布袋除塵器技術(shù)及其應(yīng)用
來源：http://www.hbccq.com/ 閱讀：3381 更新時間：2012-05-01 11:25布袋除塵器技術(shù)及其應(yīng)用
摘要：針對我國煙塵排放標準日趨嚴格的現(xiàn)狀，在介紹除塵器應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了布袋除塵器的發(fā)展前景。結(jié)合75、670t/h鍋爐設(shè)計，對布袋除塵器與靜電除塵器進行了技術(shù)經(jīng)濟比較，建議有條件的火電廠鍋爐應(yīng)采用布袋除塵，以提高除塵效率，減少煙塵排放濃度，改善大氣環(huán)境質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：電廠環(huán)境保護；袋式除塵器；靜電除塵器；除塵效率
根據(jù)國家環(huán)？偩譁y算，我國環(huán)境問題所造成的損失約占國民生產(chǎn)總值的1O％，污染問題已經(jīng)十分嚴重，因此環(huán)保要求也日趨嚴格，國家已經(jīng)對煙塵及SO2的排放提出更加嚴格的要求。自2004年1月1日起，通過建設(shè)項目環(huán)境影響報告書審批的新建、擴建、改建火電廠建設(shè)項目，煙塵最高允許排放質(zhì)量濃度為50mg/m3。一部分地方環(huán)保部門提出了更嚴格的要求，北京市煙塵和SO2的排放允許質(zhì)量濃度嚴于很多先進國家標準，從2005年l1月1日起，已運行的火電廠鍋爐到時煙塵排放質(zhì)量濃度僅允許30mg/m3，目前四電場靜電除塵器改為五電場、六電場也很難滿足上述要求。與此同時，SO2的排放標準也相應(yīng)提高。為減少SO2排放，許多電廠將燃用低硫煤或采取相應(yīng)的脫硫設(shè)施，從而導(dǎo)致靜電除塵器的除塵效率下降，尤其對于煤中硅、鋁含量超過85%的電廠，采用靜電除塵器處理的煙塵排放質(zhì)量濃度已遠遠達不到環(huán)保要求。根據(jù)當(dāng)前形勢，靜電除塵器改造為布袋除塵器已經(jīng)勢在必行。
1.除塵器應(yīng)用現(xiàn)狀
在目前建設(shè)的火力發(fā)電廠中，除塵裝置的選擇以靜電除塵器和布袋除塵器為主。靜電除塵器在國內(nèi)的應(yīng)用較早，2O世紀7O年代就已經(jīng)應(yīng)用于火力發(fā)電廠，如吉林熱電廠、保定發(fā)電廠；1974年福建邵武電廠在75t/h鍋爐改造時首次采用國產(chǎn)雙室二電場靜電除塵器。經(jīng)過多年的開發(fā)應(yīng)用，靜電除塵器技術(shù)成熟，除塵效率較高，目前已被廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工等行業(yè)。
從2O世紀8O年代開始，我國就在部分電廠就布袋除塵器處理鍋爐尾部煙氣進行了嘗試，由于受當(dāng)時工藝水平的限制，濾料質(zhì)量不過關(guān)，濾袋破損，導(dǎo)致除塵效率低，換袋頻繁，加之工作條件差，致使布袋除塵器沒有得到推廣應(yīng)用。國外在火電廠采用布袋除塵器較早，據(jù)了解，美國、加拿大、澳大利亞及歐洲等地的一些火電廠采用了布袋除塵器，其效率高達99.9%。當(dāng)時，由于國內(nèi)環(huán)保要求不高，國外火
電廠采用布袋除塵器也不是很多，在引進火電廠設(shè)備時大多數(shù)引進了靜電除塵器，而沒有引進布袋除塵器。
