布袋除塵器的發(fā)展前景及應(yīng)用分析

摘要：袋除塵器是最常用的高效除塵設(shè)備，相對(duì)于其它除塵設(shè)備有著很大的優(yōu)勢(shì)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，運(yùn)行費(fèi)用低，而且造型美觀，得到了廣大用戶的青昧。最近幾年袋式除塵器的迅速發(fā)展，優(yōu)點(diǎn)更加突出，使其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。布袋除塵器的發(fā)展無(wú)法阻擋，它必將成為除塵設(shè)備的主導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：布袋除塵器發(fā)展前景 應(yīng)用分析

前言

布袋除塵器是能夠有效控制煙塵污染的主要設(shè)備之一，它具有很高的除塵效率。經(jīng)過(guò)布袋除塵器過(guò)濾后的煙氣含塵質(zhì)量濃度一般都低于30mg/Nm3，同時(shí)還能有效地除去煙氣中的微細(xì)粉塵。

布袋除塵器在國(guó)外有著非常廣泛的應(yīng)用，尤其是在粉塵排放要求嚴(yán)格的地區(qū)，幾乎是作為高效除塵器的唯一選擇，如澳大利亞的電廠90％以上都采用了布袋除塵器。在我國(guó)，鋼鐵行業(yè)與水泥行業(yè)中布袋除塵器也已有數(shù)十年的應(yīng)用歷史，特別是從2004年1月1日開(kāi)始，我國(guó)的電廠煙氣開(kāi)始采用新的排放標(biāo)準(zhǔn)后，電除塵器在很多場(chǎng)合已不能保證達(dá)標(biāo)排放。布袋除塵器適應(yīng)性強(qiáng)、除塵效率高、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。在燃煤電站鍋爐除塵中布袋除塵器開(kāi)始逐漸取代靜電除塵器[1]。

1 布袋除塵器的工作原理[2]

布袋除塵器也稱為過(guò)濾式除塵器，是一種干式高效除塵器。它是利用纖維編制物制作的袋式過(guò)濾元件來(lái)捕集含塵氣體中固體顆粒物的除塵裝置。其作用原理是塵粒在繞過(guò)濾布纖維時(shí)因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。細(xì)微的塵粒則受氣體分子沖擊不斷改變著運(yùn)動(dòng)方向，由于纖維間的空隙小于氣體分子布朗運(yùn)動(dòng)的自由路徑，塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來(lái)。其工作過(guò)程與濾料的編織方法、纖維的密度及粉塵的擴(kuò)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(jī)械強(qiáng)度。耐熱性能良好的纖維，其耐熱度目前已可達(dá)到250~350℃。

布袋除塵器按其清灰方式的不同可分為：振動(dòng)式、氣環(huán)反吹式、脈沖式、聲波式及復(fù)合式等五種類型。其中脈沖反吹式根據(jù)反吹空氣壓力的不同又可分為：高壓脈沖反吹和低壓脈沖反吹兩種。脈沖清灰袋式除塵器由于其脈沖噴吹強(qiáng)度和頻率可進(jìn)行調(diào)節(jié)，清灰效果好，是目前世界上應(yīng)用最為廣泛的除塵裝置。

2 布袋除塵器的應(yīng)用分析

2.1 布袋除塵器在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀

早在80年代，我國(guó)就在部分電廠鍋爐煙氣處理上安裝了布袋除塵器，由于當(dāng)時(shí)濾料的質(zhì)量問(wèn)題、檢漏手段的落后、反吹方式的不恰當(dāng)以及缺乏運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，造成這些除塵器運(yùn)行全部失敗。到了90年代，國(guó)內(nèi)電廠鍋爐除塵幾乎都采用電除塵器，只是在電廠輸煤系統(tǒng)和除灰系統(tǒng)采用小型的布袋除塵器。

近年來(lái)，由于我國(guó)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，推動(dòng)了布袋除塵器技術(shù)的發(fā)展，布袋除塵器的濾袋性能已完全能適應(yīng)電廠鍋爐煙氣的特性，檢漏手段更加先進(jìn)，吹掃系統(tǒng)更趨合理。

2.2 布袋除塵器發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)

袋式除塵器發(fā)展的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，其一就是有適應(yīng)不同工況條件的優(yōu)質(zhì)濾料；其二，要求強(qiáng)勁可靠的清灰機(jī)構(gòu)，控制設(shè)備阻力。要保持袋式除塵器的發(fā)展，就必須先解決這兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。過(guò)濾材料的進(jìn)步可以推動(dòng)袋式除塵器的發(fā)展，袋式除塵器的最大的缺點(diǎn)就是由于慮袋材料的限制，導(dǎo)致在對(duì)高溫、高濕度、腐蝕性氣體進(jìn)行除塵時(shí)袋式除塵的應(yīng)用有一定的限制；濾袋易破損也是袋式除塵器的缺點(diǎn)。因此慮袋材料的發(fā)展將大大推廣袋式除塵器的應(yīng)用[3]。

