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袋式除尘器的特点及在燃煤电厂的应用分析

来源: 作者: 发布日期:2016-07-08 访问次数:641

袋式除尘器具有除尘效率高、不受粉尘和烟气特性影响、运行稳定的优点,近年来被广泛应用于钢铁、有色冶金、水泥、烟草和垃圾焚烧等行业。本文主要分析对袋式除尘器特点,并介绍袋式除尘器在燃煤电厂的应用。

袋式除尘器也称为过滤式除尘器,是让烟气通过滤网来达到除尘的效果,它具有结构比较简单,运行维护方便;造价及运行费用低;能承受烟气中不同特性的粉尘;处理气体量大,除尘效率高等特点。在实际应用中除尘效率能达到99.99%。经袋式除尘器过滤后的烟气含尘浓度一般都低于30mg/Nm3,有的甚至在10mg/Nm3以下,并且袋式除尘器还能有效捕集对人体危害最大的超细微小颗粒。

1.袋式除尘器的特点

1.1过滤原理

袋式除尘器主要是利用滤料对含尘气体进行过滤,以达到除尘的目的。过滤的过程分两个阶段,首先是含尘气体通过清洁的滤料,此时起过滤作用的主要是滤料纤维的阻留。其次,当阻留的粉尘不断增加,一部分粉尘嵌入到滤料内部,一部分覆盖在滤料表面形成粉尘层,此时主要依靠粉尘层过滤含尘气体。

1.2运行机理

含尘气体进入除尘器后,气流速度下降,烟尘中较大颗粒直接沉淀至灰斗,其余尘粒从外至内穿过滤袋进行过滤,清洁烟气从滤袋内侧排放,飞灰被阻留在滤袋外侧。随着积灰的不断积累,滤袋内外侧的压差逐步增加,当压差达到设定值时,清灰气流反向吹入滤袋内部,滤袋瞬间膨胀,从而使附着在虑袋上的粉尘脱落,达到除尘的效果。

1.3基本结构

1.3.1过滤系统

为了在有限的空间内布置下足够的过滤面积,需要将滤布缝制成滤袋。在锅炉引风机的负压吸引作用下,含尘烟气中的粉尘被滤布阻挡留在滤袋的外表面,净化烟气穿过滤袋,完成过滤工作。为防止滤袋被引风机吸瘪导致净化烟气无法排出,清灰气流无法吸入,滤袋内部需要装有袋笼作支撑。袋式除尘器过滤系统的结构较为简单,是由无数个小型过滤单元构成,每个小型过滤单元是由一条滤袋内装一个袋笼,严密地装在花板上而形成。

1.3.2清灰系统

当滤袋外表面的粉尘达到一定厚度时,就应该对滤袋进行清灰,否则除尘器阻力将持续升高,系统无法继续运行,并会造成其他一些问题。过滤式滤袋的清灰,是利用气流反向吹入滤袋内部,依靠气流的作用力清落滤袋外部的粉尘,完成清灰工作。

1.4袋式除尘器的主要分类

滤袋形式:扁袋式除尘器和圆袋式除尘器;

气流方式:正压式除尘器和负压式除尘器;

清灰方式:机械清灰、反吹风清灰、脉冲喷吹清灰和声波清灰。

1.5袋式除尘器的优点

(1)除尘效率高,能达到99.98%。能长期保证排放浓度低于30mg/m3以下。(2)对人体有严重危害的亚微米级粉尘颗粒和重金属粒子有很好的收集效果。(3)对处理烟气量和含尘浓度有很好的适应性&应用领域宽广。(4)对煤种的适应性强&对粉尘的特性不敏感&不受粉尘比电阻等物化性质的影响&运行安全稳定。(5)设备简单,运行维修方便,不需要高技术工种。(6)一般布袋除尘器采用分室结构,并在设计中留有余量。除尘器分室可轮换检修,而不影响锅炉的运行。因此,对锅炉设备可用率的影响接近为零。

