fe电袋复合式除尘器.doc

FE电袋复合式除尘器技术特点在电袋复合式除尘器开发成功以前，工业烟气净化治理主要采用电除尘器、布袋除尘器及水膜除尘等方式。多年的工程应用表明：这几种除尘技术在不同的场合各发挥了重要作用，但同时也分别存在各自一定的缺点。如：电除尘器的除尘效率与集尘面积呈指数关系，要达到较高的排放要求，必须增加电场数，从而增加投资，同时，电除尘器的收尘效率易受飞灰比电阻等粉尘特性的影响，对高比阻粉尘的适应性差；布袋除尘器的阻力压损大、袋寿命短及运行费用高；水膜除尘方式因效率过低已被逐步淘汰。因此要有效解决工业粉尘的净化，特别是燃煤电厂的烟气高效净化问题，实现在新标准下的达标排放（50mg/Nm3），在除尘技术方面需要新的突破。福建龙净环保股份有限公司深入研究电除尘与布袋除尘有机结合的相关技术，自主研发了一种全新的电袋复合式除尘器（FE型）。该除尘器2003年被福建省列入重大科技攻关项目（编号2003H012），2004年被科技部列为“十五”国家科技攻关项目（编号：2004BA650C）。其成功研发，具有独立的自主知识产权，拥有10项专利技术，是烟气粉尘治理技术上的一次重大突破。2006年6月，该产品通过科技部和福建省科技厅并由中国工程院院士担任鉴定主任委员的技术鉴定，鉴定结论为：整体技术达到国际先进水平，部分技术国际领先。2007年连续获国家环保总局科技进步二等奖，及福建省优秀新产品一等奖。并承接国家电袋标准编制任务（2007第5批国标计划：20076146-T-303）。FE型电袋复合式除尘器可长期稳定高效运行，极为有效控制细微粒子粉尘的排放，且具有明显节能的新一代除尘产品。该产品的开发成功将成为我国燃煤电厂及其它工业烟尘治理实现新标准达标排放（50mg/Nm3）提供一种可靠的新型除尘设备。在相同条件下与现有的除尘设备相比，本产品具有除尘效率高、阻力低、延长滤袋使用寿命、节能、运行成本低、占地面积小等综合优点。一、 电袋复合式除尘器除尘机理在FE型电袋复合式除尘器中，烟气先通过前级电除尘区，烟气中的大部分烟尘通过电除尘方式被收集下来，未被捕集的已荷电粉尘，再均匀进入后级布袋除尘区达到净化目的，其中电除尘区在原理中起到了两个重要作用。1 除尘作用附图1：除尘作用示意图FE型电袋复合式除尘器充分发挥电除尘器第一电场除尘效率高特点，利用电除尘区，先除去了烟气的约80%的粉尘量，降低了进入布袋除尘区的粉尘浓度及粗颗粒含量；后级布袋除尘区仅收集剩下的不及20%左右粉尘，其典型作用如下附图1所示。另外，通过电场的荷电作用，使得进入后级布袋区的粉尘的特性发生改变，成为荷电粉尘，为布袋除尘建立了一种新的工作条件。2 荷电作用附图3：电场启停出口排放柱形图附图2：电场启停阻力柱形图理论和实践表明，荷电粉尘从电除尘区进入滤袋区后，大部分带负电荷的粉尘在趋近和到达滤袋表面时，由于荷电粉尘带相同电荷，同性电荷的粉尘相互排斥，从而在滤袋表面形成规则有序、结构疏松的粉尘层。此外，有一部分异性荷电粉尘会发生电凝并作用，在吸附到滤袋表面形成粉尘层前，已由小颗粒凝并成较大的颗粒，从而更容易被滤袋所阻留。为证实电袋中烟尘经电除尘区收集后，浓度细度降低、烟尘荷电等发生积极作用，我们在运行项目中做了大量的试验对比，结果表明除尘器在电场工作状态下阻力更低、出口排放更小，附图2、3为在北京京能热电厂#1炉的实测数据。这样，由于荷电粉尘的吸附作用而形成的粉尘层的特性发生了根本性变化，既改变粉尘粒径状态，又改变粉尘的堆积特性，与常规布袋中由大小不同粒径不带电荷粒子形成的粉尘层相比透气性更好，粉尘的清灰性能也更好，对提高微细粒子（小于PM10）的捕集效率有明显作用。