目前，我國(guó)火電廠布袋除塵器濾袋材質(zhì)多采用聚苯硫醚，此種濾料(又稱PPS)為表面型濾料，清灰徹底，減少粉塵在濾袋表面形成粉層后板結(jié)的可能。該種濾料強(qiáng)度高，耐溫可達(dá)190℃(燃燒電廠正常運(yùn)行工況排煙溫度為150℃左右)，耐腐蝕、耐磨性能都很強(qiáng)。聚苯硫醚的缺點(diǎn)是當(dāng)煙氣含氧量大于是15％時(shí)耐氧性較差，在正常的運(yùn)行工況條件下使用壽命可以達(dá)到30 000 h。國(guó)內(nèi)布袋除塵器廠采用的濾料PPS主要依賴進(jìn)口，成品布袋在國(guó)內(nèi)加工完成，這就使布袋的價(jià)格大大降低，降低了設(shè)備的運(yùn)行成本。

2.3 布袋除塵器在我公司的應(yīng)用

寧夏回族自治區(qū)寧夏電投銀川熱電公司，在原有3×75t/h次高壓煤粉鍋爐靜電除塵的基礎(chǔ)上，技術(shù)改造一套煙氣脫硫除塵系統(tǒng)，并且配備了改進(jìn)的布袋除塵器。三臺(tái)次高壓煤粉鍋爐共用一套煙氣脫硫除塵系統(tǒng)（三爐一塔）。經(jīng)過(guò)脫硫后煙氣出口SO2的排放濃度≤300mg/Nm3 (6% O2)），鈣硫摩爾比≤1.3，布袋除塵器出口粉塵濃度≤50mg/Nm3。該系統(tǒng)在單爐或兩爐運(yùn)行時(shí)不影響脫硫除塵系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)能有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。

此布袋除塵器濾袋采用無(wú)錫必達(dá)福生產(chǎn)的PPS濾袋（德國(guó)進(jìn)口），并將濾袋進(jìn)行防水防油處理。采用自撐式的支承結(jié)構(gòu)，能承受除塵器荷載(自重、保溫層重、附屬設(shè)備、最大存灰重等)。袋籠材質(zhì)具有良好的剛度，豎筋和縱筋的分布密度保證了濾袋的使用性能；殼體焊縫、人孔門密封條粘接牢固不漏氣，保證了正常壓力下殼體漏風(fēng)率≤3％。同時(shí)布袋除塵器的灰斗及排灰口設(shè)計(jì)保證了灰能自由流動(dòng)排出?；叶飞线€設(shè)置了電加熱保溫裝置，在冷態(tài)情況下啟動(dòng)或在溫度低于設(shè)定值時(shí)都能夠自動(dòng)投入使用，保證布袋除塵器本體內(nèi)壁不會(huì)出現(xiàn)酸結(jié)露現(xiàn)象。采用壓縮空氣脈沖離線反吹清灰裝置，離線檢修。清灰裝置以“定時(shí)清灰”和“差壓清灰”兩種方式控制清灰；采用優(yōu)先控制原則，時(shí)間到，定時(shí)清灰優(yōu)先；差壓到，差壓清灰優(yōu)先。清灰系統(tǒng)采用PLC自動(dòng)控制。布袋除塵器脈沖反吹清灰裝置應(yīng)技術(shù)成熟、使用可靠、清灰效果良好，并最大限度地降低了二次揚(yáng)塵。其性能參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 布袋除塵器主要技術(shù)性能參數(shù)

序號(hào) 項(xiàng)目 單位 性能參數(shù)

