)用袋式除塵器，除塵的過程主要在第二階段進行的。2.1.2在濾料

3、纖維的過濾機理中，主要有截留、慣性沉降、擴散沉降、重力沉降、靜電沉降等幾種作用。在袋式除塵器開始投入運行時，新濾袋上沒有粉塵，運行數分鐘后在濾袋表面形成很薄的塵膜。除塵器運行過程中，為達到除塵效率，應保留第一次粉塵層，而僅僅清除第二次粉塵層。除塵器的性能在很大程度上取決于過濾風速的大小，風速過高會使積于濾料上的粉塵層壓實，阻力急劇增加。由于濾料兩側的壓差增加，使粉塵顆粒滲入到濾料內部，甚至透過濾料，致使出口含塵濃度增加。這種現象在濾料剛清灰后情況更為明顯，過濾風速高時還會導致濾料上迅速形成粉塵層，引起過于頻繁的清灰。過濾速度過低時，粉塵層繼續(xù)加厚，必須及時清灰，否則會導致阻力過高，或者粉塵層的

4、自動降落，從而導致粉塵層“漏氣”，降低捕集粉塵的效果。2.2袋式除塵與電除塵比較 干式除塵已成為鍋爐尾部除塵的主流配置，干式除塵主要有靜電除塵和袋式除塵兩種，兩者優(yōu)缺點比較如下：2.2.1袋式除塵器的優(yōu)缺點2.2.1.1袋式除塵器優(yōu)點2.2.特別是對微細粉塵也有較高的效率，可達99.9以上。2.2.1.1.2適應性強，可以捕集不同性質的粉塵。對于高比電阻粉塵，采用袋式除塵器優(yōu)越于電除塵器。2.2.1.1.3使用靈活，處理風量每小時數百立方米到每小時數十萬立方米，甚至更大。2.2.1.1.4工作穩(wěn)定可靠，對負荷變化適應性好，維護簡單。2.2.1.1.5結構簡單，附屬設備少，投資省，技術要求沒有電

5、除塵器高。2.2.1.2袋式除塵器缺點2.2.1.2.1袋式除塵器的應用范圍主要受濾料的耐溫、耐腐蝕性等性能的局限。2.2.；用于處理高溫煙氣應采取降溫措施，將煙溫降到濾袋長期運轉所能承受的溫度以下，并盡可能采用耐高溫的濾料。2.2.1.2.3設備阻力相對較大，一般壓力損失為10001500Pa。2.2.2電除塵器的優(yōu)缺點2.2.2.1電除塵器的優(yōu)點2.2.2.1.1對于粒徑小于0.1m的微細粉塵，電除塵器仍有較高的除塵效率。2.2.2.1.2設備阻力小，總的能耗低。電除塵器壓力損失一般為150300Pa，約為袋式除塵器的1/5，一般處理1000m3/h煙氣量約需消耗0.20.8kwh。2.2

6、.2.1.3處理煙氣量大，耐高溫，進行特殊設計，可以處理500以上的煙氣。2.2.2.2電除塵器缺點2.2.2.2.1 一次性投資和鋼材消耗量大，占地面積和占用空間體積較大。2.2.2.2.2 對制造、安裝和運行水平要求較高。2.2.2.2.3易受工況條件的影響，最適宜的粉塵比電阻范圍1045×1010·cm，粉塵過高或過低，若不采取一定措施，都會引起除塵效率降低。3、袋式除塵器的分類袋式除塵器的形式、種類很多，可以根據它的不同特點進行分類。3.1按清灰方式的不同可分為：機械清灰、逆氣流清灰、脈沖噴吹清灰、聲波清灰及復合式等五種類型。3.2按濾袋的形狀分為：扁形袋（梯形及平

