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火電廠應(yīng)用袋式除塵器面臨的問題及對策

來源：一恒除塵設(shè)備發(fā)布時間：2011/10/14 9:57:12

前言
為貫徹《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2003）》，一些火電廠已成功實(shí)現(xiàn)了靜電除塵器改造為袋式除塵器，有的火電廠正準(zhǔn)備“電改袋”。在此過程中面臨著一些具體問題有待研究，諸如：
（1）袋式除塵器的阻力是電除塵器的四倍以上。“電改袋”首先可能遇到原系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)的增負(fù)改造和袋式除塵器投運(yùn)后電耗增加的問題。因此，需要研究降低袋式除塵器阻力；
（2）國內(nèi)外火電廠正投運(yùn)的袋式除塵器類型多樣，以選用何種型式為好；
（3）能用于火電廠煙塵過濾的濾料種類有限，價格又高，每次大修僅更換濾料所需的費(fèi)用就達(dá)到靜電除塵器大修全部費(fèi)用的數(shù)倍；
（4）目前所用的合纖濾料和它的原料主要依靠進(jìn)口，而且還供不應(yīng)求。因此，迫切需要研制性能滿足要求、有利降低阻力、原料來源可靠和價格適宜的新型濾料，同時也需要探索提高濾料壽命的途徑。
1 袋式除塵器的類型
    袋式除塵器按其他除塵器組合與否以及清灰方法的不同可分為：獨(dú)立應(yīng)用的袋式除塵器、靜電除塵器+袋式除塵器組合系統(tǒng)和試驗(yàn)研究袋式除塵器三大類。其中獨(dú)立應(yīng)用的袋式除塵器包括脈沖袋式除塵器（①一單元一閥鼓風(fēng)脈沖袋式除塵器；②一行一閥低壓脈沖袋式除塵器）和反吹風(fēng)袋式除塵器（①圓形袋室回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器；②矩形袋室回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器）；試驗(yàn)研究袋式除塵器包括荷電袋式除塵器和靜電—濾袋一體化除塵器。
    總結(jié)上世紀(jì)80 年代～90 年代試用和本世紀(jì)以來應(yīng)用袋式除塵器的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為選取除塵器類型時應(yīng)從本廠煙塵特性實(shí)際出發(fā)，不僅要求技術(shù)性能，而且安全可靠；投資是決定性因素之一，但不是唯一的因素。
2 袋式除塵器降阻
2.1 袋式除塵器阻力的構(gòu)成
2.2 改善除塵器的結(jié)構(gòu)降阻
   在MC—24 袋式除塵器上進(jìn)行了兩種降阻方案的試驗(yàn)。各方案所采取的措施及其與原系統(tǒng)的比較見表2 及圖4。
表2 MC—24 脈沖袋式除塵器降低阻力試驗(yàn)方案
　　種方案FsMC—24 復(fù)合順噴結(jié)構(gòu)的脈沖袋式除塵器風(fēng)量Q、濾速V 比原結(jié)構(gòu)MC—24 分別增加47.9%、46.5%，而阻力卻下降了62.2%，只需用4-72-5 風(fēng)機(jī)，其電機(jī)功率僅為原結(jié)構(gòu)MC—24 所用8-18 高壓風(fēng)機(jī)的29.6%。
　　第二種方案FxMC—24 復(fù)合結(jié)構(gòu)的脈沖袋式除塵器風(fēng)量Q、濾速V 比原結(jié)構(gòu)MC—24 增加34.3%和33%，而阻力卻下降了19.4%，用4-72-5 風(fēng)機(jī)的電機(jī)功率也僅為原結(jié)構(gòu)MC—24 所用8-18 風(fēng)機(jī)的30%。
　　比較和第二兩種方案可看出：