1.6袋式除尘器的缺点

(1)滤袋的价格高,使用寿命短,一般为2~4年。(2)设备阻力损失大,一般在980~1960Pa。

2.袋式除尘器的常用滤料及其选用原则

滤料是袋式除尘器中的主要部件,其造价一般占到设备费用的10%~15%。除尘器的效率、阻力,特别是维护管理情况都与滤料的材质和使用寿命有关。

2.1按不同结构分出的滤料种类

(1)机织布.机织布是将经纱和纬纱按一定规则交织而成的织物,分为平纹、斜纹和缎纹三种。(2)针刺毡.针刺毡是先在一幅平纹的基布上铺上一层短纤维,用带刺的针垂直在布面上下移动,将纤维扎到基布纱绒中,再在基布两面铺上两道以上的纤维层,反复针刺成型,然后经热定型、烧毛、热熔、压光等后处理而成的滤料。(3)表面过滤材料.基于粉尘层有利于过滤的理论,在普通的滤料表面人为地覆上一层微孔薄膜以提高粉尘净化效率。其优点是在过滤的一开始就能在膜表面形成透气性很好的粉尘薄层,这样既保证了较高的除尘效率,又保证了较低的运行阻力。目前,实现表面过滤的途径有三种:①在普通的滤料表面覆以聚四氟乙烯(PTFE)薄膜;②覆以具有大量微孔的涂层;③利用超细纤维在针刺毡表面形成超细面层。

2.2滤料的选用原则

(1)含尘气体的温度是选用滤料的首要因素。按照连续工作温度,滤料大约可分为三类:低于130℃的为常温滤料;130一200℃的为中温滤料,高于200℃的为高温滤料。值得注意的是,通常是按照连续使用温度选用滤料,但在气体温度变化激烈时,应该考虑安全系数,即瞬间峰值温度不得超过滤料的上限温度。

(2)在选用滤料时还要考虑含尘气体的湿度、腐蚀性、可燃性、爆炸性,以及粉尘形状、粒径大小、附着力和凝聚性,并要根据袋式除尘器的清灰方式来综合考虑。

(3)若使用表面覆膜过滤技术,还要特别注意膜态物的高温氧化失效问题,以避免袋式除尘器在高温状态下涌入大量空气,因高温氧化而造成滤料失效。

3.袋式除尘器在燃煤电厂中的应用

随着国家粉尘排放标准的提高,在燃煤电厂烟气处理中,静电除尘器因其除尘效率受粉尘性质的影响较大,因而难以保证长期、稳定高效地运行。而随着袋式除尘技术的发展,袋式除尘器适应性强、除尘效率高、运行稳定、可靠且不受锅炉燃烧工况和粉尘特性影响的优点逐渐显示出来,越来越多的新建、扩建、改建火电厂开始选用袋式除尘器来处理锅炉烟气。

3.1在电厂中应用的技术特点

3.1.1烟气温度

在考虑一定安全系数的条件下,要根据常规条件下的烟气温度合理地选择滤料,同时也应考虑事故条件下,因高温而造成的滤料失效。烟气中是否存在正在燃烧的颗粒物也是必须注意的问题,若存在,可以通过加长烟气连接管或在烟气连接管较短且没有足够空间加长的情况下设置必要的阻火装置等方式加以解决。

3.1.2烟气特性

燃煤电厂的烟气一般都具有酸碱腐蚀性,因此应根据烟气的腐蚀性强度选择适宜的滤料,同时也应考虑烟气通道内的防腐措施。此外,还应采取相应的措施避免烟气中含有的油雾、细微絮状物等粘性物质附着在滤料上造成滤料堵塞。

3.1.3袋式除尘器预除灰

在机组启动或低负荷稳燃时需要使用燃油,因此,为了避免不完全燃烧的油烟粘袋造成滤袋堵塞,故在袋式除尘器投入使用前,应对新布袋进行预除尘(喷粉煤灰)或设置旁通,而对老布袋则不用清灰,以保证其具有一定的灰尘层。

3.1.4袋式除尘器停机

若停机时间短,则不应为滤袋清灰,而需注意除尘器的保温;若停机时间长,则应为所有滤袋清灰,并利用引风机将袋式除尘器内残留的酸性气体清除干净。

4.袋式除尘器在实际应用中存在的问题

4.1设备阻力损失较大

由于设计的原因,除尘器在实际使用时所处理的烟气量通常会大大超过设计的烟气量,这就使得烟道流速和过滤速度均大幅增加,阻力上升。另外,由于清灰效果不佳,也会导致阻力的上升。

4.2滤袋破损

由于磨损、机械损伤、烟气超温、烟气中酸性气体的腐蚀,以及滤袋的质量不好、制造不佳、安装不规范等原因都易造成滤袋的破损。

4.3花板积灰

滤袋破损、滤袋连接短管与花板之间密封不好等原因,都会导致花板不同程度的积灰,从而影响袋式除尘器的正常运行。

5.结语

随着我国烟尘排放标准的提高、环保监督力度的加大以及火电厂烟气脱硫技术的多样化,袋式除尘器以它特有的优势在我国燃煤电厂的除尘改造、燃用特殊煤种的电厂除尘,及部分新建电厂的除尘领域将快速发展,并且具有广阔的发展空间。