布袋除塵器的發展前景及應用分析
摘要：袋除塵器是最常用的高效除塵設備，相對于其它除塵設備有著很大的優勢，它結構簡單、造價低，運行費用低，而且造型美觀，得到了廣大用戶的青昧。最近幾年袋式除塵器的迅速發展，優點更加突出，使其應用領域進一步擴大。布袋除塵器的發展無法阻擋，它必將成為除塵設備的主導。
關鍵詞：布袋除塵器，發展前景，應用，分析
前言
布袋除塵器是能夠有效控制煙塵污染的主要設備之一，它具有很高的除塵效率。經過布袋除塵器過濾后的煙氣含塵質量濃度一般都低于30mg/Nm3，同時還能有效地除去煙氣中的微細粉塵。
布袋除塵器在國外有著非常廣泛的應用，尤其是在粉塵排放要求嚴格的地區，幾乎是作為高效除塵器的唯一選擇，如澳大利亞的電廠90％以上都采用了布袋除塵器。在我國，鋼鐵行業與水泥行業中布袋除塵器也已有數十年的應用歷史，特別是從2004年1月1日開始，我國的電廠煙氣開始采用新的排放標準后，電除塵器在很多場合已不能保證達標排放。布袋除塵器適應性強、除塵效率高、運行可靠等優點逐漸顯現出來。在燃煤電站鍋爐除塵中布袋除塵器開始逐漸取代靜電除塵器[1]。
1布袋除塵器的工作原理[2]
布袋除塵器也稱為過濾式除塵器，是一種干式高效除塵器。它是利用纖維編制物制作的袋式過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物的除塵裝置。其作用原理是塵粒在繞過濾布纖維時因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。細微的塵粒則受氣體分子沖擊不斷改變著運動方向，由于纖維間的空隙小于氣體分子布朗運動的自由路徑，塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來。其工作過程與濾料的編織方法、纖維的密度及粉塵的擴散、慣性、遮擋、重力和靜電作用等因素及其清灰方法有關。濾布材料是布袋除塵器的關鍵。性能良好的濾布，除特定的致密度和透氣性外，還應有良好的耐腐蝕性、耐熱性及較高的機械強度。耐熱性能良好的纖維，其耐熱度目前已可達到250~350℃。
布袋除塵器按其清灰方式的不同可分為：振動式、氣環反吹式、脈沖式、聲波式及復合式等五種類型。其中脈沖反吹式根據反吹空氣壓力的不同又可分為：高壓脈沖反吹和低壓脈沖反吹兩種。脈沖清灰袋式除塵器由于其脈沖噴吹強度和頻率可進行調節，清灰效果好，是目前世界上應用最為廣泛的除塵裝置。
2布袋除塵器的應用分析
2.1布袋除塵器在我國的發展現狀
早在80年代，我國就在部分電廠鍋爐煙氣處理上安裝了布袋除塵器，由于當時濾料的質量問題、檢漏手段的落后、反吹方式的不恰當以及缺乏運行管理經驗，造成這些除塵器運行全部失敗。到了90年代，國內電廠鍋爐除塵幾乎都采用電除塵器，只是在電廠輸煤系統和除灰系統采用小型的布袋除塵器。
近年來，由于我國環保標準的日益嚴格，推動了布袋除塵器技術的發展，布袋除塵器的濾袋性能已完全能適應電廠鍋爐煙氣的特性，檢漏手段更加先進，吹掃系統更趨合理。
2.2布袋除塵器發展的關鍵技術
袋式除塵器發展的兩個關鍵技術，其一就是有適應不同工況條件的優質濾料；其二，要求強勁可靠的清灰機構，控制設備阻力。要保持袋式除塵器的發展，就必須先解決這兩個關鍵技術。過濾材料的進步可以推動袋式除塵器的發展，袋式除塵器的最大的缺點就是由于慮袋材料的限制，導致在對高溫、高濕度、腐蝕性氣體進行除塵時袋式除塵的應用有一定的限制；濾袋易破損也是袋式除塵器的缺點。因此慮袋材料的發展將大大推廣袋式除塵器的應用[3]。
目前，我國火電廠布袋除塵器濾袋材質多采用聚苯硫醚，此種濾料(又稱PPS)為表面型濾料，清灰徹底，減少粉塵在濾袋表面形成粉層后板結的可能。該種濾料強度高，耐溫可達190℃(燃燒電廠正常運行工況排煙溫度為150℃左右)，耐腐蝕、耐磨性能都很強。聚苯硫醚的缺點是當煙氣含氧量大于是15％時耐氧性較差，在正常的運行工況條件下使用壽命可以達到30000h。國內布袋除塵器廠采用的濾料PPS主要依賴進口，成品布袋在國內加工完成，這就使布袋的價格大大降低，降低了設備的運行成本。
2.3布袋除塵器在我公司的應用
寧夏回族自治區寧夏電投銀川熱電公司，在原有3×75t/h次高壓煤粉鍋爐靜電除塵的基礎上，技術改造一套煙氣脫硫除塵系統，并且配備了改進的布袋除塵器。三臺次高壓煤粉鍋爐共用一套煙氣脫硫除塵系統（三爐一塔）。經過脫硫后煙氣出口SO2的排放濃度≤300mg/Nm3(6%O2)），鈣硫摩爾比≤1.3，布袋除塵器出口粉塵濃度≤50mg/Nm3。該系統在單爐或兩爐運行時不影響脫硫除塵系統的穩定運行，同時能有較好的技術經濟性能。