近年來，隨著濾布材料制造技術(shù)的發(fā)展，袋式除塵器在濾布的強度、耐高溫、耐腐、耐磨等方面都有很大的提高。布袋除塵器的煙塵排放質(zhì)量濃度可以控制在15～50mg/m3，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電廠、礦山、冶金、化工、水泥、制藥、食品等行業(yè)，作為環(huán)境凈化及產(chǎn)品回收設(shè)備。例如內(nèi)蒙古呼和浩特發(fā)電廠由于燃用準格爾煤，煤中SiO與AlO。含量高，KO與NaO含量低，導(dǎo)致靜電除塵器收塵困難，在1、2、3、
4號機組中采用靜電除塵器，其運行效率大大低于設(shè)計效率，煙塵排放質(zhì)量濃度嚴重超標。在擴建2臺670t/h鍋爐時，經(jīng)專家多次論證，決定采用脈沖反吹式布袋除塵器，2001年12月28日第1臺機組并網(wǎng)發(fā)電后，布袋除塵器運行狀況良好，達到了預(yù)期的效果。經(jīng)有關(guān)部門多次檢測，煙塵排放質(zhì)量濃度約為28mg/m3，與前面采用靜電除塵器的機組形成了鮮明對比，現(xiàn)在該廠已經(jīng)對220t/h鍋爐的靜電除塵器進行了改造。
赤峰市富龍熱力股份有限公司熱電廠在5、6號鍋爐(90t/h)的擴建工程中，選用回轉(zhuǎn)式反吹布袋除塵器，效果很不理想，致使大家對布袋除塵器的使用效果產(chǎn)生懷疑。2002年7月東北電力設(shè)計院承接了該廠2臺40t/h熱水鍋爐和2臺75t/h循環(huán)流化床鍋爐的除塵器改造任務(wù)。經(jīng)過認真考證，最終決定仍然采用布袋除塵器。在選型上改用目前世界上較先進的脈沖反吹式布袋除塵器，濾料采用德國獨資無錫BWF公司生產(chǎn)的聚苯硫醚針刺氈。第1臺設(shè)備于10月15日投產(chǎn)，最后1臺12月末投產(chǎn)，效果很好。經(jīng)測試煙塵排放質(zhì)量濃度在50mg/m3以下。
燃煤鍋爐煙氣除塵技術(shù)經(jīng)歷了水膜除塵、布袋除塵到靜電除塵的過程，現(xiàn)在又有回到布袋除塵器的趨勢。天津開發(fā)區(qū)5號熱源廠、張家港保稅區(qū)熱電廠等均選用了布袋除塵器，近期將陸續(xù)投產(chǎn)布袋除塵器生產(chǎn)廠家泊頭鑫誠除塵器廠,網(wǎng)址：http://www.ygqcgs.com。
2.脈沖反吹式布袋除塵器
2.1 結(jié)構(gòu)原理
袋式除塵器也稱為過濾式除塵器，是一種干式高效除塵器，它利用纖維編制物制作的袋式過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物。其作用原理是塵粒在繞過濾布纖維時因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。細微的塵粒(粒徑為1um或更小)則受氣體分子沖擊(布朗運動)不斷改變著運動方向，由于纖維間的空隙小于氣體分子布朗運動的自由路徑，塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來。其工作過程與濾料的編織方法、纖維的密度及粉塵的擴散、慣性、遮擋、重力和靜電作用等因素及其清灰方法有關(guān)。濾布材料是布袋除塵器的關(guān)鍵；性能良好的濾布，除特定的致密度和透氣性外，還應(yīng)有良好的耐腐蝕性、耐熱性及較高的機械強度，耐熱性能良好的纖維，其耐熱度目前可達到250～350℃。
袋式除塵器按清灰方式的不同可分為振動式、氣環(huán)反吹式、脈沖式、聲波式及復(fù)合式等5種類型。
