布袋除尘器技术及其应用

2008-7-15 9:03:44  作者:王鸿合, …  来源:艾普网  【 查看评论

(东北电力设计院, 吉林 长春 130021)
摘 要: 针对我国烟尘排放标准日趋严格的现状, 在介绍除尘器应用现状的基础上, 分析了布袋除尘器的发展前
景。结合75、670 töh 锅炉设计, 对布袋除尘器与静电除尘器进行了技术经济比较, 建议有条件的火电厂锅炉应采用
布袋除尘, 以提高除尘效率, 减少烟尘排放浓度, 改善大气环境质量。
关键词: 电厂环境保护; 袋式除尘器; 静电除尘器; 除尘效率
Abstract:A imed atmo re andmo re st rict standards about gas discharge in our count ry, the p ro spect of fabric filter is
stated based on the app licat ion status of elect ric p recip itato r. Some perfo rmances of techno logy and economy are
compared w ith fabric filter and elect ric p recip itato r. It is suggested that bo iler should adop t fabric filter in o rder to
rise up一流信息监控拦截系统(IMB System)

奈宓?BR>场、六电场也很难满足上述要求。与此同时, SO 2 的
排放标准也相应提高。为减少SO 2 排放, 许多电厂
将燃用低硫煤或采取相应的脱硫设施, 从而导致静
电除尘器的除尘效率下降, 尤其对于煤中硅、铝含量
超过85% 的电厂, 采用静电除尘器处理的烟尘排放
质量浓度已远远达不到环保要求。根据当前形势, 静
电除尘器改造为布袋除尘器已经势在必行。
1 除尘器应用现状
在目前建设的火力发电厂中, 除尘装置的选择
以静电除尘器和布袋除尘器为主。静电除尘器在国
内的应用较早, 20 世纪70 年代就已经应用于火力
发电厂, 如吉林热电厂、保定发电厂; 1974 年福建邵
武电厂在75 töh 锅炉改造时首次采用国产双室二
电场静电除尘器。经过多年的开发应用, 静电除尘器
技术成熟, 除尘效率较高, 目前已被广泛应用于电
力、冶金、化工等行业。
从20 世纪80 年代开始, 我国就在部分电厂就
布袋除尘器处理锅炉尾部烟气进行了尝试, 由于受
当时工艺水平的限制, 滤料质量不过关, 滤袋破损,
导致除尘效率低, 换袋频繁, 加之工作条件差, 致使
布袋除尘器没有得到推广应用。国外在火电厂采用
布袋除尘器较早, 据了解, 美国、加拿大、澳大利亚及
欧洲等地的一些火电厂采用了布袋除尘器, 其效率
高达99. 9%。当时, 由于国内环保要求不高, 国外火
电厂采用布袋除尘器也不是很多, 在引进火电厂设
备时大多数引进了静电除尘器, 而没有引进布袋除
尘器。
近年来, 随着滤布材料制造技术的发展, 袋式除
尘器在滤布的强度、耐高温、耐腐、耐磨等方面都有
很大的提高。布袋除尘器的烟尘排放质量浓度可以控制在15~ 50 m göm 3, 已经广泛应用于电厂、矿山、
冶金、化工、水泥、制药、食品等行业, 作为环境净化
及产品回收设备。例如内蒙古呼和浩特发电厂由于
燃用准格尔煤, 煤中SiO 2 与A l2O 3 含量高, K2O 与
N a2O 含量低, 导致静电除尘器收尘困难, 在1、2、3、
4 号机组中采用静电除尘器, 其运行效率大大低于
设计效率, 烟尘排放质量浓度严重超标。在扩建2 台
670 töh 锅炉时, 经专家多次论证, 决定采用脉冲反
吹式布袋除尘器, 2001 年12 月28 日第1 台机组并
网发电后, 布袋除尘器运行状况良好, 达到了预期的
效果。经有关部门多次检测, 烟尘排放质量浓度约为
28 m göm 3, 与前面采用静电除尘器的机组形成了鲜
