隨著電廠容量越來越大,用煤量增多,加上煤質(zhì)較差,燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙氣使許多城市和地區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量嚴(yán)重惡化,成為電力發(fā)展的突出問題。新增燃煤鍋爐每年耗標(biāo)煤約5000萬t,將產(chǎn)生大量含塵煙氣,而我國煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來越嚴(yán)格,這些含塵煙氣就都需要采用除塵器來凈化。目前,隨著技術(shù)的進步,布袋除塵器則越來越顯示出其除塵方面的優(yōu)點,正進一步應(yīng)用于電廠中。
1布袋除塵器的工作原理和發(fā)展現(xiàn)狀
1.1工作原理
布袋除塵器也稱為過濾式除塵器,是一種干式除塵器,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(粒徑為1μm或更小)則受氣體分子沖擊(布朗運動)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(guān)。濾布材料是布袋除塵器的關(guān)鍵,性能良好的濾布,除特定的致密度和透氣性外,還應(yīng)有良好的性、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(huán)反吹式、脈沖式、聲波式及復(fù)合式等五種類型。其中脈沖反吹式根據(jù)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(diào)節(jié),清灰效果好,是目前世界上應(yīng)用為廣泛的除塵裝置。
含塵氣體從袋式除塵器人口進人后,通過煙氣分配裝置均勻分配進人濾袋,當(dāng)含塵氣體穿過濾袋時,粉塵即被吸附在濾料上,而被凈化的氣體則從濾袋內(nèi)排除。當(dāng)吸附在濾料上的粉塵達到厚度時,電磁閥開啟,噴吹空氣從濾袋出口處自上而下與氣體排除的相反方向進人濾袋,將吸附在濾袋外表面的粉塵清落至下面的灰斗中。
1.2發(fā)展現(xiàn)狀
火力發(fā)電廠鍋爐除塵器經(jīng)歷過從干式旋風(fēng)除塵一多管旋風(fēng)除塵一水膜除塵一靜電除塵的過程。目前,隨著對環(huán)境保護的重視程度和環(huán)境保護要求的日益提高,以及濾袋的國產(chǎn)化和使用壽命的延長,火力發(fā)電廠鍋爐尾部除塵又有回到布袋除塵的趨勢。
隨著科技水平的進一步提高,近來,我國袋式除塵器的門類基本,其產(chǎn)品種類和性能基本能滿足鍋爐除塵的需要,它的技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)袋式除塵器結(jié)構(gòu)形式的改進。袋式除塵器從小型單室結(jié)構(gòu)發(fā)展到多室結(jié)構(gòu),過濾面積從幾平方米發(fā)展到幾萬平方米,規(guī)格越來越大,并且采用濾袋架整體安裝的單元組合形式,了多種結(jié)構(gòu)緊湊輕巧的袋式除塵技術(shù)。
(2)清灰系統(tǒng)的技術(shù)進步。清灰系統(tǒng)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(gòu)及其控制系統(tǒng)。目前,我國采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計了高、低壓脈沖閥的噴吹壓力由0.5~0.7MPa降低到0.15~0.25MPa,對脈沖噴吹類袋式除塵器,在原高壓小孔脈沖的基礎(chǔ)上了大型低壓長袋脈沖技術(shù)??刂葡到y(tǒng)程式由時序發(fā)展到定阻力式,由開環(huán)控制發(fā)展到閉環(huán)控制,控制儀的檔次由繼電器邏輯程序控制器發(fā)展到單板機、單片機,可編程控制器,多功能電腦控制儀??刂葡到y(tǒng)的功能從兩地控制、狀態(tài)顯示、故障報警到分室檢漏、數(shù)據(jù)處理、打印報表。
(3)和應(yīng)用了輔助清灰技術(shù),如預(yù)涂層技術(shù),預(yù)荷技術(shù),聲波助清灰技術(shù)等。
(4)濾料和濾袋的技術(shù)了很大程度的改進。(5)袋式除塵器的制造工藝及生產(chǎn)裝備逐步走上正軌,建立了完整的工藝流水線。
(6)逐步建立起來了袋式除塵器軟件資料,制定了、和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對除塵器的制造、新產(chǎn)品的以及驗收起到了積極作用。
在20世紀(jì)80年代及90年代初,我國曾在幾個小型的燃煤機組中采用了袋式除塵器,由于條件的限制,沒有堅持下來,其原因主要是袋式除塵器整體水平還比較落后,性能的大型脈沖反吹袋式除塵器還沒有出來,也沒有適合我國燃煤電廠所需的強度好、、、壽命長的濾料;國產(chǎn)的脈沖閥也不過關(guān),壽命短;其他部件的加工和安裝也不甚,再加上對袋式除塵器的認識和使用經(jīng)驗不夠,所以才出現(xiàn)“燒袋”、“糊袋”、“漏袋”、“卡死”、“清灰不良”等現(xiàn)象。
近十年來,袋式除塵器發(fā)展很快,尤其是大型袋式除塵器的出現(xiàn),新的濾料和新的脈沖閥的,使袋式除塵器,不僅比電除塵器的除塵,而且受粉塵特性和煙氣成份的影響也很小,相信不久的將來,性能的大型脈沖袋式除塵器能夠在燃煤電廠推廣和應(yīng)用。
由于環(huán)保要求的不斷提高,干式除塵已成為鍋爐尾部除塵的主流配置,干式除塵主要有靜電除塵和布袋除塵兩種,目前,兩種除塵器都有各自的優(yōu)缺點。
從除塵效果方面來看,首先,布袋除塵器受粉塵比電阻的影響較小,能捕集比電阻高的粉塵,而電除塵器則受比電阻的影響大,一般對比電阻小于104~105Ω.cm或大于1012~1015Ω.cmm的粉塵,若不采取的措施,除塵效率將受影響;其次,布袋除塵器對處理的煙氣量和煙氣的含塵濃度適應(yīng)范圍大,效率穩(wěn)定,對飛灰的各種物理和化學(xué)特性不敏感,能適合生產(chǎn)全過程除塵新理論,降低總量排放,而電除塵器對初始濃度大于30g/cm3的含塵氣體需設(shè)置預(yù)處理裝置。對生產(chǎn)全過程除塵新理論不適合,環(huán)保要求總量控制不住;另外,布袋除塵器對亞微米級的粉塵有很好的收集效果,除塵器出口的氣體含塵濃度都低于30g/cm3,而且,它適于凈化含有爆炸危險或帶有火花的含塵氣體。一般來說,布袋除塵器除塵效率較高,可達。
從構(gòu)造方面來看,靜電除塵器設(shè)備龐大,耗用大量鋼材,需高壓變電和整流設(shè)備,通常高壓供電設(shè)備的輸出峰值電壓為70~100kV,這樣投資較高,另外,它的制造、安裝和管理的技術(shù)水平要求較高,而布袋除塵器附屬設(shè)備少,投資省,技術(shù)要求沒有電除塵器那樣高,除控制系統(tǒng)外,其余部分的原理和結(jié)構(gòu)都很簡單,安裝維護方便。
當(dāng)然電除塵器也有其優(yōu)勢,它能使粉塵與氣流分離所需的力直接作用在粉塵上,而其他除塵器其粉塵及氣流則多受外力作用,一般為機械力、離心力、重力。因此,在實現(xiàn)粉塵與氣流分離的過程中,電除塵比其他類型除塵器所消耗的能量少的多,壓力損失一般為200~500Pa,其除塵效率一般在~之間。