電改電袋復(fù)合除塵器設(shè)計(jì)分析

吳善榮 福建龍凈環(huán)保股份有限公司

1 電袋復(fù)合除塵器形式

根據(jù)研究調(diào)查顯示，現(xiàn)階段電袋復(fù)合除塵器有3種應(yīng)用形式，分別是前電后袋型、靜電增強(qiáng)型以及先進(jìn)混合型。

前電后袋型，其主要是指在整體運(yùn)行設(shè)備的前級(jí)設(shè)置靜電除塵單元，將布袋除塵單元布置在整體運(yùn)行設(shè)備的后級(jí)，然后將二者進(jìn)行串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)除塵的目的。

靜電增強(qiáng)型，其工作運(yùn)行的過(guò)程中，主要是利用粒子荷電后的過(guò)濾特性。此種形式的除塵器，其主要是通過(guò)濾袋進(jìn)行除塵，而靜電除塵器的主要目的是使粒子荷電。使粒子荷電，其可以在很大程度上改善其過(guò)濾性能，使其在不同形式的濾料上都可以進(jìn)行過(guò)濾，而且在此過(guò)程中系統(tǒng)壓力也會(huì)有所降低，并且也在很大程度上提升了濾袋的透氣性能以及清灰性能。

先進(jìn)混合型，主要是由電除塵器部件以及濾袋交互排列構(gòu)成，在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)在整體除塵器內(nèi)設(shè)計(jì)多個(gè)除塵單元，且每個(gè)除塵單元內(nèi)又包含靜電除塵單元以及布袋除塵單元。在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)于排列方式的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員會(huì)使電除塵電極與濾袋交替設(shè)計(jì)，此種形式類(lèi)似于在布袋除塵單元內(nèi)設(shè)計(jì)布置一個(gè)靜電除塵單元。

2 電改電袋復(fù)合除塵器設(shè)計(jì)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 提升整體應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性能

電袋復(fù)合除塵器在實(shí)際工作運(yùn)行的過(guò)程中，其有效地利用了電除塵器的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)燃煤電廠產(chǎn)生的煙塵進(jìn)行收集時(shí)，首先會(huì)經(jīng)過(guò)電除塵單元，而電除塵單元會(huì)收集整體80%左右的煙塵，而布置在后級(jí)的布袋除塵單元，只需要收集剩余的20%煙塵即可，其在很大程度上降低了布袋除塵單元的工作強(qiáng)度以及工作壓力。而且電袋復(fù)合除塵器的應(yīng)用降低了濾袋清洗的次數(shù)，因此可以在很大程度上提升濾袋的使用時(shí)間，降低系統(tǒng)阻力，進(jìn)而提升整體除塵器應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性能。

2.2 提升微細(xì)粉塵收集率

電袋復(fù)合除塵器在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將布袋除塵單元設(shè)計(jì)布置在后級(jí)，布袋收集單元可以對(duì)微細(xì)粉塵進(jìn)行收集，且收集率相較于單獨(dú)的布袋收集器來(lái)說(shuō)更高。后級(jí)設(shè)計(jì)布置的布袋除塵單元主要是利用過(guò)濾原理，對(duì)氣體內(nèi)的粉塵進(jìn)行過(guò)濾收集，在經(jīng)過(guò)布袋除塵單元后，粉塵全部留在濾袋內(nèi)，進(jìn)而達(dá)到除塵的目的，其不需要再對(duì)運(yùn)行設(shè)備設(shè)施進(jìn)行調(diào)整。此外，利用脈沖的方式進(jìn)行清洗灰塵，灰塵不會(huì)再次排入到空氣之中，其也在很大程度上避免出現(xiàn)二次揚(yáng)塵的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 提升整體除塵運(yùn)行效率

電袋復(fù)合除塵器在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，其運(yùn)行的穩(wěn)定性更強(qiáng)，因此其發(fā)生故障的概率明顯降低，且即使前級(jí)靜電除塵單元出現(xiàn)故障，但是后級(jí)的布袋除塵單元仍然可以正常進(jìn)行運(yùn)行工作，其在很大程度上提升了除塵器運(yùn)行的有效率。此外，應(yīng)用電袋復(fù)合除塵器進(jìn)行除塵，其對(duì)于煙氣性質(zhì)的要求比較低，因此適用性更強(qiáng)，而且在實(shí)際進(jìn)行除塵的過(guò)程中，其除塵效率不會(huì)受到粉塵比的影響，因此電廠無(wú)論應(yīng)用何種類(lèi)型的煤炭都可以實(shí)現(xiàn)除塵的目的。

3 電改電袋復(fù)合除塵器設(shè)計(jì)