7、板形）和圓形袋（圓筒形）。3.3按進出風方式分為：下進風上出風及上進風下出風和直流式（只限于板狀扁袋）。3.4按含塵氣流進入濾袋的方向分為：外濾式及內濾式。3.5按除塵器內的壓力分為：負壓式和正壓式。脈沖清灰袋式除塵器由于其脈沖噴吹強度和頻率可進行調節(jié)、清灰效果好及可以在過濾工作狀態(tài)下進行清灰等優(yōu)點，是目前應用最為廣泛的除塵裝置。其中脈沖反吹式根據反吹空氣壓力的不同又可分為：高壓脈沖反吹和低壓脈沖反吹兩種。4、脈沖袋式除塵器的工作原理4.1除塵器結構由上箱體、中箱體、灰斗、導流板、支架、濾袋組件、噴吹裝置、離線閥、卸灰閥、旁路系統(tǒng)、檢測、控制系統(tǒng)、檢修平臺、照明系統(tǒng)及檢修電源等組成。4.2工作

8、原理含塵氣體由導流管進入各單元灰斗，在灰斗導流系統(tǒng)的引導下，大顆粒粉塵分離后直接落入灰斗，其余粉塵隨氣流進入中箱體過濾區(qū)，過濾后的潔凈氣體透過濾袋經上箱體、提升閥、排風管排出。隨著過濾工況的進行，當濾袋表面積塵達到一定量時，由清灰控制裝置（定阻或定時、手動控制）按設定程序關閉提升閥，控制當前單元離線，并打開電磁脈沖閥噴吹，抖落濾袋上的粉塵。落入灰斗中的粉塵進入下部灰斗，定期排出。5、袋式除塵器的核心部件濾袋對于袋式除塵器而言，濾袋是其核心部件，其費用占布袋除塵器總費用的1/3左右。濾袋質量直接影響著除塵器的除塵效率，濾袋的壽命又直接影響到除塵器的運行費用。濾料是濾袋的縫制材料，袋式除塵器的性能

9、在很大程度上取決于濾料的性能。 5.1濾料由于要求凈化的工業(yè)煙氣及粉塵具有不同的性質，因而對濾料也提出各方面的要求，與過濾粉塵有關的濾料特性有過濾效率、容塵量、透氣率及阻力、耐溫性、尺寸穩(wěn)定性、靜電性能、吸濕性、耐化學侵蝕性、機械性能、粉塵的剝落性、耐燃性及造價等。5.1.2濾料結構5. 1.2.1作為濾料的原絲形狀可分為短纖維絲（一定長度的纖維），長纖維絲（多絲）和單絲。5.1.2.2根據編制方法來分，濾料有織布、無紡布、針刺氈、特殊濾料等。5.1.3濾料的種類用作濾料的纖維很多。常用的主要有棉、毛濾料、無機纖維濾料及合成纖維濾料等。5.2濾料的選擇應根據含塵氣體的溫度、酸堿性質、濕度、粉塵

10、的粘度及濃度等高低、大小來考慮。鍋爐尾部煙氣含酸、堿性且氣體溫度190，常選用Ryton針刺氈，Ryton濾料是美國Phillips Fibers公司的產品，其材料是聚苯撐硫化醚樹脂（PPS）。Ryton濾料為表面過濾型濾料，清灰徹底，減少了粉塵在濾袋表面形成布粉層后板結的可能，濾料正常使用壽命30000小時，在袋式除塵器中應用廣泛。6、脈沖袋式除塵器的應用合肥熱電集團有限公司是合肥市四大公用事業(yè)企業(yè)之一。集團現有三個熱電子公司合肥天源熱電有限公司、合肥眾誠熱電有限公司、安徽安能熱電股份有限公司。是一家專業(yè)從事城市熱電聯產企業(yè)，主要向合肥市企事業(yè)單位、民用熱用戶集中供熱、中央空調制冷及熱水供應

11、。合肥天源熱電有限公司循環(huán)流化床鍋爐（75t/h）是由濟南鍋爐集團有限公司制造生產，3、4除塵器使用的是江蘇新中環(huán)保股份有限公司XLDM-3000型離線清灰長袋低壓脈沖袋式除塵器，除塵器以室為單位組合成排，雙排布置，共六個灰斗，過濾面積3060m2，處理量190000m3/h，過濾風速1.034m/min，除塵效率99.9%，排放濃度40mg/m3，濾袋材質PPS/PPS551，噴吹壓力0.20.3 MPa，噴吹時間0.08s，設備阻力1400Pa，濾袋數量1008條，設備如圖11所示：圖11循環(huán)流化床尾部袋式除塵器6.1主要特點6.1.1除塵器采用分室停風脈沖噴吹清灰技術，清灰能力強，除塵效