二、 主要技术特点1、 具有专利的整体式结构，把电除尘、袋除尘技术有机结合融为一体附图4：FE型整体式结构图1.进口喇叭2. 灰斗3.壳体4 .前级电场5.振打装置6.承压装置7. 滤袋8.清灰系统9. 净气室10.提升机构11.出风烟箱12.人孔门FE型结构把电、袋两种除尘技术有机结合，形成整体式结构并获得专利技术，与其它类型结构相比，优点如下： 气流通道顺畅，转角、缩变少，除尘器机械阻力小； 烟尘经电场荷电后到达袋表面途径短，荷电作用明显，滤袋阻力小； 内部空间大，电、袋衔接利于气流平稳，有效保证电场断面气流分布，袋外围流速低，烟气流均衡性好； 结构简单、紧凑，运行可靠，便于维护； 非常适合电除尘器的增效改造。2、 多项电除尘技术，提高除尘效率和安全稳定性龙净环保拥有36年发展历史，1986年引进美国GE公司的电磁锤顶部振打除尘器（BE型）本体电气技术、2000年成功开发BEL型阳极侧部振打阴极顶打电除尘器，为FE型电袋复合式除尘提供了强大电除尘区技术。 在新建项目上，电除尘区结构、供电采用前后独立分区或前后2个电场组合，保证电场局部发生短路等故障时，其它的1/2电场正常工作，平稳袋区工作条件和综合性能。 根据电除尘区入口烟尘浓度高的工况特点，在新建项目中选用具强放电的针刺线极配型式，保证除尘高效，避免电晕封闭。附图5：高频电源照片 根据电除尘器使用经验，电场短路多由断线引起，阴极系统采用顶部电磁锤振打结构可明显降低电场断线故障率，所以在新建项目中电除尘区选用顶部振打结构。 采用先进的高频电源高压供电装置，强化电除尘区的除尘、荷电作用，可有效降低袋区阻力，当与常规电源产生相同二次电晕功率时，高频电源可以节能25%以上。龙净高频电源集整流变和控制柜于一体，如附图5所示。3、 气流分布技术龙净环保在研发应用电袋复合式除尘器过程不断以理论结合实际，根据工程应用情况反馈不断改进完善除尘结构。前期开发了2区之间气流分布结构并获国家专利技术，实际应用中发现电袋2区之间气流分布装置容易使进入袋区的荷电粉尘失去电荷，在工程应用中比较，去除电区后端分布板后整体压损更低、各袋区分布更均匀，且出口排放浓度更小，为此，针对FE型电袋除尘，已经获得从电场进口端强化整体气流分布的技术应用，是电袋复合技术应用的一大进步。电袋复合除尘器与电除尘器对气流均布的不同要求：1. 电袋复合除尘器电场区主要功能与电除尘器的不同，它能收集大部分烟尘量及完成烟尘荷电即发挥了功能，气流均布状况不影响除尘出口排放性能，最终排放由滤袋区保证。2. 滤袋区的气流方向复杂，有水平、侧向、底部向上等多维方式，与常规电除尘器单一水平流向完全不同。仅采用传统测试电场横断面流速的方法与结果无法真实反映电袋内部气流状况，目前国内外也尚无可行的测试手段。3. 滤袋区气流分布随清灰、运行阻力的变化而动态变化。电场区受此影响，它的气流分布状况具波动性。4. 我公司在制定电袋国家标准过程中，专家们讨论了现有电除尘器的气流分布试验方法不适用于电袋复合除尘器，因此，电袋国标中暂时无气流分布试验具体规范。4、 改进型低压长袋技术，提高清灰效率，降低袋口阻力龙净环保把低压长袋技术融入FE型电袋复合式除尘器中，通过改进清灰结构和滤袋装置，形成如下特色技术： 采用引流短管喷吹结构，提高清灰效率。当喷吹气流通过引流导管后立即形成一次引流，进入滤袋口后形成二次引流，比常规低压长袋喷吹装置多一次引流后，进入滤袋的空气量加大30%以上，从而提高了滤袋清灰效率。 