本次改造設(shè)計(jì)以某燃煤電廠為例，并應(yīng)用前電后袋型復(fù)合除塵器的形式。

3.1 靜電除塵單元設(shè)計(jì)

前級(jí)靜電除塵單元主要是由陰極系統(tǒng)、陽(yáng)極系統(tǒng)、陰陽(yáng)極頂部振打機(jī)構(gòu)以及高低壓供電裝置等組成。

3.1.1 靜電單元計(jì)算分析

3.1.1.1 靜電除塵單元有效驅(qū)進(jìn)速度計(jì)算

在實(shí)際對(duì)除塵效率進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，主要是計(jì)算靜電除塵單元的主要系統(tǒng)參數(shù)，粉塵有效驅(qū)進(jìn)速度的計(jì)算決定了后續(xù)靜電除塵單元的有效性以及準(zhǔn)確性。粉塵有效驅(qū)進(jìn)速度主要是指，在電場(chǎng)力的作用下，粉塵顆粒會(huì)產(chǎn)生收塵極運(yùn)動(dòng)的速度，而且研究人員研究發(fā)現(xiàn)，有效驅(qū)進(jìn)速度越快，粉塵收集率越高。但是在實(shí)際進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，也需要注意4點(diǎn)內(nèi)容，即①粉塵性質(zhì)，其會(huì)對(duì)粉塵驅(qū)進(jìn)速度造成一定的影響；②靜電除塵影響效果，其效果會(huì)對(duì)整體造成一定的影響，因此需要選擇最為合理的數(shù)值；③對(duì)于煙塵以及相似工藝的電除塵器，并測(cè)試實(shí)際運(yùn)行效率、伏安特性運(yùn)行參數(shù)；④加強(qiáng)試驗(yàn)，進(jìn)而得到合理的粉塵有效驅(qū)進(jìn)速度。

3.1.1.2 其他數(shù)據(jù)計(jì)算

除了對(duì)計(jì)算粉塵有效驅(qū)進(jìn)速度進(jìn)行計(jì)算，還需要對(duì)收塵極板總面積進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)也需要對(duì)電廠風(fēng)速及有效斷面積進(jìn)行計(jì)算，也需要針對(duì)通道寬度及通道數(shù)進(jìn)行計(jì)算，此外還需要對(duì)電場(chǎng)長(zhǎng)度及電場(chǎng)數(shù)、氣體在電場(chǎng)停留時(shí)間以及出口濃度進(jìn)行計(jì)算。

3.1.2 陰極系統(tǒng)

對(duì)于整體靜電除塵單元來(lái)說(shuō)，最為重要的就是陰極系統(tǒng)，如果將其比作人體系統(tǒng)，那么陰極系統(tǒng)就相當(dāng)于人體的心臟。陰極系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接決定了放電程度，或強(qiáng)或弱。在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要包括4陰極絕緣瓷支柱、陰極大框架、陰極小框架與電暈線（針刺線）以及電纜引入室4項(xiàng)內(nèi)容。通常情況下來(lái)講，在設(shè)計(jì)安裝靜電除塵單元的過(guò)程中，在實(shí)際設(shè)計(jì)陰極系統(tǒng)時(shí)，會(huì)設(shè)計(jì)多條極線，對(duì)于極線的布置來(lái)說(shuō)，需要保證彼此之間保持平行，進(jìn)而與框架共同組成片狀結(jié)構(gòu)。

3.1.3 其他內(nèi)容設(shè)計(jì)

3.1.3.1 陽(yáng)極系統(tǒng)

對(duì)于陽(yáng)極系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，其會(huì)用多個(gè)陽(yáng)極板，并對(duì)其進(jìn)行排組，最終形成陽(yáng)極系統(tǒng)，其主要目的是捕捉進(jìn)入靜電除塵單元的荷電粉塵。

3.1.3.2 陰陽(yáng)極頂部振打機(jī)構(gòu)

靜電除塵單元在實(shí)際運(yùn)行工作得到過(guò)程中，會(huì)吸收近80%的粉塵，而這些粉塵很容易附著在極板或者極線上，其會(huì)在很大程度上對(duì)整體運(yùn)行造成不良影響。針對(duì)此情況，研究人員設(shè)計(jì)了陰陽(yáng)極頂部振打機(jī)構(gòu)，其可以通過(guò)振動(dòng)擊打得到方式打落附著得到粉塵。

3.1.3.3 高低壓供電裝置

陰極系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中其需要高壓直流電，且頂部陰陽(yáng)極頂部振打機(jī)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)行生活的過(guò)程中也需要低壓直流電的支持，因此就需要高低壓供電裝置的支持。

