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简述布袋除尘器的原理及运用

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-09-22 14:45:52

摘要:文章简述了布袋除尘器的结构原理、特点及其核心部件—滤袋的有关情况,详细介绍了决定布袋除尘效率和寿命的主要因素,并对布袋除尘器应用前景进行了展望。

关键词:布袋除尘器;除尘特点;除尘效率;运行维护

布袋除尘器的原理及运用

我国为产煤大国,原煤储量和开采量均居世界第一。这样的资源情况,决定了我国能源结构以火电为主。预计近10年内火力发电所占比重在70%以上,每年新增燃煤锅炉将产生大量含尘烟气,随着国家对环境保护的重视程度和环境保护要求的日益提高,除尘工作也倍显重要。在前几年,电除尘器应用在我国较为广泛,随着滤袋的国产化和使用寿命的延长,火力发电厂锅炉尾部除尘回到了布袋除尘的时代,并且取得了良好的效果,其特点是:①布袋除尘器附属设备少,投资省,技术要求没有电除尘那样高;②能捕集比电阻高,电除尘难以回收的粉尘;③除尘效率高达99.9%以上;④布袋除尘器性能可靠,对负荷变化适应性好,运行管理简便,特别适宜捕集细微而干燥的尘土,所收干尘便于处理和回收利用;⑤能适合生产全过程除尘新理论,降低总量排放;⑥布袋除尘器适于净化爆炸危险或带有火花的含尘气体。

布袋除尘器在我国其他行业中已经使用得比较普遍,但在锅炉布袋除尘器的早期运用中,有很多失败教训,其主要原因在于当时的技术及配套件,早期的布袋除尘器失败后,燃煤锅炉烟气除尘基本运用电除尘器。但随着国家环保要求的日益提高,电除尘器的广泛应用,其弱点逐渐暴露出来。目前主要因为烟尘排放超标,除尘效率下降,其次其运行综合费用比较高,近几年,随着布袋除尘器核心部件一滤袋等配套件生产技术的日益提高,原来布袋除尘器在燃煤锅炉烟气除尘运用中失败的因素,都得到了比较妥善的解决,布袋除尘已得到了普遍推广使用。但在内蒙地区,由于经济和燃煤的原因,还有部分电厂的燃煤锅炉仍在使用电除尘器,这种局面,估计会很快得到解决。下面就从以下几个方面简单介绍一下布袋除尘器的使用情况。

1布袋除尘器的除尘原理

布袋除尘器也称过滤式除尘器,是一种干式高效除尘器,它是利用纤维编织物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。由于布袋滤料的不同,除尘效率也有较大的区别,但有一点可以确定,滤袋上收集到的粉尘定期地被清灰装置清除并落人灰斗,再通过出灰系统排出。清灰方式有两种:一种是机械抖动,另一种是使用不同压力的气源滤袋进行反吹,又可分为烟气反吹和脉冲空气反吹。

2决定布袋除尘器除尘效率和寿命的主要因素

决定布袋除尘器效率和寿命的主要原因有气布比、滤料的选择、烟气灰分的特性、设备加工和安装施工的质量,清灰方式和频率,运行维护的管理等等。

2.1气布比

把布袋除尘器平均的过滤速度表示为气比布,它是烟气量与整个有效过滤面积之比。这个参数在布袋除尘器的选择和设计中是一个非常重要的技术指标。气布比是除尘器设计时根据烟气和粉尘的特性、允许排放标准、阻力操作、清灰的方式等来选择。若气布比选得太高,虽然布袋除尘器的体积小,造价低,但运行阻力大,清灰频繁,粉尘颗粒容易嵌入滤料的内部,大大地缩短布袋的寿命,甚至影响布袋除尘器正常运行;相反,气布比选得太低也不合适,因为初始投资明显增加,但带来的效益并没有相应得那么多。不同的清灰方式,因为其清灰的特点不同而必须选用不同的气布比。此外,布袋除尘器对处理的气体量和含尘浓度的允许变化范围大,而除尘效率稳定。也就是说,在实际运行中,即使烟气量和含尘浓度超过设计值,但在一定范围,除尘效率还是能维持在较高水平,只是清灰的次数须增加,烟气的压力、气流均对气布比选择影响不大。关于滤袋的寿命,根据专家的分析和使用经验,Ryton滤料在电厂烟气条件下的使用寿命可达30O00h,但要烟气含氧量<10%,烟气温度最高不得超过190℃,当烟气温度在170℃~190℃时,不能超过100个小时,平时应作好锅炉烟气温度变化的详细记录。