明对比, 现在该厂已经对220 töh 锅炉的静电除尘
器进行了改造。
赤峰市富龙热力股份有限公司热电厂在5、6 号
锅炉(90 töh ) 的扩建工程中, 选用回转式反吹布袋
除尘器, 效果很不理想, 致使大家对布袋除尘器的使
用效果产生怀疑。2002 年7 月东北电力设计院承接
了该厂2 台40 töh 热水锅炉和2 台75 töh 循环流
化床锅炉的除尘器改造任务。经过认真考证, 最终决
定仍然采用布袋除尘器。在选型上改用目前世界上
较先进的脉冲反吹式布袋除尘器, 滤料采用德国独
资无锡BW F 公司生产的聚苯硫醚针刺毡。第1 台
设备于10 月15 日投产, 最后1 台12 月末投产, 效
果很好。经测试烟尘排放质量浓度在50 m göm 3 以
下。
燃煤锅炉烟气除尘技术经历了水膜除尘、布袋
除尘到静电除尘的过程, 现在又有回到布袋除尘器
的趋势。天津开发区5 号热源厂、张家港保税区热电
厂等均选用了布袋除尘器, 近期将陆续投产。
2 脉冲反吹式布袋除尘器
2. 1 结构原理
袋式除尘器也称为过滤式除尘器, 是一种干式
高效除尘器, 它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。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1 Lm 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
热度目前可达到250~ 350 ℃。
袋式除尘器按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5 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
高压脉冲反吹式和低压脉冲反吹式两种。脉冲反吹
式布袋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, 是目前世界上最为广泛应用的除尘
装置, 原理图见图1。含尘气体从袋式除尘器入口进
入后, 由导流管进入各单元室, 在导流装置的作用
下, 大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗, 其余粉尘随气
流均匀进入各仓室过滤区, 过滤后的洁净气体透过
滤袋经上箱体、提升阀、排风管排出。随着过滤工况
的进行, 当滤袋表面积尘达到一定厚度时, 由清灰控
制装置(差压或定时、手动控制) 按设定程序关闭提
升阀, 控制当前单元离线, 并打开电磁脉冲阀喷吹,
抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中的粉尘经由卸灰阀
排出后, 利用输灰系统送出。
2. 2 基本组件
脉冲反吹式布袋除尘器由滤袋组件、导流装置、
脉冲喷吹系统、出灰系统、控制系统、离线保护系统、
箱体等组成。
a1 滤袋集成 滤袋框架、布袋及挂袋板的连
接设计采用了自锁装置, 安装和更换方便, 并能有效
延长滤袋使用寿命。滤袋为5 160 标准规格, 采用聚
苯硫醚针刺毡(进口PPSöP PS504CS17、防水防油处
理)。
b.  导流装置 采用国际上先进的进风方式,
设计了独特的烟气分配装置, 可分配含尘气体, 并对
大直径颗粒进行分离, 避免含尘气体冲刷滤袋, 以提
高整个除尘装置的效率及滤袋使用寿命。
c.  脉冲喷吹系统 脉冲系统由反冲联箱、电
磁脉冲阀、承压接头、喷嘴管、支架等组成。在每个滤
袋上部, 均有1 根压缩空气喷嘴管, 运行时一般设定
每一排滤袋每隔10 s 脉冲反吹清灰1 次, 定时器启
动1 次电磁阀, 将脉冲反吹空气喷入滤袋内清灰。
d.  控制系统 主要由脉冲喷吹控制仪、BMC
电脑控制柜、热电阻温度计、静压测点、料位指示器
和测量元件组成。
e.  离线保护系统 主要由旁路阀、喷雾降温
系统、测温仪、压力检测装置、滤袋检漏装置组成。
在除尘器的入口安装测温仪。当烟气温度过高