采用168mm大口径滤袋，降低袋口流速压损。国内低压长袋技术滤袋直径多为120-140mm，滤袋随长度增加后，流通袋口速度逐渐加大，袋口压损将随速度的平方关系而加大。为降低袋口流速、压损，龙净环保在国内首创：把滤袋直径加大到168mm。改进后比较，同样在1.1m/min过滤风速和滤袋为8m长度情况下，直径135mm的袋口流速达5.98m/s，而直径168mm的袋口流速仅为4.82m/s，流速可降低1.17m/s。5、 优质袋配质量袋区是电袋复合式除尘器的终端除尘，性能好坏直接影响出口排放、运行阻力、使用寿命等性能。除方案选型得当，整体结构设计合理外，其中袋配的质量至关重要，主要袋配为滤袋、袋笼、电磁脉冲阀、花板、气包、喷吹管，FE型滤袋、袋笼、电磁脉冲阀选用特点如下：1） 滤袋（核心部件） 合理选择滤料：根据烟气条件（化学成分、温度等）、使用要求选择滤料材质和滤料处理方式，燃煤锅炉常用PPS滤料，后处理多采用PTFE浸渍等方式。 滤袋质量保证:首先保证滤袋的材质，优选进口纤维产品；其次选用讲信誉的外资公司产品；最后为有效监管加工质量。 合理布置袋间距，减缓滤袋之间碰撞摩擦。 防护结构设计：选用防清灰冲刷的袋笼保护袋口，滤袋与钢结构之间保留有效安全距离，袋底防磨层设计。附图6：滤袋工作状态2） 袋笼袋笼主要为张紧滤袋作用，保持滤袋在工作状态下不发生瘪塌，如右图所示。它的结构和质量直接影响滤袋寿命。滤袋疲劳破损多发生在袋笼竖筋上，沿长度方向上呈线性断裂，所以竖筋是滤袋最大受力线，数量越多，滤袋单位面积负荷越小，滤袋寿命更长。 法兰式和防护套结构，避免高速喷吹气流冲刷滤袋口，有效防止袋口损坏。 FE型电袋采用16跟竖筋结构，相同直径情况下，比常规采用的10-12跟多4-6跟。 表面采用有机硅喷涂烘烤工艺，防腐性能高。附图7：袋笼结构图附图8：袋笼结构图 分节式结构，可靠卡环联接，操作简洁方便，附图7、8为135mm袋笼联结示意图。3） 电磁脉冲阀电磁脉冲阀是滤袋清灰的动力元件，目前国内、外袋除尘应用中几乎都选用隔膜阀型式，有个别技术采用活塞式。清灰气源中固体杂质颗粒一旦进入活塞式脉冲阀，易卡磕不动作或加快磨损，在严寒气候环境下，若气源饱和水在阀内结冰时，活塞阀将不动作。所以其适应性、通用性大不如隔膜式电磁脉冲阀，降低运行可靠性，增加维护、检修工作量。而隔膜式脉冲阀无类似问题，它的性能质量以澳大利亚、意大利、美国、韩国等国产品为优，但价格较贵。当前国内个别厂商为牟利，采用国内制造产品再贴牌冒充加拿大等国的进口产品。龙净环保在FE型除尘器上选用进口产品。附图9：电磁脉冲阀6、 多分室、多提升阀结构，可实现离线清灰，便于运行维护FE型电袋的袋区分为若干个分室，具备如下功能特点： 可实现离线清灰功能。当运行过程烟灰出现粘性大时，可关闭小分室实现离线清灰，提高清灰效果。 单分室采用多提升阀结构。当除尘器需要切换提升阀时，阀数量越多，启闭过程除尘器产生的压力波动幅度越小，利于系统压力稳定。 动作可靠、便于维护。提升阀采用气动装置，动作可靠性高、故障率低、维护简单。 当某室滤袋出现问题时，可隔离不运行，保证运行过程出口排放不超标。7、 简洁的预涂灰装置，便于操作在机组启动和低负荷稳燃时需要燃油时，为了避免低温油烟残余油脂黏附滤袋造成微孔堵塞，锅炉系统纯燃烧油时，应对新滤袋进行预涂灰（对老滤袋不清灰，保持一定的灰尘），且停止袋区除尘器清灰系统。保留袋表面灰层具有一定厚度后可吸附油气。附图10：双层旁路阀加灰点设在除尘器前端烟道上，采用多点喂灰易于灰份在烟道扩散弥漫，在大型机组中，预涂处理可逐个通道进行，龙净环保在04年国内首创用灰罐车进行涂灰，操作简单便捷，涂灰效果良好。