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布袋除尘器在火电厂中的应用及其发展前景

发布时间:2019-04-28  发布者:万达环保
随着电厂容量越来越大,用煤量增多,加上煤质较差,燃煤锅炉产生的烟气使许多城市和地区大气环境质量严重恶化,成为电力发展的突出问题。新增燃煤锅炉每年耗标煤约5000万t,将产生大量含尘烟气,而我国烟尘排放标准要求越来越严格,这些含尘烟气就都需要采用高效除尘器来净化。目前,随着科学技术的进步,布袋除尘器则越来越显示出其除尘方面的优点,正进一步应用于电厂中。
1布袋除尘器的工作原理和发展现状
1.1工作原理
布袋除尘器也称为过滤式除尘器,是一种干式高效除尘器,它是利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。细微的尘粒(粒径为1μm或更小)则受气体分子冲击(布朗运动)不断改变着运动方向,由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径,尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。其工作过程与滤料的编织方法、纤维的密度及粉尘的扩散、惯性、遮挡、重力和静电作用等因素及其清灰方法有关。滤布材料是布袋除尘器的关键,性能良好的滤布,除特定的致密度和透气性外,还应有良好的耐腐蚀性、耐热性及较高的机械强度。耐热性能良好的纤维,其耐热度目前已可达到250~350℃。
布袋除尘器按其清灰方式的不同可分为:振动式、气环反吹式、脉冲式、声波式及复合式等五种类型。其中脉冲反吹式根据反吹空气压力的不同又可分为:高压脉冲反吹和低压脉冲反吹两种。脉冲清灰袋式除尘器由于其脉冲喷吹强度和频率可进行调节,清灰效果好,是目前世界上应用最为广泛的除尘装置。
含尘气体从袋式除尘器人口进人后,通过烟气分配装置均匀分配进人滤袋,当含尘气体穿过滤袋时,粉尘即被吸附在滤料上,而被净化的气体则从滤袋内排除。当吸附在滤料上的粉尘达到一定厚度时,电磁阀开启,喷吹空气从滤袋出口处自上而下与气体排除的相反方向进人滤袋,将吸附在滤袋外表面的粉尘清落至下面的灰斗中。
1.2发展现状
火力发电厂锅炉除尘器经历过从干式旋风除尘一多管旋风除尘一水膜除尘一静电除尘的过程。目前,随着国家对环境保护的重视程度和环境保护要求的日益提高,以及滤袋的国产化和使用寿命的延长,火力发电厂锅炉尾部除尘又有回到布袋除尘的趋势。
随着科技水平的进一步提高,近来,我国袋式除尘器的门类基本齐全,其产品种类和性能基本能满足锅炉除尘的需要,它的技术发展主要体现在以下几个方面。
(1)袋式除尘器结构形式的改进。袋式除尘器从小型单室结构发展到多室结构,过滤面积从几平方米发展到几万平方米,规格越来越大,并且采用滤袋架整体安装的单元组合形式,开发了多种结构紧凑轻巧的袋式除尘技术。
(2)清灰系统的技术进步。清灰系统是袋式除尘器的消化器官,袋式除尘器的运行效果在很大程度上取决于清灰机构及其控制系统。目前,我国采用国际标准设计开发了高、低压脉冲阀的喷吹压力由0.5~0.7MPa降低到0.15~0.25MPa,对脉冲喷吹类袋式除尘器,在原高压小孔脉冲的基础上开发了大型低压长袋脉冲技术。控制系统程式由时序发展到定阻力式,由开环控制发展到闭环控制,控制仪的档次由继电器逻辑程序控制器发展到单板机、单片机,可编程控制器,多功能电脑控制仪。控制系统的功能从两地控制、状态显示、故障报警到分室检漏、数据处理、打印报表。
(3)开发和应用了辅助清灰技术,如预涂层技术,预荷技术,声波助清灰技术等。
(4)滤料和滤袋的技术得到了很大程度的改进。(5)袋式除尘器的制造工艺及生产装备逐步走上正轨,建立了完整的工艺流水线。
(6)逐步建立起来了袋式除尘器软件资料,制定了国家、专业和企业三级标准,对除尘器的制造、新产品的开发以及验收起到了积极作用。
在20世纪80年代及90年代初,我国曾在几个小型的燃煤机组中采用了袋式除尘器,由于条件的限制,没有坚持下来,其原因主要是袋式除尘器整体水平还比较落后,性能可靠的大型脉冲反吹袋式除尘器还没有开发出来,也没有适合我国燃煤电厂所需的强度好、耐高温、耐腐蚀、寿命长的滤料;国产的脉冲阀也不过关,寿命短;其他部件的加工和安装也不甚精良,再加上对袋式除尘器的认识和使用经验不够,所以才出现“烧袋”、“糊袋”、“漏袋”、“卡死”、“清灰不良”等现象。
近十年来,袋式除尘器发展很快,尤其是大型袋式除尘器的出现,新的滤料和新的脉冲阀的开发,使袋式除尘器更加安全可靠,不仅比电除尘器的除尘效率高,而且受粉尘特性和烟气成份的影响也很小,相信不久的将来,性能可靠的大型脉冲袋式除尘器一定能够在燃煤电厂得到推广和应用。
由于环保要求的不断提高,干式除尘已成为锅炉尾部除尘的主流配置,干式除尘主要有静电除尘和布袋除尘两种,目前,两种除尘器都有各自的优缺点。
从除尘效果方面来看,首先,布袋除尘器受粉尘比电阻的影响较小,能捕集比电阻高的粉尘,而电除尘器则受比电阻的影响大,一般对比电阻小于104~105Ω.cm或大于1012~1015Ω.cmm的粉尘,若不采取一定的措施,除尘效率将受影响;其次,布袋除尘器对处理的烟气量和烟气的含尘浓度适应范围大,效率稳定,对飞灰的各种物理和化学特性不敏感,能适合生产全过程除尘新理论,降低总量排放,而电除尘器对初始浓度大于30g/cm3的含尘气体需设置预处理装置。对生产全过程除尘新理论不适合,环保要求总量控制不住;另外,布袋除尘器对亚微米级的粉尘有很好的收集效果,除尘器出口的气体含尘浓度都低于30g/cm3,而且,它适于净化含有爆炸危险或带有火花的含尘气体。一般来说,布袋除尘器除尘效率较高,可达99.9%。
从构造方面来看,静电除尘器设备庞大,耗用大量优质钢材,需高压变电和整流设备,通常高压供电设备的输出峰值电压为70~100kV,这样投资较高,另外,它的制造、安装和管理的技术水平要求较高,而布袋除尘器附属设备少,投资省,技术要求没有电除尘器那样高,除控制系统外,其余部分的原理和结构都很简单,安装维护方便。
当然电除尘器也有其独有的优势,它能使粉尘与气流分离所需的力直接作用在粉尘上,而其他除尘器其粉尘及气流则多受外力作用,一般为机械力、离心力、重力。因此,在实现粉尘与气流分离的过程中,电除尘比其他类型除尘器所消耗的能量少的多,压力损失一般为200~500Pa,其除尘效率一般在99%~99.9%之间。
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