　　·采用第二方案，即改變除塵器入風(fēng)側(cè)的結(jié)構(gòu)有降低除塵器阻力近30%的可能性，同時還實(shí)現(xiàn)了降低除塵器的入口粉塵濃度防止對除塵布袋的沖刷。
　　·采用方案，不僅可降低除塵器的入口粉塵濃度和防止對濾袋的沖刷，而且降阻效果更為明顯。但是，除塵器下部增加了排風(fēng)系統(tǒng)，濾袋的安裝也變得較為復(fù)雜。
3 FGM 復(fù)合材質(zhì)高密面層濾料的研制
3.1 高密面層濾料研制依據(jù)
　　以表面過濾和準(zhǔn)表面過濾取代深層過濾，減少殘留于濾料內(nèi)的粉塵，既可以降低阻力，又可以提高濾料壽命；PTFE 覆膜濾料雖可實(shí)現(xiàn)表面過濾，但因PTFE 無溶點(diǎn)，不易與濾料本體牢固結(jié)合，使用中薄膜易脫落。研制以超細(xì)玻纖與合纖復(fù)合為面層的的復(fù)合材質(zhì)高密面層濾料，提高過濾效率和降低成本。
3.2 復(fù)合材質(zhì)高密面層濾料特點(diǎn)
　　試驗(yàn)表明：高密面層針刺氈濾料可以基本實(shí)現(xiàn)表面過濾，處理得當(dāng)能取得既可提高除塵效率又能降低阻力的良好的效果。
　　在試驗(yàn)室對覆膜針刺氈濾料Fz1、Fz2、Fz4 機(jī)織濾料Fj1、Fj2 及高密面層針刺氈濾料的過濾性能進(jìn)行了對比測試。測試數(shù)據(jù)見圖6、7、8。
覆膜濾料與高密面層濾料阻力特性比較
　　利用PTFE、PPS 等纖維具有耐熱、抗蝕的功能和玻纖維強(qiáng)力比較大、價格又低的特點(diǎn)，將它們混合使用構(gòu)成復(fù)合材質(zhì)，制成高密面層針刺氈濾料，能取得在高溫含酸煙氣中可靠應(yīng)用、降低成本和拓寬原料來源的效果。
　　PTFE 覆膜、高密面層、均勻密度面層三種濾料的測試與計(jì)算結(jié)果見表4。
說明：
　　Gm--高密面層濾料 T—透過率比 ρ--阻力增長速率
　　Jy--均勻密度濾料 Z--初阻力比 P—濾料透過率（%）
　　Fm--PTFE 覆膜濾料 Zs--阻力增長速率比 Z-初阻力比
　　S--試驗(yàn)室壽命比 Si—濾料試驗(yàn)室壽命
　?、俪踝枇Ρ葹楦鶕?jù)實(shí)測數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果；
　　②阻力增長速率P=（△P-△P0-△Pt）/（△P/△t）（Pa/min）；
　?、墼囼?yàn)室壽命Si=（（2500-△P0i）/ρi）（min），其中2500（Pa）是設(shè)定的濾料終阻力。
　　從以上圖表可看出：
　　·高密面層針刺氈濾料的動態(tài)過濾效率雖略低于PTFE 覆膜濾料0.003%，但可高出均勻密度針刺氈濾料一個數(shù)量級以上；
　　·高密面層針刺氈濾料的初阻力雖高出均勻密度針刺氈濾料36%，但僅為覆膜針刺氈濾料的34%，而且初阻力在總阻力中所占比例很小；
　　·高密面層針刺氈濾料的阻力增長速率P（Pa/min）僅為均勻密度濾料的43%，試驗(yàn)室壽命雖略低于PTFE 濾料，但高出均勻密度針刺氈濾料一倍有余。
　　從中可以看出，高密面層結(jié)構(gòu)型針刺氈濾料具有如下特點(diǎn)：
　　·可以提高過濾效率；
　　·能延長使用壽命；
　　·較均勻密度針刺氈濾料阻力雖略有增加，但明顯低于覆膜濾料；
　　·結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好；
　　·原料可選范圍廣、加工工藝簡單、成本低。
4 防止濾料失效，提高濾料壽命的措施
　　濾料的失效可能源于它的破損和堵塞，二者都受濾料本身和使用條件等因素的影響。
　　利用故障樹分析（FTA）可查出導(dǎo)致袋式除塵器用濾料損傷的基本原因。將故障樹改為成功（濾料不失效）樹（圖9、10），進(jìn)行成功樹分析﹝STA-Success Tree Analyses﹞，求出小徑集MPS（Minima Path Sets），便可制定出防止濾料損傷和堵塞措施方案（見表4、表5）。
