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袋式除尘器具有综合高性能和清灰系统原理

2020-05-29 18:21:38

  燃煤电厂锅炉除尘器滤袋失效原因分析随着我国经济的高速发展,以资源、能耗为主的重工业(电力、钢铁、化学等)也得到了迅速的发展。

然而,作为一种高耗能、高污染的产业,在发展的同时,也对环境的可持续发展造成了严重的威胁,如高温烟气、烟尘类颗粒物的排放等。若不对其采取的治理,必将直接影响人的健康甚至生命。

我国是煤炭大国,占据了国内的主要燃料市场,随着对于能源的需求越来越多,因此产生的有毒有害气体将会严重影响人类和生态环境的生存,因此,怎样实现设备构造简单,操作简单、一次性投资少,占地面积小,耐腐蚀,能耗低,不易产生二次污染,处理后的副产物具有市场需求的同时保证脱硫除尘达到排放的标准是新型脱硫除尘装置一体化(技术)的关键。

  {一}、袋式收尘器具有综合高性能

  布袋除尘设备的除尘效率可稳定达到高以上,可满足排放的要求,并且不受煤种、炉况及烟尘参数条件的影响。据2013年袋委会对燃煤电厂28台袋式收尘器的调研结果:排放浓度全部低于30mg/Nm³,其中19台低于20mg/Nm³,6台低于10mg/Nm³。袋式收尘器在垃圾焚烧发电行业已有大量排放浓度低于10mg/Nm³的业绩,用于钢铁行业高炉煤气净化,出口浓度可稳定在5mg/Nm³以下。

  除尘器滤袋的运行阻力高于电除尘器,这是不争的事实。近几年通过除尘器结构型式、气流组织、滤料及清灰技术的攻关,用于燃煤电厂的袋式收尘器运行阻力可稳定控制在800~1200Pa。袋委会调研的28台袋式收尘器,运行阻力全部低于1200Pa,其中20台低于1000Pa。另外,行业专家关注运行能耗,与电除尘器相比,袋式收尘器增加了引风机电耗,但节省了电场供电能耗,调研表明总的运行能耗基本上与3电场电除尘器持平。以新建600MW机组配套除尘器为例进行计算:在达到相同排放浓度时,袋式收尘器的运行能耗费用为334万元/a,而5电场电除尘器为357万元/a,6电场电除尘器为407万元/a,能耗比为1︰1.07︰1.22。

  袋式收尘器的使用寿命主要体现在除尘器滤袋的使用年限,这也是广大用户较为关心的问题。20世纪末,多家电厂试用袋式收尘器,但都存在除尘器滤袋使用数月就要换的严重问题,但目前这种状况已经改变。经过近十多年的攻关,电厂袋式收尘器的滤料已摆脱了由PPS、玻纤滤料“一统天下”的局面,出了PPS、P84、PTFE、玻纤等多种纤维、多种结构型式、多种织造方式的高性能滤料,并针对烟尘条件制定了滤料选用规则。加上除尘器结构、气流组织、清灰系统的改进,确保除尘器滤袋具有3~4年及长的使用寿命,可满足一个炉役期的使用要求。袋委会调研的28台除尘器中,除尘器滤袋使用寿命超过52个月的有11台,较长为92个月,寿命未到4年仍在正常使用的有15台,只有2台除尘器因燃用高硫煤及频繁启停等原因,除尘器滤袋曾出现非正常破损的情况,已及时进行了改进。

  关于建设费用,以新建600MW机组为例,在采用当代新技术并达到同一排放浓度的条件下,从除尘器投资、运行能耗、维修费用等方面综合考量对比,袋式收尘器的总费用较少,与5电场除尘器、6电场除尘器的总费用比例约为1:1.02:1.10;袋式收尘器的占地面积较小,与5电场除尘器、6电场除尘器的占地面积比例约为1:2.0:2.35,因而适宜除尘改造工程。

  {二}、布袋式脉冲除尘器清灰系统原理

  袋式收尘器是一种干式除尘器,它是利用有机、无机纤维编织制作的滤袋将含尘气体中固体颗粒物滤出的除尘设备。对于2μm以上的粉尘,且造价较低、管理简单、维修方便。该设备通常由箱体结构、过滤单元、清灰系统、输灰机构、控制系统等组成。

  1、工作原理

  含尘气体进入袋式收尘器,在扩散、重力、碰撞等作用下,粒径范围内的粉尘会粘附在单机袋式除尘器的受尘面,形成尘饼,干净空气穿过滤袋排出机体,实现气尘分离,达到净化空气的目的。随着时间推移,尘饼堆积越厚,除尘器的阻力就越高,导致除尘器效率下降。为保证系统正常运行,进行清灰。清灰的目的是去除粘附在滤袋外表的粉尘,使粉尘层保持在范围内,系统运行阻力在范围内波动。

  2、脉冲清灰系统

  袋式收尘器的清灰方式主要有:①机械清灰;②脉冲清灰;③反吹清灰;④组合清灰等几种。3、清灰系统原理脉冲清灰是利用压缩空气在极短的时间内(通常不超过0.3s)高速喷入滤袋,同时诱导数倍于己的空气,形成冲击波,使滤袋产生急剧的膨胀和振动,之后滤袋回瘪,这种一涨一瘪的过程使滤袋表面粉尘脱落。喷吹系统由脉冲控制仪、电磁阀、喷吹管等组成。脉冲控制仪控制电磁阀瞬间通断形成脉冲气流。

  从清灰的过程看,粉尘脱落量与滤袋“涨”、“瘪”程度有关,这过程由喷入滤袋的压缩空气量、气压、间隔、时间决定,这几者之间综合作用构成通常所说的清灰强度这一概念。间隔就是脉冲周期,即同一电磁阀相临两次打开的时间间隔(一般为3~180s),它决定清灰的频率。时间就是脉冲宽度,即电磁阀膜片打开的时间(一般为0.03~0.3s),它决定清灰气量的大小。这两个参数都连续可调并由脉冲控制仪决定。

  粉尘层的形成与过滤速度有关,过滤速度高时粉尘层形成较快;过滤速度低时,粉尘层形成较慢。粉尘在滤料上的附着力是非常强的,可以达到粒子自重的1000~4200倍。清灰之后,粉尘层会继续存在。但清灰强度过大会破坏粉尘层,导致粉尘层的“漏气”,降低捕集粉尘的效果,直接表现为袋式收尘器间歇冒灰。

  脉冲清灰的气压分为高压、低压两种,高压一般为0.5~0.7MPa,低压一般为0.1MPa左右。高压清灰诱导的空气量大,能耗高;低压清灰节省压缩气用量,压损小、喷吹管口径大,能耗低,适合抗折性比较低的滤料。从清灰效果讲两者没有太大的差别,这种分法是不科学的。随着人们对清灰机理的进一步认识,清灰的气源压力和气量选择将为合理,灵活掌握清灰系统的配置,延长滤料的使用寿命。


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