其中脈沖反吹式根據(jù)反吹空氣壓力的不同又可分為高壓脈沖反吹式和低壓脈沖反吹式兩種。脈沖反吹式布袋除塵器由于其脈沖噴吹強度和頻率可進行調(diào)節(jié)，清灰效果好，是目前世界上最為廣泛應(yīng)用的除塵
裝置，原理圖見圖1。含塵氣體從袋式除塵器入口進入后，由導(dǎo)流管進入各單元室，在導(dǎo)流裝置的作用下，大顆粒粉塵分離后直接落入灰斗，其余粉塵隨氣流均勻進入各倉室過濾區(qū)，過濾后的潔凈氣體透過濾袋經(jīng)上箱體、提升閥、排風(fēng)管排出。隨著過濾工況的進行，當(dāng)濾袋表面積塵達到一定厚度時，由清灰控制裝置(差壓或定時、手動控制)按設(shè)定程序關(guān)閉提升閥，控制當(dāng)前單元離線，并打開電磁脈沖閥噴吹，抖落濾袋上的粉塵。落入灰斗中的粉塵經(jīng)由卸灰閥排出后，利用輸灰系統(tǒng)送出。
2.2 基本組件
脈沖反吹式布袋除塵器由濾袋組件、導(dǎo)流裝置、脈沖噴吹系統(tǒng)、出灰系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、離線保護系統(tǒng)、箱體等組成。
a．濾袋集成濾袋框架、布袋及掛袋板的連接設(shè)計采用了自鎖裝置，安裝和更換方便，并能有效延長濾袋使用壽命。濾袋為直徑160標準規(guī)格，采用聚苯硫醚針刺氈(進口PPS／PPS504CS17、防水防油處理)。
b．導(dǎo)流裝置采用國際上先進的進風(fēng)方式，設(shè)計了獨特的煙氣分配裝置，可分配含塵氣體，并對大直徑顆粒進行分離，避免含塵氣體沖刷濾袋，以提高整個除塵裝置的效率及濾袋使用壽命。
C．脈沖噴吹系統(tǒng)脈沖系統(tǒng)由反沖聯(lián)箱、電磁脈沖閥、承壓接頭、噴嘴管、支架等組成。在每個濾袋上部，均有1根壓縮空氣噴嘴管，運行時一般設(shè)定每一排濾袋每隔10S脈沖反吹清灰1次，定時器啟動1次電磁脈沖閥，將脈沖反吹空氣噴入濾袋內(nèi)清灰。
d．控制系統(tǒng)主要由脈沖噴吹控制儀、BMC電腦控制柜、熱電阻溫度計、靜壓測點、料位指示器和測量元件組成。
e．離線保護系統(tǒng)主要由旁路閥、噴霧降溫系統(tǒng)、測溫儀、壓力檢測裝置、濾袋檢漏裝置組成。
在除塵器的入口安裝測溫儀。當(dāng)煙氣溫度過高或鍋爐尾部復(fù)燃時，噴霧降溫系統(tǒng)啟動，緊急噴水降溫，以免燒壞濾袋。如果在一定時間內(nèi)降溫系統(tǒng)不能使煙氣溫度降至布袋除塵器正常運行范圍內(nèi)，或鍋爐點火及低負荷需要噴油助燃時，為避免含油煙氣直接進入除塵器，造成濾布粉層板結(jié)，影響除塵器的正常運行，開啟旁路閥，煙氣經(jīng)旁路煙道直接排放，避免損壞濾袋。在凈氣室設(shè)有濾袋檢漏裝置，以便在濾袋損壞時及時報警。
2.3 濾料選擇
濾料質(zhì)量直接影響除塵器的除塵效率，濾袋的壽命又直接影響到除塵器的運行費用。根據(jù)鍋爐尾部除塵器運行環(huán)境和介質(zhì)情況，選擇合適的濾料，是保證布袋除塵器性能的關(guān)鍵。要配備1臺好的除塵器，首先要選用透氣性能好、耐腐蝕、耐磨損、適合現(xiàn)場工藝要求(如溫度、化學(xué)侵蝕等)的濾料，以高質(zhì)量縫制技術(shù)加工而成的濾袋。如果濾料選用不恰當(dāng)或加工質(zhì)量差，易產(chǎn)生水解、酸解、溫度過高、覆膜剝落、濾袋破裂等現(xiàn)象。目前鍋爐尾部經(jīng)常選用的濾料有來登針刺氈(聚苯硫醚)和P-84針刺氈(聚酰亞胺)，這兩種濾料的抗氧化性及耐高溫性能均較好，其中來登針刺氈對氧化敏感，P-84對水解敏感，對氧化也較敏感；選用時注意煙氣中氧氣及Nox含量；降低使用溫度，可以減輕氧化。