12、率高，清灰周期延長，降低了清灰能耗，可降低壓縮空氣耗量。同時，濾袋與脈沖閥的疲勞程度也相應減低，從而成倍地提高濾袋與閥片的壽命。6.1.2長袋脈沖除塵器清灰控制采用PLC可編程控制器，分定阻(自動)、定時(自動)，手動三種控制方式。定阻控制：按設定壓差進行控制，除塵器壓差超過設定值，各室自動依次清灰一遍。定時控制：按設定時間，每隔一個清灰周期，各室依次清灰一遍。手動控制：在現場操作柜上可手動控制依次各室自動清灰，也可對每個室單獨清灰。由于鍋爐負荷變化，采用定阻控制，壓差設定1200Pa。6.1.3檢修換袋可在不停系統(tǒng)風機，系統(tǒng)正常運行條件下分室進行。濾袋袋口采用彈性漲圈，密封性能好，牢固可靠。

13、濾袋龍骨設計，考慮減少了袋與龍骨的磨擦，延長了袋的壽命，又便于卸袋。6.1.4脈沖噴吹壓力為低壓(0.20.3MPa)，在保證清灰效果的前提下，應盡量將氣壓調至最小，可有效減少對濾帶沖刷和磨損。6.1.5煙氣通道及進出煙管的設計主要考慮降低箱體、過濾室和系統(tǒng)的阻力，盡可能減少進煙管內的灰塵沉降現象。6.1.6灰斗中設計了進煙導流板和隔板，最大限度地減少紊流和防止二次揚塵，安裝在灰斗中的進煙分配系統(tǒng)有效地促進了濾袋底部含塵煙氣的均勻分布。6.2使用情況合肥天源熱電有限公司3、4袋式除塵器于2005年12月安裝、調試結束，正式投入運行，性能達到設計要求，通過環(huán)保驗收。在日常管理中，主要從以下幾個方

14、面加強設備管理，保證設備的穩(wěn)定、可靠運行。加強鍋爐啟動過程中對濾袋的保護鍋爐啟動時，由于煙溫較低，且未充分燃燒的煙氣含油份較多，此時，必須開啟旁路閥，關閉所有離線閥，切斷過濾通道，可有效防止濾袋粘油、氧化現象發(fā)生。當煙溫持續(xù)過高，也需開啟旁路閥。遵守執(zhí)行設備運行操作管理規(guī)定加強運行操作人員的業(yè)務培訓，并要求每小時填寫設備運行記錄，包括除塵器溫度，各濾室阻力差壓和總的阻力差壓，壓縮氣壓力等參數；每小時巡查設備1次，檢查全部脈沖閥噴吹、各提升閥狀態(tài)是否正常，發(fā)現異常情況，及時進行處理。袋式除塵器停運后的維護和隔絕每次停止運行時，在除塵系統(tǒng)空載的情況下，繼續(xù)噴吹清灰系統(tǒng)2個周期，使粘附在濾袋上的粉塵

15、抖落進灰斗，避免濾袋變硬而導致糊袋現象；并保持旁路控制閥開啟，各濾室出口離線閥及入口手動閥關閉。加強定期檢查和維護定期從每個過濾室中隨機抽取12條濾袋，分析預測濾袋的使用壽命及需要的更換情況；對除塵器各過濾室中花板在凈氣段可能的積灰、濾袋的狀況、灰斗的積灰、電氣元件的性能、各閥門的密封和空氣泄漏情況進行檢查。袋式除塵器運行采用PLC控制，檢修維護工作量相對較少，至今無破袋、糊袋現象，總體運行穩(wěn)定，保證鍋爐尾部煙氣達標排放。7、小結袋式除塵器從19世紀中葉開始用于工業(yè)生產以來，不斷發(fā)展，特別是20世紀50年代，脈沖噴吹的清灰方式以及合成纖維濾料的應用，為袋式除塵器的進一步發(fā)展提供了有利條件。目前在各種除塵器中，袋式除塵器是最有競爭力的一種，預計今后電廠采用袋式除塵器會越來越多，具有十分廣闊的應用前景。參考文獻：1、岑可法、倪明江等循環(huán)流化床鍋