1 設(shè)計(jì)壓力 Pa ±6000

2 處理煙氣量 Nm3/h 330000

3 入口含塵濃度 g/ Nm3 ＜800

4 過(guò)濾風(fēng)速 m/s ＜1

5 濾袋規(guī)格 mm Φ152×6000

6 濾袋數(shù)量 條 3360

7 濾袋工作溫度 ℃ ≤150（最高190）

8 濾袋框架材質(zhì) Q235A＋表面處理

9 脈沖閥規(guī)格 英寸 3

10 脈沖閥數(shù)量 只 240

11 提升閥（帶閥）規(guī)格及型式 mm QGF140×140

12 提升閥（帶閥）數(shù)量 套 20

13 脈沖清灰壓縮空氣耗量 m3/min 7

14 本體漏風(fēng)率 % ＜3

3 布袋除塵器的前景

美囤圣勃雷電廠于1973年首先將4臺(tái)鍋爐(總?cè)萘繛?76 Mw)的4臺(tái)電除塵器改為布袋除塵器，隨后布袋除塵器在電站鍋爐和工業(yè)鍋爐上的應(yīng)用日益廣泛。由于許多同家自20世紀(jì)70年代以后，不僅大幅度提高煙塵的排放標(biāo)準(zhǔn)，而且對(duì)硫氧化物的排放也越來(lái)越嚴(yán)格，迫使用戶燃用低硫煤，導(dǎo)致煤灰的電阻率提高，靜電除塵效率降低，不得不用布袋除塵器替代，從而使布袋除塵器更加迅速地發(fā)展。目前使用布袋除塵器的最大機(jī)組達(dá)850 Mw。使用范圍也在不斷擴(kuò)展，如垃圾焚燒爐使用布袋除塵器幾乎已成唯一選擇。目前制造技術(shù)已得到提高，今后需在以下3方面發(fā)展布袋除塵器技術(shù)[5]：

(1)進(jìn)一步改進(jìn)濾料質(zhì)量，增加適用于不同類型鍋爐的濾料品種，延長(zhǎng)濾料的使用壽命。

(2)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化、大型化。如何盡快提高國(guó)產(chǎn)化率，應(yīng)用到更大容量鍋爐(如300 Mw，600 Mw發(fā)電機(jī)組)上，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

(3)進(jìn)一步提高自動(dòng)化水平，采用有效保證濾袋安全的措施，提高附屬設(shè)備的質(zhì)量。例如為防止運(yùn)行中煙溫過(guò)高或過(guò)低對(duì)濾袋造成損害的旁通煙道、為防止煙氣超溫導(dǎo)致燒袋的噴水減溫裝置、為防止點(diǎn)火時(shí)含油煙氣糊袋的粉塵預(yù)噴涂裝置等。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是世界上唯一以煤為主要能源的大國(guó)。作為一次能源，煤的利用方式在我國(guó)主要是燃燒，而煤的燃燒是造成我國(guó)生態(tài)環(huán)境破壞的最大污染源，燃煤所造成的污染已成為制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。我國(guó)電力構(gòu)成以煤電為主，煤電在發(fā)電中的主導(dǎo)地位長(zhǎng)期不會(huì)改變。目前，我國(guó)煤電的環(huán)保性與世界先進(jìn)水平相比還有很大差距。隨著電廠容量的增大，用煤量增多，加上煤質(zhì)較差，燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙氣使許多城市和地區(qū)大氣環(huán)境嚴(yán)重惡化，成為制約電力發(fā)展的突出問(wèn)題。在常規(guī)燃煤電站鍋爐和中小型燃煤工業(yè)鍋爐還在大力發(fā)展的我國(guó)，煙塵的污染防治問(wèn)題是無(wú)法回避的。

盡管布袋除塵器在國(guó)外大、中型火電廠中已得到較為廣泛而成功地應(yīng)用，但如果將其引入我國(guó)火電廠中應(yīng)用，由于我國(guó)電廠的煤質(zhì)變化波動(dòng)較大，鍋爐溫度波動(dòng)也較大，將會(huì)嚴(yán)重影響其正常運(yùn)行，因此需要在引進(jìn)、消化、吸收的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情的布袋除塵器。此外，必須把布袋除塵器看作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程來(lái)研究，因?yàn)槿魏苇h(huán)節(jié)的差錯(cuò)都可能影響整個(gè)除塵器的運(yùn)行[6]。

參考文獻(xiàn)

[1] 何國(guó)良，趙錫勇等，電力行業(yè)中電除塵器與布袋除塵器的應(yīng)用分析，能源環(huán)境保護(hù)，2007.12(21)

[2] 董軍，楊俊，布袋除塵器在火電廠中的應(yīng)用及其發(fā)展前景，華中電力，2004.4(17)

[3] 劉杰，歐汝浩等，布袋除塵器發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，鐵路暖通空調(diào)專業(yè)2006年學(xué)術(shù)交流會(huì)

[4] 趙欣華，梁冬，布袋除塵器技術(shù)在火電廠鍋爐煙氣除塵的應(yīng)用，黑龍江電力2005.4(27)

[5] 張瑞平，趙士騏等，布袋除塵器的應(yīng)用及前景，煤氣與熱力，2004.7(24)

[6] 劉力，李婷等，改進(jìn)布袋除塵器在燃煤電站鍋爐除塵中的應(yīng)用，廣州化工，2010(38)

何波 男 1972年11月生 寧夏電投銀川熱電有限公司 檢修部副主任 中級(jí)工程師 本科學(xué)歷 主要從事熱電設(shè)備的檢修與管理

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