此布袋除塵器濾袋采用無錫必達福生產的PPS濾袋（德國進口），并將濾袋進行防水防油處理。采用自撐式的支承結構，能承受除塵器荷載(自重、保溫層重、附屬設備、最大存灰重等)。袋籠材質具有良好的剛度，豎筋和縱筋的分布密度保證了濾袋的使用性能；殼體焊縫、人孔門密封條粘接牢固不漏氣，保證了正常壓力下殼體漏風率≤3％。同時布袋除塵器的灰斗及排灰口設計保證了灰能自由流動排出。灰斗上還設置了電加熱保溫裝置，在冷態情況下啟動或在溫度低于設定值時都能夠自動投入使用，保證布袋除塵器本體內壁不會出現酸結露現象。采用壓縮空氣脈沖離線反吹清灰裝置，離線檢修。清灰裝置以“定時清灰”和“差壓清灰”兩種方式控制清灰；采用優先控制原則，時間到，定時清灰優先；差壓到，差壓清灰優先。清灰系統采用PLC自動控制。布袋除塵器脈沖反吹清灰裝置應技術成熟、使用可靠、清灰效果良好，并最大限度地降低了二次揚塵。其性能參數見表1。
表1布袋除塵器主要技術性能參數
序號 項目 單位 性能參數
1 設計壓力 Pa ±6000
2 處理煙氣量 Nm3/h 330000
3 入口含塵濃度 g/Nm3 ＜800
4 過濾風速 m/s ＜1
5 濾袋規格 mm Φ152×6000
6 濾袋數量 條 3360
7 濾袋工作溫度 ℃ ≤150（最高190）
8 濾袋框架材質 Q235A＋表面處理
9 脈沖閥規格 英寸 3
10 脈沖閥數量 只 240
11 提升閥（帶閥）規格及型式 mm QGF140×140
12 提升閥（帶閥）數量 套 20
13 脈沖清灰壓縮空氣耗量 m3/min 7
14 本體漏風率 % ＜3
3布袋除塵器的前景
美囤圣勃雷電廠于1973年首先將4臺鍋爐(總容量為176Mw)的4臺電除塵器改為布袋除塵器，隨后布袋除塵器在電站鍋爐和工業鍋爐上的應用日益廣泛。由于許多同家自20世紀70年代以后，不僅大幅度提高煙塵的排放標準，而且對硫氧化物的排放也越來越嚴格，迫使用戶燃用低硫煤，導致煤灰的電阻率提高，靜電除塵效率降低，不得不用布袋除塵器替代，從而使布袋除塵器更加迅速地發展。目前使用布袋除塵器的最大機組達850Mw。使用范圍也在不斷擴展，如垃圾焚燒爐使用布袋除塵器幾乎已成唯一選擇。目前制造技術已得到提高，今后需在以下3方面發展布袋除塵器技術[5]：
(1)進一步改進濾料質量，增加適用于不同類型鍋爐的濾料品種，延長濾料的使用壽命。
(2)實現國產化、大型化。如何盡快提高國產化率，應用到更大容量鍋爐(如300Mw，600Mw發電機組)上，具有重大的現實意義。
(3)進一步提高自動化水平，采用有效保證濾袋安全的措施，提高附屬設備的質量。例如為防止運行中煙溫過高或過低對濾袋造成損害的旁通煙道、為防止煙氣超溫導致燒袋的噴水減溫裝置、為防止點火時含油煙氣糊袋的粉塵預噴涂裝置等。
4結語
我國是世界上唯一以煤為主要能源的大國。作為一次能源，煤的利用方式在我國主要是燃燒，而煤的燃燒是造成我國生態環境破壞的最大污染源，燃煤所造成的污染已成為制約我國國民經濟和社會經濟持續發展的一個重要因素。我國電力構成以煤電為主，煤電在發電中的主導地位長期不會改變。目前，我國煤電的環保性與世界先進水平相比還有很大差距。隨著電廠容量的增大，用煤量增多，加上煤質較差，燃煤鍋爐產生的煙氣使許多城市和地區大氣環境嚴重惡化，成為制約電力發展的突出問題。在常規燃煤電站鍋爐和中小型燃煤工業鍋爐還在大力發展的我國，煙塵的污染防治問題是無法回避的。
盡管布袋除塵器在國外大、中型火電廠中已得到較為廣泛而成功地應用，但如果將其引入我國火電廠中應用，由于我國電廠的煤質變化波動較大，鍋爐溫度波動也較大，將會嚴重影響其正常運行，因此需要在引進、消化、吸收的基礎上開發出適合我國國情的布袋除塵器。此外，必須把布袋除塵器看作是一項系統工程來研究，因為任何環節的差錯都可能影響整個除塵器的運行[6]。
參考文獻
[1]何國良，趙錫勇等，電力行業中電除塵器與布袋除塵器的應用分析，能源環境保護，2007.12(21)
[2]董軍，楊俊，布袋除塵器在火電廠中的應用及其發展前景，華中電力，2004.4(17)
[3]劉杰，歐汝浩等，布袋除塵器發展現狀及趨勢，鐵路暖通空調專業2006年學術交流會
[4]趙欣華，梁冬，布袋除塵器技術在火電廠鍋爐煙氣除塵的應用，黑龍江電力2005.4(27)
[5]張瑞平，趙士騏等，布袋除塵器的應用及前景，煤氣與熱力，2004.7(24)
[6]劉力，李婷等，改進布袋除塵器在燃煤電站鍋爐除塵中的應用，廣州化工，2010(38)
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
