【技術貼】袋式除塵器的特點及在燃煤電廠的應用分析
2019-08-1018:01:39
袋式除塵器具有除塵、不受粉塵和煙氣特性影響、運行穩定的優點，近年來被廣泛應用于鋼鐵、有色冶金、水泥、煙草和垃圾焚燒等行業。本文主要分析對袋式除塵器特點，并介紹袋式除塵器在燃煤電廠的應用。
袋式除塵器也稱為過濾式除塵器，是讓煙氣通過濾網來達到除塵的效果，它具有結構比較簡單，運行維護方便;造價及運行費用低;能承受煙氣中不同特性的粉塵;處體量大，除塵等特點。在實際應用中除塵效率能達到。經袋式除塵器過濾后的煙氣含塵濃度一般都低于30mg/Nm3，有的甚至在10mg/Nm3以下，并且袋式除塵器還能捕集對人體危害大的微小顆粒。
1.袋式除塵器的特點
1.1過濾原理
袋式除塵器主要是利用濾料對含塵氣體進行過濾，以達到除塵的目的。過濾的過程分兩個階段，首先是含塵氣體通過清潔的濾料，此時起過濾作用的主要是濾料纖維的阻留。其次，當阻留的粉塵不斷增加，一部分粉塵嵌入到濾料內部，一部分覆蓋在濾料表面形成粉塵層，此時主要依靠粉塵層過濾含塵氣體。
1.2運行機理
含塵氣體進入除塵器后，氣流速度下降，煙塵中較大顆粒直接沉淀至灰斗，其余塵粒從外至內穿過濾袋進行過濾，清潔煙氣從濾袋內側排放，飛灰被阻留在濾袋外側。隨著積灰的不斷積累，濾袋內外側的壓差逐步增加，當壓差達到設定值時，清灰氣流反向吹入濾袋內部，濾袋瞬間膨脹，從而使附著在慮袋上的粉塵脫落，達到除塵的效果。
1.3基本結構
1.3.1過濾系統
為了在有限的空間內布置下足夠的過濾面積，需要將濾布縫制成濾袋。在鍋爐引風機的負壓吸引作用下，含塵煙氣中的粉塵被濾布阻擋留在濾袋的外表面，凈化煙氣穿過濾袋，完成過濾工作。為防止濾袋被引風機吸癟導致凈化煙氣無法排出，清灰氣流無法吸入，濾袋內部需要裝有袋籠作支撐。袋式除塵器過濾系統的結構較為簡單，是由無數個小型過濾單元構成，每個小型過濾單元是由一條濾袋內裝一個袋籠，嚴密地裝在花板上而形成。
1.3.2清灰系統
當濾袋外表面的粉塵達到厚度時，就應該對濾袋進行清灰，否則除塵器阻力將持續升高，系統無法繼續運行，并會造成其他一些問題。過濾式濾袋的清灰，是利用氣流反向吹入濾袋內部，依靠氣流的作用力清落濾袋外部的粉塵，完成清灰工作。
1.4袋式除塵器的主要分類
濾袋形式：扁袋式除塵器和圓袋式除塵器;
氣流方式：正壓式除塵器和負壓式除塵器;
清灰方式：機械清灰、反吹風清灰、脈沖噴吹清灰和聲波清灰。
1.5袋式除塵器的優點
(1)除塵，能達到。能長期排放濃度低于30mg/m3以下。(2)對人體有嚴重危害的亞微米級粉塵顆粒和重金屬粒子有很好的收集效果。(3)對處理煙氣量和含塵濃度有很好的適應性&應用寬廣。(4)對煤種的適應性強&對粉塵的特性不敏感&不受粉塵比電阻等物化性質的影響&運行穩定。(5)設備簡單，運行維修方便，不需要高技術工種。(6)一般布袋除塵器采用分室結構，并在設計中留有余量。除塵器分室可輪換檢修，而不影響鍋爐的運行。因此，對鍋爐設備可用率的影響接近為零。
1.6袋式除塵器的缺點
(1)濾袋的價格高，使用壽命短，一般為2～4年。(2)設備阻力損失大，一般在980～1960Pa。
2.袋式除塵器的常用濾料及其選用原則
濾料是袋式除塵器中的主要部件，其造價一般占到設備費用的10%～15%。除塵器的效率、阻力，特別是維護管理情況都與濾料的材質和使用壽命有關。
2.1按不同結構分出的濾料種類