　　表4 防止袋式除塵器用濾料損傷的基本措施
　　頂上事件直接事件中間事件基本事件
　　防止袋式除塵器用濾料損傷措施概述
　　a a1 X1 選用具有耐沖刷和耐摩擦的濾料
6 脈沖噴吹氣流應(yīng)嚴(yán)格對準(zhǔn)濾袋凈氣出口中心
　　a11 7 濾袋箱體嚴(yán)密，不得有孔洞和裂縫。防止漏風(fēng)形成的高速氣流對濾袋的沖刷袋式除塵器入風(fēng)應(yīng)經(jīng)過具有惰性粉塵分離和整流功能的柵板，形成均勻低速風(fēng)流，以防止高速含塵氣流對濾袋的沖擊，同時還具有降低除塵器阻力的作用除塵器各箱體、各行濾袋所通過的風(fēng)量應(yīng)盡量均勻，防止過高過低
　　選用具有耐磨擦、碰撞等機(jī)械損傷的濾料
　　濾袋間及其與箱體壁板之間須保持≥50～100mm 的距離。以防互相摩擦、碰撞
　　濾袋尺寸準(zhǔn)確，與骨架要妥善配合，縱向熱收縮率宜≤1%
　　濾袋與骨架安裝牢固，不得松動、搖晃
　　濾袋在包裝、存放、運(yùn)輸過程中要防水、防熱；不得壓縮、沖擊和裸露在地面上拖拽X4 選用具有抗腐蝕功能的濾料
　　正確掌握煙塵的成分和溫度等理化特性，有針對性地采取防護(hù)措施
　　袋室內(nèi)的煙塵溫度應(yīng)高出煙氣酸露點(diǎn)10℃
袋式除塵器的箱體需妥善保溫，防止酸性氣體結(jié)露
　　應(yīng)選用具有耐水解、氧化功能的濾料
　　保持充分、、穩(wěn)定的燃燒，空氣系數(shù)α不得過大
　　宜間接降溫，不用大量摻風(fēng)、灑水等能向煙氣中增加O2 和H2O 的措施
防止煙道漏風(fēng)
　　選用具有耐高溫功能的濾料
　　確保鍋爐穩(wěn)定燃燒、防止爆管、閥門關(guān)閉不當(dāng)?shù)仍斐筛邷?、漏水的事?br />　　正確選用、安裝、維護(hù)、并定期調(diào)試監(jiān)控儀表及控制裝置，以防止濾袋失效
建立安全通道并保持能在一般情況下的嚴(yán)密性和使用時的可靠性
　　XL1=X1·X2·X3·X4·X5 表明：濾料應(yīng)具有：耐高溫、水解、氧化，抗腐蝕、沖刷和摩擦機(jī)械損傷等性能。
　　表5 防止袋式除塵器糊袋的基本措施
　　防止袋式除塵器 “糊袋”措施概述
　　選用具有拒水拒油功能的濾料
　　預(yù)涂粉塵形成濾料的保護(hù)層
　　濾袋室內(nèi)的煙塵溫度應(yīng)高出煙氣酸露點(diǎn)10℃
　　袋式除塵器的箱體需妥善保溫，防止酸性氣體結(jié)露。
　　正確掌握煙塵的 O2、SO2、H2O…成分和溫度等理化特性，有針對性地采取防護(hù)措施
　　在有效保護(hù)措施下噴油
　　正確掌握粉塵性質(zhì)，過濾粘性粉塵時采取噴粉等有效的防護(hù)措施
　　正確掌握粉塵性質(zhì)，水解性粉塵時采取噴粉等有效的防護(hù)措施
　　選用粉塵剝離性高的濾料
　　選用清灰技術(shù)及可靠器械與控制系統(tǒng)
　　為清灰提供足夠能量的動力（如脈沖清灰所需壓氣的壓力、反吹風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓）
　　通過調(diào)試制訂符合粉塵性質(zhì)和煙塵特點(diǎn)的清灰周期并根據(jù)使用情況隨時進(jìn)行調(diào)整
　　通過調(diào)試制訂符合粉塵性質(zhì)和煙塵特點(diǎn)的清灰強(qiáng)度（如脈沖噴吹清灰時的脈沖寬度、反吹清灰的持續(xù)時間）并根據(jù)使用情況隨時進(jìn)行調(diào)整
　　XL2=X2·X3 表明：應(yīng)選用具有拒油、拒水和剝離率高的的濾料，如經(jīng)拒油、拒水處理的高密面層濾料或覆膜濾料。

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