或锅炉尾部复燃时, 喷雾降温系统启动, 紧急喷水降
温, 以免烧坏滤袋。如果在一定时间内降温系统不能
使烟气温度降至布袋除尘器正常运行范围内, 或锅
炉点火及低负荷需要喷油助燃时, 为避免含油烟气
直接进入除尘器, 造成滤布粉层板结, 影响除尘器的
正常运行, 开启旁路阀, 烟气经旁路烟道直接排放,
避免损坏滤袋。在净气室设有滤袋检漏装置, 以便在
滤袋损坏时及时报警。
2. 3 滤料选择
滤料质量直接影响除尘器的除尘效率, 滤袋的
寿命又直接影响到除尘器的运行费用。根据锅炉尾
部除尘器运行环境和介质情况, 选择合适的滤料, 是
保证布袋除尘器性能的关键。要配备1 台好的除尘
器, 首先要选用透气性能好、耐腐蚀、耐磨损、适合现
场工艺要求(如温度、化学侵蚀等) 的滤料, 以高质量
缝制技术加工而成的滤袋。如果滤料选用不恰当或
加工质量差, 易产生水解、酸解、温度过高、覆膜剥
落、滤袋破裂等现象。目前锅炉尾部经常选用的滤料
有来登针刺毡(聚苯硫醚) 和P284 针刺毡(聚酰亚
胺) , 这两种滤料的抗氧化性及耐高温性能均较好,
其中来登针刺毡对氧化敏感, P284 对水解敏感, 对
氧化也较敏感; 选用时注意烟气中氧气及NO x 含
量; 降低使用温度, 可以减轻氧化。
A rrhen iu s Rale 规则认为: 温度每升高10 ℃,
氧化性增加1 倍。如: 烟气温度由140 ℃增加到
160 ℃, $ t= 20 ℃, 氧化性增加4 倍, 布袋寿命只有
原来的1ö 4。
滤料的种类很多, 特性和使用范围各不相同, 表
1 为除尘器常用纤维的各项性能指标以及目前常用
滤料的性能参数(见表2)。
3 布袋除尘器与静电除尘器技术经济比较
3. 1 静电除尘器
a.  优点 除尘效率较高, 可达99% 以上; 压
力损失小, 本体阻力100~ 200 Pa; 技术成熟, 应用
广泛;
b.  缺点 设备庞大, 占地面积大; 需要高压
直流电源系统, 一次性投资费用高; 对煤种变化较敏
感, 除尘效率受飞灰电阻影响大; 制造、安装及运行
管理水平要求高。
3. 2 布袋除尘器
a.  优点 除尘效率很高, 可达99. 98% 以上;



适应力强, 能处理不同类型的颗粒物, 特别对电除尘
器不易捕集的高比电阻尘粒亦很有效; 适应的质量
浓度范围大, 对烟气流速的变化也具有一定的稳定
性; 结构简单, 内部无复杂结构。
b.  缺点 压力损失大, 本体阻力800~
1 500 Pa; 在国内大型机组的应用依赖进口, 主要经
济指标对比见表3。


4 结论及建议
4. 1 结论
通过工程实践, 火力发电厂锅炉尾部烟气处理
采用布袋除尘器是完全可行的, 它除尘效率高, 一次
性投资省, 设备占地小(相对于四电场以上电除尘
器) , 运行成本及排污收费低。尤其是近年来, 由于制
造技术的发展, 滤袋的腐蚀、磨损等问题都得到了有
效地解决, 为袋式除尘器的应用提供了有力保证。另
外, 由于除尘器的运行、故障及异常诊断均采用自动
化监控管理, 其操作管理均较简便。
4. 2 布袋除尘器选型应注意的几个问题
a1 对静电除尘器难收尘的煤种(如SiO 2 +
A l2O 3 质量分数大于85% 的煤、含硫特低的煤、比电
阻太高的煤) , 建议采用布袋除尘器;
b1 对烟尘排放质量浓度要求高( 不高于
100 m göm 3) , 需要采用四电场以上的电除尘器, 宜
改用布袋除尘器;
c1 对于已经建成的机组, 如果原机组采用水
膜除尘器、多管陶瓷除尘器等阻力较大的除尘设备,
如水膜除尘器计算阻力一般为1 400 Pa, 可不更换
引风机; 如果原机组采用静电除尘器, 则需要更换或
改造引风机;
d1 静电除尘器改造为布袋除尘器的工程, 可
以局部拆除除尘器本体内部结构, 保留壳体、保温、
输灰设备, 以降低改造费用;
e1 用于处理相对湿度高的含尘气体时, 应采
取保温措施(特别在冬天) , 以免因结露而造成“糊
袋”; 当净化腐蚀性气体时, 应选用适宜的耐腐蚀滤
料; 用于处理高温烟气应采取降温措施, 将烟温降到
滤袋长期运转所能承受的温度以下, 并尽可能采用
耐高温的滤料。
参考文献:
〔1〕 GB13223—2003, 火电厂大气污染物排放标准〔S〕.
〔2〕 DB11ö119—2002, 北京锅炉污染物综合排放标准〔S〕

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