袋式除塵器的發展及其在燃煤電廠中的應用
1、各國燃煤電廠煙塵排放標準比較
燃煤電廠對除塵器類型的選擇與本國的煙塵排放標準密切相關.隨著煙塵排放標準的日趨嚴格,對除塵器類型的選擇逐步由機械除塵器,文丘里水膜除塵器到高效的靜電除塵器,再到袋式除塵器.
中國GB 13223-1991《燃煤電廠大氣污染物排放標準》是1991年頒布,1992年開始實施的.1996年修訂了該標準,代之以GB13223-1996《火電廠大氣污染物排放標準》,對1997年1月1日以后的新擴改建電廠,煙塵排放標準值為200～600mg/m3.國家環境保護總局和國家質量監督檢驗檢疫總局于2003年12月23日發布了《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2003),并于2004年1月1日開始實施.隨著燃煤電廠煙塵排放標準的進一步嚴格,將有越來越多的電廠選擇高效的袋式除塵器.
袋式除塵器屬過濾式除塵器的一種,是治理大氣污染的高效除塵設備.其最大的優點是除塵效率高,通常在實驗室里測試效率可高達99.9999% ,在實際應用中除塵效率也能達到99.99%.經袋式除塵器過濾后的煙氣含塵濃度一般都低于30mg/m3,有的甚至在10mg/m3以下,并且袋式除塵器還能有效捕集對人體危害最大的5μm以下的超細微小顆粒(即呼吸性粉塵).由于袋式除塵器具有除塵效率高,不受粉塵和煙氣特性影響,運行穩定的優點,近年來被廣泛應用于鋼鐵,有色冶金,水泥,煙草和垃圾焚燒等行業.
2、袋式除塵器發展概況
中國袋式除塵器的發展經歷了3個階段.第l階段.在20世紀50年代主要是采用原蘇聯型式的產品, 60年代前后中國有少數幾個設計研究單位在仿照美國,日本等國的脈沖型,機械回轉反吹扁袋型除塵器的基礎上開始生產自己的產品.
第2階段.1973年以后,國內開始出現了一批袋式除塵器的生產企業.到了80年代,一些設計院,科研單位和大專院校在學習,引進,消化,移植寶山鋼鐵廠從日本引進的大型反吹風布袋除塵器后,結合國內各行業的需要和生產廠家一道開發,研制,生產了大型反吹風布袋除塵器,開發了分室反吹風袋式除塵器和長袋低壓脈沖袋式除塵器,每小時處理風量100萬～291萬m3 , 濾袋長度達10m.在80年代,大型反吹風袋式除塵器是鋼鐵行業首選的大容量煙氣凈化設備,但在隨后的使用中逐漸暴露出一些問題,主要是由于其反吹清灰方式為柔性清灰方式,雖對濾袋損傷較小,但在粉塵粘性較大,濃度較高時,阻力上升較快,在一定外部條件下容易糊袋.
第3階段.進入90年代以來,隨著大型脈沖噴吹袋式除塵器的研制成功,袋式除塵器的發展上了一個新的臺階.大型脈沖清灰袋式除塵器相對大型反吹清灰除塵器的最大優點在于清灰效果更好,運行更加可靠, 而且還可以延長濾袋的使用壽命.
3、布袋除塵器原理及系統組成簡介
3.1 工作原理
袋式除塵器主要是利用濾料(織物或毛氈)對含塵氣體進行過濾,以達到除塵的目的.過濾的過程分2個階段,首先是含塵氣體通過清潔的濾料,此時起過濾作用的主要是濾料纖維的阻留.其次,當阻留的粉塵不斷增加,一部分粉塵嵌入到濾料內部,一部分覆蓋在濾料表面形成粉塵層,此時主要依靠粉塵層過濾含塵氣體.含塵氣體進入除塵器后,氣流速度下降,煙塵中較大顆粒直接沉淀至灰斗,其余塵粒從外至內穿過濾袋進行過濾,清潔煙氣從濾袋內側排放,飛灰被阻留在濾袋外側.隨著積灰的不斷積累,除塵濾袋內外側的壓差逐步增加,當壓差達到設定值時,脈沖閥膜片自動打開,脈沖空氣通過噴嘴噴入濾袋,濾袋膨脹,從而使附著在濾袋上的粉塵脫落,達到除塵的效果.
