除尘器

燃煤锅炉布袋除尘器的实际性能结果

作者:广州新瑞环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2018-10-22 13:36:51

       布袋除尘器已被用于捕获燃烧过程中的颗粒超过50年。在首次安装反向空气式布袋除尘器后,它们在20世纪70年代在发电行业中越来越受欢迎。20世纪70年代早期,在燃煤发电应用中也实施了脉冲喷射,这是另一种类型的布袋除尘器,第一次实际的公用设施安装在20世纪90年代初。

燃煤锅炉

反向空气布袋除尘器

       反向空气是实用应用中粉尘收集的最佳选择。在20世纪70年代,由于经过验证的相对较低的空气,布/离线清洁技术,这种类型的除尘器更适合于实用应用而不是脉冲喷射。

       •  反向空气技术;

       •  空气 - 布比目标:2.5:1或更低;

       •  占地面积大;

       •  离线清洁;

       •  编织玻璃纤维织物;

       •  表面处理选项:Teflon™B,耐酸,膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)膜;

       •  在过滤器内部收集灰尘:不使用支撑笼;

       •  平均使用寿命:5 - 10年;

脉冲喷射式布袋除尘器

       脉冲喷射式布袋除尘器自20世纪70年代初投入使用以来一直在燃煤应用中使用,但还不具备成本效益,并且没有性能记录,也没有以大规模运行所需的技术进步电站锅炉应用。随着技术先进和性能目标在小规模工业锅炉应用中得到证实,脉冲喷射技术逐渐成为公用设施的选择。

脉冲喷射技术

       •  空气与布料的比例目标:3.5:1或更低;

       •  占地面积更小;

       •  在线清洁,具有离线清洁功能;

       •  面料选择:编织玻璃纤维,聚苯硫醚(PPS)毡,丙烯酸毡,P84™毡,芳纶毡,纤维混纺;

       •  表面处理选项:耐酸,单面,Teflon涂层,微旦,ePTFE膜;

       •  在过滤器外面收集灰尘;

       •  使用支撑笼;

       •  平均使用寿命:3-6年。

实验室与现实世界的条件

       虽然布袋除尘器用于在堆叠之前从气流中去除颗粒,但它必须这样做,同时还控制布袋除尘器压降,以便在燃烧期间存在适当的通风并且使维护成本和风机能量消耗最小化。在实验室中常见的条件下,这是一项相对简单的任务。

实验室条件

       •  恒温;

       •  定容;

       •  恒定的水分含量;

       •  恒定的气流化学;

       •  恒定谷物装载。

       在实验室中使用上述气流标准可以获得大多数织物和面漆选择的可接受的性能结果。现实世界对于布袋除尘器具有更具挑战性的标准。

现实世界的条件

       •  温度:范围从环境温度到超过400华氏度,具体取决于布袋除尘器之前的洗涤技术;

       •  体积:取决于负载和温度;

       •  水分含量:露点偏移,管道泄漏,灭火系统扰动,门封泄漏,洗涤器系统扰动;

       •  气流化学:燃料变化,洗涤器系统扰乱,使用SCR技术时的氨水平,使用活性炭注入时存在的碳;

       •  谷物装载:不均匀的气流分布,物料处理系统扰乱,燃料变化,离线清洁。

       对于织物过滤器而言,最重要的是在所有典型的操作条件下将压降保持在可接受的范围内,同时还满足排放要求。实现这些目标并且经济有效地归结为粉尘饼管理。

用于燃煤锅炉应用的标准织物

粉尘排放管理

       随着时间的推移,由于气流中的颗粒,在过滤介质的表面上形成粉尘饼。例如,在燃煤锅炉中,这种粉尘将由飞灰和用于处理气流(石灰,天然碱,粉末活性炭等)的任何材料组成,然后再收集在布袋除尘器上。这种粉尘饼由布袋除尘器清洁系统控制。防尘饼在布袋除尘器中执行两个关键功能:

       1.过滤效率:布袋除尘器作为真空产生和控制效率的尘饼的支撑结构。织物本身不如在其表面上产生的尘饼高效,并且织物本身不能使系统满足环境法规。这种防尘饼还提供一些防止进入的气流的保护,防止布料直接受到进入的灰尘负荷。

       2.气体流与粉尘饼的接触:在布袋除尘器之前使用洗涤器技术或活性炭注入技术的燃煤锅炉中,过滤器上的粉尘饼提供了气流和气流之间的一些接触时间。注入气流中的物质用于污染控制。

导致布袋除尘器问题的常见故障

       控制这种防尘饼的关键是监控压降并控制清洁以保持防尘饼。

       过度清洁滤袋是导致滤袋过早失效的主要原因之一。首先,过滤器能够在其使用寿命期间承受一定数量的清洁循环。如果我们每五分钟清洁一次过滤器,可能会持续两年。如果我们每10分钟清洁一次,可能会持续四年。清洁能量会使过滤器慢慢降解,就像洗衣机中的清洁织物会随着时间的推移而降低衣物一样。我们清洁的越少,织物应该持续的时间越长。过度清洁的另一个问题是它不允许灰尘饼正常发展,导致灰尘渗透到织物深处并永久地滞留在那里(致盲)或灰尘完全穿过织物并最终作为排放(渗透)。