Arrhenius Rale規(guī)則認為：溫度每升高10℃，氧化性增加1倍。如：煙氣溫度由140℃增加到160℃ ，t=20℃ ，氧化性增加4倍，布袋壽命只有原來的1/4。
濾料的種類很多，特性和使用范圍各不相同，表1為除塵器常用纖維的各項性能指標以及目前常用濾料的性能參數(shù)。
3.布袋除塵器與靜電除塵器技術(shù)經(jīng)濟比較
3.1 靜電除塵器
a. 優(yōu)點 除塵效率較高，可達99%以上；壓力損失小，本體阻力100～2OOPa；技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛；
b．缺點 設(shè)備龐大，占地面積大；需要高壓直流電源系統(tǒng)，一次性投資費用高；對煤種變化較敏感，除塵效率受飛灰電阻影響大；制造、安裝及運行管理水平要求高。
3.2 布袋除塵器
a. 優(yōu)點 除塵效率很高，可達99.98%以上；適應(yīng)力強，能處理不同類型的顆粒物，特別對電除塵器不易捕集的高比電阻塵粒亦很有效；適應(yīng)的質(zhì)量濃度范圍大，對煙氣流速的變化也具有一定的穩(wěn)定性；結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部無復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
b. 缺點 壓力損失大，本體阻力800～1500 Pa；在國內(nèi)大型機組的應(yīng)用依賴進口。
4.結(jié)論及建議
4.1 結(jié)論
通過工程實踐，火力發(fā)電廠鍋爐尾部煙氣處理采用布袋除塵器是完全可行的，它除塵效率高，一次性投資省，設(shè)備占地小(相對于四電場以上電除塵器)，運行成本及排污收費低。尤其是近年來，由于制造技術(shù)的發(fā)展，濾袋的腐蝕、磨損等問題都得到了有效地解決，為袋式除塵器的應(yīng)用提供了有力保證。另外，由于除塵器的運行、故障及異常診斷均采用自動化監(jiān)控管理，其操作管理均較簡便。
4.2 布袋除塵器選型應(yīng)注意的幾個問題
a. 對靜電除塵器難收塵的煤種(如SiO+AlO質(zhì)量分數(shù)大于85%的煤、含硫特低的煤、比電阻太高的煤)，建議采用布袋除塵器；
b. 對煙塵排放質(zhì)量濃度要求高(不高于100 mg/m3)，需要采用四電場以上的電除塵器，宜改用布袋除塵器；
C. 對于已經(jīng)建成的機組，如果原機組采用水膜除塵器、多管陶瓷除塵器等阻力較大的除塵設(shè)備，如水膜除塵器計算阻力一般為1400 Pa，可不更換引風(fēng)機；如果原機組采用靜電除塵器，則需要更換或改造引風(fēng)機；
d. 靜電除塵器改造為布袋除塵器的工程，可以局部拆除除塵器本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保留殼體、保溫、輸灰設(shè)備，以降低改造費用；
e. 用于處理相對濕度高的含塵氣體時，應(yīng)采取保溫措施(特別在冬天)，以免因結(jié)露而造成“糊袋”；當(dāng)凈化腐蝕性氣體時，應(yīng)選用適宜的耐腐蝕濾料；用于處理高溫?zé)煔鈶?yīng)采取降溫措施，將煙溫降到濾袋長期運轉(zhuǎn)所能承受的溫度以下，并盡可能采用耐高溫的濾料。本文轉(zhuǎn)自：http://www.ygqcgs.com 轉(zhuǎn)載請注明出處