(1)機織布。機織布是將經紗和緯紗按規則交織而成的織物，分為平紋、斜紋和緞紋三種。(2)針刺氈。針刺氈是先在一幅平紋的基布上鋪上一層短纖維，用帶刺的針垂直在布面上下移動，將纖維扎到基布紗絨中，再在基布兩面鋪上兩道以上的纖維層，反復針刺成型，然后經熱定型、燒毛、熱熔、壓光等后處理而成的濾料。(3)表面過濾材料。基于粉塵層有利于過濾的理論，在普通的濾料表面人為地覆上一層微孔薄膜以提高粉塵凈化效率。其優點是在過濾的一開始就能在膜表面形成透氣性很好的粉塵薄層，這樣既了較高的除塵效率，又了較低的運行阻力。目前，實現表面過濾的途徑有三種：①在普通的濾料表面覆以聚四氟乙烯(PTFE)薄膜;②覆以具有大量微孔的涂層;③利用纖維在針刺氈表面形成面層。
2.2濾料的選用原則
(1)含塵氣體的溫度是選用濾料的因素。按照連續工作溫度，濾料大約可分為三類：低于130℃的為常溫濾料;130一200℃的為中溫濾料，高于200℃的為高溫濾料。值得注意的是，通常是按照連續使用溫度選用濾料，但在氣體溫度變化激烈時，應該考慮系數，即瞬間峰值溫度不得超過濾料的上限溫度。
(2)在選用濾料時還要考慮含塵氣體的濕度、腐蝕性、可燃性、爆炸性，以及粉塵形狀、粒徑大小、附著力和凝聚性，并要根據袋式除塵器的清灰方式來綜合考慮。
(3)若使用表面覆膜過濾技術，還要特別注意膜態物的高溫氧化失效問題，以避免袋式除塵器在高溫狀態下涌入大量空氣，因高溫氧化而造成濾料失效。
3.袋式除塵器在燃煤電廠中的應用
隨著粉塵排放標準的提高，在燃煤電廠煙氣處理中，靜電除塵器因其除塵效率受粉塵性質的影響較大，因而難以長期、穩定地運行。而隨著袋式除塵技術的發展，袋式除塵器適應性強、除塵、運行穩定、且不受鍋爐燃燒工況和粉塵特性影響的優點逐漸顯示出來，越來越多的新建、擴建、改建火電廠開始選用袋式除塵器來處理鍋爐煙氣。
3.1在電廠中應用的技術特點
3.1.1煙氣溫度
在考慮系數的條件下，要根據常規條件下的煙氣溫度合理地選擇濾料，同時也應考慮事故條件下，因高溫而造成的濾料失效。煙氣中是否存在正在燃燒的顆粒物也是注意的問題，若存在，可以通過加長煙氣連接管或在煙氣連接管較短且沒有足夠空間加長的情況下設置的阻火裝置等方式加以解決。
3.1.2煙氣特性
燃煤電廠的煙氣一般都具有酸堿腐蝕性，因此應根據煙氣的腐蝕性強度選擇適宜的濾料，同時也應考慮煙氣通道內的措施。此外，還應采取相應的措施避免煙氣中含有的油霧、細微絮狀物等粘性物質附著在濾料上造成濾料堵塞。
3.1.3袋式除塵器預除灰
在機組啟動或低負荷穩燃時需要使用燃油，因此，為了避免不燃燒的油煙粘袋造成濾袋堵塞，故在袋式除塵器投入使用前，應對新布袋進行預除塵(噴粉煤灰)或設置旁通，而對老布袋則不用清灰，以其具有的灰塵層。
3.1.4袋式除塵器停機
若停機時間短，則不應為濾袋清灰，而需注意除塵器的保溫;若停機時間長，則應為所有濾袋清灰，并利用引風機將袋式除塵器內殘留的酸性氣體干凈。
4.袋式除塵器在實際應用中存在的問題
4.1設備阻力損失較大
由于設計的原因，除塵器在實際使用時所處理的煙氣量通常會超過設計的煙氣量，這就使得煙道流速和過濾速度均大幅增加，阻力上升。另外，由于清灰效果不佳，也會導致阻力的上升。
4.2濾袋破損
由于磨損、機械損傷、煙氣超溫、煙氣中酸性氣體的腐蝕，以及濾袋的質量不好、制造不佳、安裝不規范等原因都易造成濾袋的破損。
4.3花板積灰
濾袋破損、濾袋連接短管與花板之間密封不好等原因，都會導致花板不同程度的積灰，從而影響袋式除塵器的正常運行。
5.結語
隨著我國煙塵排放標準的提高、環保監督力度的加大以及火電廠煙氣脫硫技術的多樣化，袋式除塵器以它特有的優勢在我國燃煤電廠的除塵改造、燃用煤種的電廠除塵，及部分新建電廠的除塵將發展，并且具有廣闊的發展空間。