8、 直通低排放、关闭零泄漏旁路烟道技术燃煤锅炉通常有起炉阶段燃油烟气、爆管后超湿烟气、超高温烟气三种典型异常情况，此时容易发生堵塞微孔或破坏滤袋，点炉燃油是必然情况，爆管也比较常见。为此，旁路烟道是保护滤袋在异常烟气不受损的重要装置，适用于三种异常情况（前者可与预涂灰同用防护）。正常运行时，旁路烟道关闭，此时要求旁路烟道零泄漏，否则影响出口排放；当旁路烟道打开时，含尘烟气直排烟囱影响环境；龙净环保结合这些情况，旁路烟道具有以下技术特点： 旁路烟道从电场顶部引取烟气，利用电场沉降、收尘效率可降低走旁路烟气50%的含尘浓度，缓解排放压力。 双层阀板结构，每层阀板设置耐高温密封圈，在双层阀板之间注入空气形成气垫密封，保证零泄漏。见附图10。 大型机组设计多通道旁路，每个通道设置多个阀门布置，在切换时降低烟气浪涌，平稳系统压力波动。9、 可隔离除尘列室实现在线检修附图11：在线检修布置图在200MW中、大型机组以上，除尘器具备隔离4通道结构时，可以关闭1个通道的进口电动挡风门和出口提升阀，此时该通道彻底与烟气系统隔离，实现不停炉检修。10、 先进的自动控制技术电气控制性能的高低对布袋除尘器的阻力、布袋的寿命、除尘效率有着直接的影响，在电除尘区控制方面，采用快速检测的单片机控制高压系统或采用高频电源技术，在袋区中采用PLC控制系统，完善的检测、精确的脉冲输出，实现自动保护控制，保证设备的安全、可靠运行；附图12：电气控制系统图控制系统可根据要求设计，如附图12所示：三、 主要性能特点1、 除尘效率长期高效稳定FE型电袋复合式除尘器的除尘效率不受煤种和粉尘特性影响，且对细微和超细微颗粒的捕集效果优于其它类型除尘装置，排放浓度可以长期稳定在50mg/Nm3，具有长期的高效性和稳定性。我公司已投运设备，经环保部门测试均在4-30mg/Nm3。2、 运行阻力低FE型电袋复合式除尘器在电除尘区的除尘与荷电作用下，并通过多项技术措施，降低各环节阻力，大幅降低了除尘器运行阻力。已具有自主知识产权的系统气路技术，综合性能指标优于国内外同类产品。下表1为南京梅山能源有限公司#1炉电袋复合式除尘器运行时的滤袋各室压差：表1：FE型电袋复合式除尘器运行阻力序号时间清灰周期(s)滤袋压差P (Pa)烟气进出口压力(Pa)除尘平均阻力(Pa)12345678进口出口1出口2112：005200516531560544560560530537-1991-2734-2778767219：005200542537529560515528540542-2010-2782-2782777停电场时开电场时为掌握电除尘区对布袋除尘区的作用，在FE型电袋复合式除尘器中对前级电场进行电场开、停实验，结果结果表明：当停止前级电场后，布袋除尘区压差上升很快，电场重新投运后，布袋区压差又逐渐恢复正常水平。下图为电袋复合式除尘器各室压差随着电除尘区电场开、停时间变化的曲线：附图13：电场启停袋区差压变化曲线3、 节能显著FE型电袋复合式除尘器不仅能长期高效稳定地保证出口排放在50mg/Nm3以下，而且在相同排放浓度下其综合能耗比常规电除尘器和一般布袋除尘器更低，是新一代节能环保型产品。 FE型电袋复合式除尘器节能主要表现在两个方面，一是在降低除尘器阻力后节省了引风机的电耗，另一方面是清灰周期比一般布袋除尘器大副延长，以及清灰压力较低节省了空压机的电耗。附图14：除尘器运行功率比较图附图15：除尘器运行年电耗、电费比较图4、 延