2.2滤料的选择

滤料的选择是很重要的,它不但影响到布袋除尘器的效率和寿命,也与造价有关。决定滤料材料的因素主要有烟气的温度、湿度、含氧量、粉尘的粘附性、粉尘的化学成分等。决定使用何种滤料的非常重要的因素之一是布袋能否在除尘介质中长期(在一定的时间范围内)使用而不损坏(即布袋的使用寿命)。因此,影响滤袋寿命的因素除了滤袋的结构、制作工艺、固定方式、清灰方式运行情况等外,最主要的因素就是滤料的特性和质量。滤料特性的主要指标有透气性、密度、抗折叠性、耐磨性、断裂强度和断裂伸长、耐湿性、热收缩滤、水解稳定性等。滤料的特性决定于滤料的原材料(即原纤维)成分、编制工艺、滤料的各种处理等。

布袋除尘器的原理及运用

2.3清灰方式的合理选择

清灰的方式主要有三种:烟气反吹、机械抖动、脉冲反吹。目前,前二种方式的布吹则广泛被采用。

脉冲反吹布袋除尘器由滤袋组件、导流装置、脉冲喷吹系统、出灰系统、控制系统、离线保护系统、箱体等组成。含尘气体由导流管进入各单元室,在导流装置的作用下,大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗,其余粉尘随气流均匀进入各仓室过滤区,过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体,提升阀、排风管排出,随着过滤工况的进行,当滤袋表面积尘达到一定厚度时,由清灰控制装置按设定程序关闭提升阀;控制当前单元离线,并打开电磁脉冲阀喷吹,抖落滤袋上的粉尘,落入灰斗中的粉尘经由卸灰阀排出后,利用输灰系统送出。

虽然这三种形式的布袋除尘器各有其特点,但除尘效率和使用寿命都比较理想,没有太大的区别。2.4运行维护管理

2.4.1滤袋的储存

对于备品滤袋的储存,应注意两个问题,既避免潮湿,又不能受阳光直射,防止品质变化。

2.4.2滤袋的安装

①滤袋开箱时注意不要划伤表面,澳洲电厂曾经出现这类问题。②安装时应严格禁止明火及焊接工作,使用工具应妥善防放置,防止掉落损伤布袋。

2.4.3预涂灰

使用的布袋除尘器必须进行预涂灰,从使滤袋表面建立一层滤饼,保护布袋。因此,建立合适的滤饼层对滤袋寿命、除尘效率都是极为重要的。

2.4.4减温装置

目前,布袋除尘器滤料一般是化纤的。化纤的氧化老化是影响滤料寿命的主要因素之一。由于化纤的氧化的速度随温度的升高显著加快,因此温度对滤料的寿命影响是很大的。所以严格控制烟气的温度,对延长布袋除尘器的寿命能起很大作用。

2.4.5清灰频率对滤袋寿命的影响

影响布袋除尘器的寿命因素主要有运行环境、滤袋的纺织方法、布料种类、清灰方式、清灰频率及滤袋与袋笼的摩擦等。在工况、布料、清灰方式已经确定的情况下,清灰频率对滤袋寿命的影响很重要。目前,随着科技的不断发展,清灰的控制都采用PLC程序控制。PLC程序控制具有自动报警功能,出现异常情况时会随时报警,提醒运行人员注意或采取应急措施。

在我国,随着对环境保护越来越重视,国家已经对烟尘的排放提出了更加严格的要求,加上新型洁净煤燃烧技术——循环流化床锅炉在火力发电厂中的大力推广应用,循环流化床锅炉的飞灰循环燃烧和为了炉内脱硫添加了大量石灰石,锅炉飞灰很细而且灰分比电阻增大,直接导致了电除尘器效率的下降,采用布袋除尘器是理想选择。