3.2 布袋除塵單元的設(shè)計(jì)

3.2.1 濾料的選擇

布袋除塵單元運(yùn)行工作的過(guò)程中，主要是利用濾料對(duì)氣體內(nèi)的粉塵進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾后的粉塵會(huì)直接留在濾料上，進(jìn)而達(dá)到除塵的目的。濾料是縫制濾袋的重要材料，因此可以說(shuō)濾料的選擇直接決定著布袋除塵單元的性能以及除塵效果。此外在實(shí)際進(jìn)行選擇的過(guò)程中也需要考慮到除塵原理以及粉塵特性，其對(duì)于濾袋也提出了一定的要求。首先，需要保證在完成除塵進(jìn)行清理的時(shí)，其可以保留一定的永久性容塵，其可以在很大程度上保證過(guò)濾的有效性以及過(guò)濾效果；其次，其對(duì)于壓力損失也提出了一定的要求，需要保證其可以在均勻容塵的狀態(tài)下具備良好的透氣性，并降低壓力損失；再次，需要保證濾料具備良好的抗折性能、耐磨性能，同時(shí)也需要具備良好的機(jī)械性能。此外，由于燃煤電廠的特殊性，其煙氣排出時(shí)溫度較高，因此濾料需要具備良好的耐高溫性，且需要具有抗腐蝕性。最后，為了保證電廠的經(jīng)濟(jì)利益，因此需要保證其使用時(shí)間長(zhǎng)且采購(gòu)成本低。

在實(shí)際進(jìn)行選擇的過(guò)程中，大部分濾料很難滿足所有特性需求，因此在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要根據(jù)實(shí)際條件選擇更為合適的濾料，提升整體除塵率。

3.2.2 清灰系統(tǒng)

對(duì)于清灰系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)可編程邏輯控制器（PLC），主要是為了發(fā)出預(yù)警信號(hào)。在實(shí)際進(jìn)行除塵的過(guò)程中，其壓力之間存在壓力差，在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)于壓差來(lái)說(shuō)會(huì)設(shè)定一個(gè)閾值，在此種狀態(tài)的影響下，如果壓差超過(guò)設(shè)定閾值，PLC會(huì)對(duì)脈沖控制器發(fā)送預(yù)警信號(hào)，隨后脈沖閥門(mén)會(huì)隨之打開(kāi)，氣包內(nèi)存在的壓縮空氣會(huì)瞬間釋放，并進(jìn)入濾袋之內(nèi)。壓縮空氣進(jìn)入到濾袋之后，濾袋會(huì)迅速膨脹，會(huì)導(dǎo)致堆積在外側(cè)的灰塵塊破裂，然后掉落到底部的灰斗之內(nèi)。

3.2.3 旁路系統(tǒng)

設(shè)計(jì)旁路系統(tǒng)的主要目的是為了防止沒(méi)有完全燃燒的油進(jìn)入至濾袋內(nèi)，為了保證投入的煤炭燃燒，需要在前期點(diǎn)火的過(guò)程中會(huì)投油，而未燃燒的油會(huì)導(dǎo)致濾袋污染。針對(duì)此情況，會(huì)在布袋除塵單元設(shè)計(jì)旁路系統(tǒng)，其布設(shè)的煙氣通道，可以吸收含油氣體，使其不通過(guò)布袋除塵單元就可以進(jìn)入至下游設(shè)備，進(jìn)而保證濾袋的清潔性，保證整體的經(jīng)濟(jì)利益。

3.2.4 濾袋袋籠裝置

電廠燃燒產(chǎn)生的廢氣首先會(huì)通過(guò)前級(jí)靜電除塵單元，但是還會(huì)存在部分細(xì)微粉塵，而此項(xiàng)裝置設(shè)計(jì)的主要目的就是收集捕獲殘存的細(xì)微粉塵。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，燃煤電廠在實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，現(xiàn)有電除塵器因設(shè)備老化、煤質(zhì)不穩(wěn)定，致使除塵效率下降，排放濃度達(dá)不到目前排放標(biāo)準(zhǔn)，其會(huì)對(duì)整體生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的不良影響，污染空氣，針對(duì)此情況將其改造為電袋復(fù)合除塵器。改造后，在很大程度上提升了整體除塵的效率，污染物排放達(dá)標(biāo)，避免超標(biāo)處罰，并且也降低了后續(xù)維修養(yǎng)護(hù)以及更換得到成本投入，其在很大程度上保證了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益以及社會(huì)效益，同時(shí)也貫徹落實(shí)了我國(guó)提出了“綠色發(fā)展”的戰(zhàn)略目標(biāo)。