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除尘器设计中延长除尘袋寿命的技术措施
    2001年丰泰发电厂应用德国鲁奇旋转喷吹脉冲袋式除尘技术获得成功后,袋式除尘器开始在燃煤电厂得到了大力推广和应用。由于袋式除尘器除尘效率高,而且除尘效率不受煤种变化的影响排放普遍稳定在20mg/m³以下,因此袋式除尘器在电力行业的应用越来越多,而且随着《火电厂大气污染物排放标准》要求烟尘排放降低至20-30mg/m³以下的新标准颁布以后再用的电除尘器都需逐步进行改造。燃煤电厂应用袋式除尘器与其他行业相比,有一些重要的不同点,如烟气量大、使用温度高、烟气腐蚀性强、滤袋的价格昂贵等,因为是与发电设备配套,即应用于能源行业,这就要求除尘器必须保证达标排放、安全可靠、运行稳定、节省运行费用,即除尘袋的使用寿命要长。进一步提高袋式除尘器的技术性能,特别是如何延长除尘袋寿命,是急需解决的一项重要技术课题。为此,本文从袋式除尘器的设计及安全运行维护角度出发,在除尘器设计制造角度探析延长除尘袋寿命的技术措施。
 
【袋式除尘器主要性能分析】
袋式除尘器由于其先进的过滤捕集除尘机理、不同的工况条件适应性强、除尘效率高、结构简单。而被广泛应用于各个行业的通风除尘。半个世纪以来的应用和创新,袋式除尘器其设备、除尘袋、主要配件和控制技术都有了飞速发展和长足进步。袋式除尘器设备设计制造技术、针刺毡滤料工艺技术等等,通过引进和创新,已于上个世纪末就达到了世界先进水平。袋式除尘器设计的主要指标有:
1、出口排放浓度:袋式除尘器在设备制造和安装调试中制药确保焊接缝不漏气、除尘袋完好,就能达到国家排放标准的要求,粉尘排放一般均在20mg/m³以下,甚至可以达到10mg/m³以下。对重金属汞以及PM2.5 微细粉尘也有一定的效果。
2、设备阻力:设备阻力通常是指除尘器进出口间的压力损失,它由两部分组成,即设备机械阻力和过滤阻力。机械部分阻力与进风方式、气流入口均布、导流结构有关,采用平进平出和进口孔板分布技术的除尘器,其机械阻力较低,约200PA左右。除尘器的过滤层阻力由除尘袋阻力、嵌入除尘袋深层的粉尘和粉尘初层以及除尘袋清灰后表面积聚的粉尘的阻力组成,其中滤袋清灰后表面积聚的粉尘阻力是周期性变化的,该阻力上升的快慢与粉尘浓度和过滤风速有关,浓度高、风速快则阻力上升快。
设备阻力值由定阻清灰控制参数确定,该指标应科学确定,如设备阻力定为1200pa,则除尘袋表面粉尘阻力上升了600PA-700PA时开始清灰,如果设定为1000PA,则除尘袋表面粉尘阻力上升了400-500PA时就开始清灰,这将增加滤袋的清灰频率,对滤袋寿命不利,为延长滤袋寿命,建议将设备阻力定为1200PA较为合适,也是科学、经济的。
3、除尘袋寿命:影响除尘袋寿命的因素较多,主要与滤料性能,设备技术水平以及设备的运行维护都密切相关。随着滤料制造技术及工艺水平的提高,滤料的耐酸碱、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、耐磨、耐折等技术性能都有了很大的提高,但滤料材质与织造工艺的选择必须满足烟气条件的要求。除尘器设备方面的技术因素主要有:过滤风速的合理确定;气流分布于滤袋负荷的均匀性;清灰效果的好坏与清灰力度的适中性等。在设备运行管理中,严格按运行规程进行操作维护也很重要。
上述三项性能被统称为袋式除尘器的三大主要性能。在这三大主要性能中,滤袋的寿命直接影响到设备的安全运行及运行维护费用。
 
【除尘设备制造影响除尘袋寿命的因素】
燃煤电厂袋式除尘器的常用滤料价格昂贵,过滤面积大,除尘袋费用占设备费用比例高,一般均在三分之一左右,且使用寿命仅三到四年,所以电厂和设备厂家都非常关注滤袋寿命这一重要性能指标。除尘设备影响滤袋寿命的因素有:
(1)过滤风速
过滤风速是除尘器性能指标的主导参数,在数值上市烟气量与过滤面积的比值,但在选择其大小时,除了考虑与过滤材料的性能有关以外,还与气体和粉尘的性质、除尘器的整机性能有关系。过滤风速主要是根据经验确定的,选择其大小要遵循的原则有两个,一是设备的运行阻力,二是滤料的使用寿命。这就是说,过滤风速选大了,虽然设备规格笑了,价格也便宜,但运行阻力大,滤料寿命短,使运行和维护费用增大;过滤风速选小了,运行和维护费用可以减小,但设备规格大,一次性投资大,只有遵循上面的原则,合理选取过滤风速,才使性价比最合适。燃煤电厂常用的过滤风速一般取0.85-0.9mg/min为宜。
(2)清灰方式与清灰力度
目前,电厂常用的袋式除尘器主要是旋转喷吹脉冲和行喷吹脉冲两种,旋转喷吹脉冲清灰气体压力为0.085-0.1Mpa,属于低压喷吹,对滤袋的损伤较小,且属于概率清灰,既能达到满意的清灰效果,又不损伤除尘袋。行喷吹脉冲清灰气体压力为0.2-0.3MPA,属于一对一对中喷吹,清灰效果好,为了减轻对除尘袋的损伤,一是适当降低喷吹压力,二是适当调高清灰下限值阻力(清灰程序启动值)。
设备压力的合理设定也是不可忽视的,袋式除尘器的阻力不是越低越好,一般为1200-1500PA是科学的经济的。有的项目投标要求设备厂家保证100PA,甚至更低,这就必然带来两种后果,一是频繁清灰,降低滤袋寿命;二是高强度清灰,使下限阻力很低,即影响滤袋寿命,又增加微细粉尘的排放量。所以,建议将设备阻力值上限定为1200PA、下限阻力不要低于800PA为宜。
(3)滤袋负荷的均匀性
在既定的烟气条件下,滤袋使用寿命除了与过滤风速和清灰力度有关外,滤袋负荷的均匀性也是影响其寿命的重要因素。滤袋负荷的均匀性是由进风方式、气流分布导流装置与气流通道的优化设计来保证的。滤袋免受气流冲刷、袋区内各部滤袋负荷均匀是提高滤袋寿命的重要条件,因此,燃煤电厂袋式除尘器的设备设计必须对保证滤袋负荷的均匀性采取先进可靠的技术措施。
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