3.2 系統組成
袋式除塵器主要由四大系統組成,分別是清灰系統,控制系統,檢修系統,安全保護系統(包括鍋爐點火投油,低負荷運行投油穩燃時投入預涂灰系統,保護濾袋; 煙溫超過設定值時,啟動緊急噴水系統,降低煙溫,保護濾袋.其中清灰系統是袋式除塵器的消化器官,袋式除塵器的運行效果在很大程度上取決于清灰機構及其控制系統.
3.3 袋式除塵用過濾材料
濾袋是袋式除塵器的核心部件.濾料的品種和質量,除塵布袋的結構和縫制水平是衡量袋式除塵器技術水準的一個重要因素.目前國內生產的袋式除塵用濾料品種主要有208滌綸絨布,729聚酯機織布,針刺氈,聚四氟乙烯覆膜濾料.針刺氈類過濾材料主要用于脈沖清灰型袋式除塵器,機織過濾布主要應用于反吹風類大型袋式除塵器,近年來中國脈沖除塵器的發展速度明顯高于反吹風類除塵器的發展速度.由于袋式除塵器在應用中經常遇到處理高溫煙氣,故袋式除塵器使用耐高溫濾料在高溫條件下的應用是一個研究熱點.
4、袋式除塵器在燃煤電廠中的應用
隨著國家粉塵排放標準的提高,在燃煤電廠煙氣處理中,靜電除塵器因其除塵效率受粉塵性質的影響較大,因而難以保證長期,穩定高效地運行.而隨著袋式除塵技術的發展,袋式除塵器適應性強,除塵效率高,運行穩定,可靠且不受鍋爐燃燒工況和粉塵特性影響的優點逐漸顯示出來,越來越多的新建,擴建,改建火電廠開始選用袋式除塵器來處理鍋爐煙氣.
4.1 袋式除塵器在電廠中應用的技術特點
(1)煙氣溫度
在考慮一定安全系數的條件下,要根據常規條件下的煙氣溫度合理地選擇濾料,同時也應考慮事故條件下,因高溫而造成的濾料失效.煙氣中是否存在正在燃燒的顆粒物也是必須注意的問題,若存在,可以通過加長煙氣連接管或在煙氣連接管較短且沒有足夠空間加長的情況下設置必要的阻火裝置等方式加以解決.
(2)煙氣特性
電廠的煙氣一般都具有酸堿腐蝕性,因此應根據煙氣的腐蝕性強度選擇適宜的濾料,同時也應考慮煙氣通道內的防腐措施.此外,還應采取相應的措施避免煙氣中含有的油霧,細微絮狀物等粘性物質附著在濾料上造成濾料堵塞.
(3)袋式除塵器預除灰
在機組啟動或低負荷穩燃時需要使用燃油,因此,為了避免不完全燃燒的油煙粘袋造成濾袋堵塞,故在袋式除塵器投入使用前,應對新布袋進行預除塵(噴粉煤灰)或設置旁通,而對老布袋則不用清灰,以保證其具有一定的灰塵層.
(4)袋式除塵器停機
若停機時間短,則不應為濾袋清灰,而需注意除塵器的保溫; 若停機時間長,則應為所有濾袋清灰,并利用引風機將袋式除塵器內殘留的酸性氣體清除干凈.
4.2 袋式除塵器應用于國內燃煤電廠過程中存在的問題
袋式除塵器在中國的燃煤電廠中的應用起步于上世紀70年代,但是在隨后的應用中出現了很多問題,使得袋式除塵器的應用一直不是很理想.存在的主要問題有:
(1)設備阻力損失較大
由于設計的原因,在除塵器的實際使用時所處理的煙氣量大大超過了設計煙氣量,使得煙道流速和過濾速度大幅度增加,阻力上升.另外由于清灰效果不佳,也導致阻力上升.
(2)濾袋破損
由于磨損,機械損傷,煙氣超溫,煙氣中酸性氣體的腐蝕,以及濾袋的質量不好,制造不佳,安裝不規范等都易導致濾袋的破損.
(3)花板積灰
由于濾袋的破損,濾袋的連接短管和花板之間密封不好等原因導致花板不同程度的積灰,從而影響到袋式除塵器的運行.
5、結 語
雖然目前靜電除塵器仍占據中國燃煤電廠煙塵控制主流設備的位置,但隨著煙塵排放標準的提高以及電廠脫硫技術的發展,以及袋式除塵技術和濾料技術的發展,袋式除塵器必將以其特有的優勢在城市燃煤電廠除塵設備改造以及部分新建,擴建電廠除塵領域中占有越來越多的份額。
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