       在实用型布袋除尘器中,在布袋除尘器上游具有气流处理设备,除尘饼具有另一个目的:在气流和灰尘之间产生更多的接触时间以帮助洗涤气流。这是一个值得注意的重要变量。当试图提高过滤器释放尘饼的能力时,我们经常考虑其他织物整理。这引发了关于使用可能在较低的总压降下操作的过滤器降低擦洗结果的问题。我们能否改善尘饼的释放,使其对粉尘饼的擦洗特性产生不利影响?实际结果表明,织物表面处理不一定会影响过滤器产生完成擦洗目标所需的防尘饼的能力。无论使用何种织物整理剂,都可进行防尘饼管理。

布袋除尘器系统压降表

气流处理对粉尘饼管理的影响

       今天的燃煤电厂使用的空气污染控制设备几乎总是不仅仅是一个布袋除尘器。在布袋除尘器之前或之后使用各种不同的气流处理技术以在气流离开堆叠之前处理气流。这种设备不仅有可能影响织物过滤器的性能,布袋除尘器也会影响这种设备。

       为了在较长的时间内保持较低的压降,并尽可能降低清洁频率,最终用户选择了不同的织物类型和织物整理剂。与织物过滤器结合使用的气流处理设备可以产生使清洁系统更难以保持压降的条件。有几种情况下,织物样式或饰面已成功更改,以提高系统在尽可能低的清洁频率下将压降保持在正确范围内的能力。近年来最成功的例子是用膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜处理基底织物。简而言之,该膜产生非常光滑且高效的表面,使得可以以较少的清洁能量维持防尘饼。这有助于系统不仅可以处理粘性,难以清洁的尘饼,还可以降低清洁频率(延长过滤器使用寿命)。

       虽然ePTFE过滤器使布袋除尘器能够在较低的压降下运行,而不管气流的变化如何,但真实的结果表明它们不会对气流与灰尘之间接触可能减少的洗涤结果产生不利影响。

洗涤器

洗涤器用于烟道气脱硫(FGD)和酸性气体控制,使用了几种不同的技术:

       •  喷雾干燥FGD:通常在布袋除尘器的上游;

       •  湿干FGD;通常在布袋除尘器的下游;

       •  循环干洗涤器;

       •  干吸附剂注射。

潜在的滤袋过滤效果:

       •  增加粮食负荷;

       •  将水分引入飞灰的可能性,导致高压降/增加的清洁要求;

       •  当洗涤器位于布袋除尘器的下游时,低效操作会导致下游技术的清洁要求增加。

选择性催化还原(SCR)

       SCR用于借助催化剂将氮氧化物(NOx)转化为双原子氮(N 2)和水。通常将氨加入烟道气流中并吸附在催化剂上。

       潜在的滤袋过滤效果:

       •  由硫酸氢铵产生的粘性粉尘导致更高的压降/增加的清洁频率。

静电除尘器(ESP)

       ESP通过使用电力从烟道气中去除微粒。脏气流通过设置在相反极性的电极之间的电场。在ESP最初作为主要空气污染控制装置安装的公用事业行业中,它们有时在ESP下游添加布袋除尘器后停止使用。

       潜在的织物过滤效果:

       •  较低的谷物负荷:可能导致清洁频率降低;

       •  基于较低的颗粒负载,以较高的A / C比率施加织物过滤器的潜力;

       •  可以改变进入织物过滤器的粒度分布,去除较大的颗粒并允许大部分较细的颗粒通过。这可以为布袋除尘器创造更具挑战性的尘饼。

碳注入

       一种有助于控制汞排放的方法是将活性炭注入烟气中,以便在汞离开烟囱之前吸附汞。这通常在布袋除尘器的上游完成。

       潜在的滤袋过滤效果:

       •  增加粮食负荷;

       •  火势好;

       •  无法从布袋除尘器排除粉尘。

布袋除尘器

影响布袋除尘器的真实干扰条件

       布袋除尘器有几个工作要在燃煤锅炉应用中执行。它需要保持压降,同时满足所有环境法规以及系统中的其他环境设备。最重要的是,现实世界中的不安情况会给布袋除尘器带来挑战。如果布袋除尘器无法处理干扰,结果可能导致工厂无法满足所需的负载需求或由于无法满足环境法规而被迫关闭。另一个问题是,如果不安的情况需要长时间连续清洁,导致滤袋过早失效和滤袋寿命比预算预期的要短。

结论

       燃煤锅炉上使用的布袋除尘器面临现实世界的环境,这使得管理压降,效率和系统洗涤性能百分比的主要目标成为挑战。防尘饼管理对于确保实现这些目标至关重要。多种因素会对系统的防尘饼产生影响:

       1.入口温度低;

       2.高水分含量;

       3.使用洗涤器/ SCR /活性炭注入时产生的具有挑战性的尘饼;

       4.比正常情况更长的滤袋需要积极清洁以保持压降;

       5.灰分量和气流化学变化。

管理粉尘饼需要控制过滤器压差,在确保:

       1.要求的微粒去除效率;

       2.工厂负荷要求;

       3.必要的过滤介质上的粉尘饼擦洗;

       4.最大限度地降低了运行布袋除尘器的能源成本;

       5.最大化过滤器寿命,最小化维护成本;

       存在过滤介质技术,其提高了布袋除尘器在真实条件下操作的能力。ePTFE膜层压过滤器的使用通过允许其在较低压降下操作并从常见的不正常状态恢复来改善布袋除尘器的性能。