袋式除尘器培训资料.doc

二、滤袋除尘器1.除尘器的种类根据除尘器的发展历史和运行现况，除尘器大体可分为两大类，第一类是湿式除尘器，通过水等液体的吸附作用，将粉尘吸附在液体中；第二类是干式除尘器，通过离心力、静电、过滤等手段将粉尘与气体分离。（1） 湿式除尘器：主要有水浴除尘器、水膜除尘器、麻石除尘器、旋流板除尘器等，其工作原理主要为：通过动力（气流或重力）形成水膜，让含尘气体穿过液体层，使粉尘粘附在液体中，从而达到除尘的目的。（2） 干式除尘器：主要有旋风除尘器、多管除尘器、静电除尘器、袋式除尘器等，旋风除尘器是利用气流的运动与粉尘微粒的离心运动，使气体与粉尘分离；静电除尘器是通过高压电极，使粉尘电离，形成带电粒子，吸附于极板上，通过振打使粉尘进入灰斗；袋式除尘器是通过滤料的阻隔，拦截固体颗粒，使气体与固体分离。2.各种除尘器的应用情况由于我国水资源的缺乏，特别是华北、西北、华中等地，水资源严重缺乏，在某些地区，国家已经明令禁止使用湿式除尘器减少水资源的流失，而且湿式除尘器的除尘效率也不是很高，且湿的烟气对风机、烟道的腐蚀也比较严重，并且用湿法除尘需要考虑除下来的湿灰的处理，需要有专门用于排灰的场地，增加了土地资源的浪费。所以，目前国内的湿式除尘器已经基本淘汰，主要采用的是干法除尘器。旋风除尘器和多管除尘器由于其除尘效率比较低，除尘后的含尘浓度大，一般都是作为一级除尘来使用。目前国内在电力、钢铁、冶金、化工、水泥等行业普遍使用的是静电除尘器和袋式除尘器，且干式除尘器可以对粉煤灰、水泥粉尘等分离后的粉尘进行再利用，提高了废物的二次利用价值，增加了企业的经济效益。众所周知，袋式除尘器是除尘效率最高的一种除尘设备，实际应用中除尘效率达99.99%，经过袋式除尘器过滤后的烟气含尘浓度一般都低于30mg/Nm3，甚至在10mg/Nm3以下，并且还能有效捕集对人体危害最大的5um以下的超细微小颗粒。由于它具有除尘效率高、运行稳定、不受粉尘和烟气特性的影响，维护简单等优点，被广泛应用于钢铁、有色冶金、水泥、天然气化工、烟草及垃圾焚烧等行业。在国外也广泛应用于燃煤电厂的锅炉除尘。近年来，袋式除尘器的应用有增加的趋势。对此，我们可以从以下几个方面来认识：（一）国家修订了“大气污染控制法”，执行了更加严格的排放标准，环保执法力度不断加大，手段日益先进，公众的环保意识迅速增加。 （二）国务院关于污染源一控双达标的指令促使一大批企业加强烟气治理。尤其是对烟气中SO2的控制，许多电厂降低燃煤含硫量，燃用高比电阻的低硫煤，导致电除尘器的效率下降，烟气排放不能满足环保要求。 （三）随着洁净煤技术的推广，烟气流化床等多种形式的锅炉将相继出现，并且会越来越多，静电除尘器对这类锅炉的烟气收尘效果也欠佳。 （四）由于垃圾电站的燃料多为垃圾自身，静电除尘器对其灰粉也难以收集，这些都使电除尘器的应用变得困难和不经济，袋式除尘器就成为合理的选择。在我国实行可持续发展战略，大力加强环境保护，实行污染物总量控制，一控双达标的情况下，袋式除尘器在治理烟气、粉尘、SO2等污染物方面显示出其优越性。3.袋式除尘器的工作原理袋式除尘器的机理很简单，就是过滤，没有电除尘器深奥。袋式除尘是通过滤料自身固有的以及附着在滤料表面的粉尘层的过滤特性，来截留烟气中具有一定颗粒度的粉尘。过滤可以发生在滤袋的纤维上，也可以发生在滤袋表面的灰层上。滤袋表面的灰可通过不同的清灰方式进行清除。滤料在厚度方向的纤维密度决定其过滤能力，滤料自身固有的其它物理特性决定适用条件。脉冲反吹袋式除尘器工作原理示意图4.袋式除尘器的分类及特点4.1按进入滤袋的压力分类袋式除尘器按含尘烟气进入滤袋的状况，分为两类：正压式和负压式，或者叫压入式或吸入式。正压式就是风机在除尘器的前面，将含尘烟气送（压）入除尘器，净化后经除尘器的排气天窗排入大气（可以不要烟囱）。这种除尘器壳体的严密性要求低，结构相对简单，投资省。但由于含尘烟气必须经过风机，导致风机叶轮磨损较大。一般适用于含尘浓度低的烟气收尘。而吸入式袋式除尘器的壳体的严密性要求严格，强度要求高，建造费用较高，但含尘烟气不经过风机，因此，风机叶轮磨损小。4.2 按过滤方式分类袋式除尘器按过滤方式可分为内滤和外滤两种。含尘烟气由袋内流至袋外、净化后的烟气从袋外排出的称为内滤式；外滤式则与此相反。内滤与外滤直接与袋式除尘器的清灰方式有关，一般脉冲型袋式除尘器多为外滤式；机械振动型袋式除尘器多为内滤式；大气反吹型袋式除尘器有内滤和外滤两种。正压式为内滤，负压式为外滤。内滤式袋式除尘器，袋内无骨架，滤袋磨损小，但清灰时滤袋两端所受的挠曲变形较大。外滤式袋式除尘器，在同样的体积内布置的过滤面积较内滤式的大，从而可减少设备的体积，但外滤式袋式除尘器，袋内有骨架，清灰时滤袋和骨架有些磨损。前面图2-1、2-2都是内滤式。4.3按进风方式分类袋式除尘器按进风方式可分为下进风、上进风和侧向进风三种。含尘烟气从滤袋下部进入，上部排出的称为下进风袋式除尘器；上进风袋式除尘器则与此相反。下进风袋式除尘器，含尘烟气流动方向与烟尘沉降方向相反，烟尘中大颗粒可自然沉降，但在处理超细粉尘时有增加滤袋粉尘负荷的趋势。上进风袋式除尘器，含尘烟气中粉尘的沉降方向与烟气的运动方向相同，因而在向下流动的过程中，无论尘粒的粒度如何，均有不被滤袋捕促而落入灰斗的机率，上进风袋式除尘器在处理含超细粉尘较多的气溶胶（3um）时效果较好。侧向进风适用于外滤式除尘器。下进风和侧进风比较常用。前面图2-1、2-2都是下进风式。4.4按清灰方式分类清灰方式是衡量袋式除尘器设备水平的重要标志之一。随着袋式除尘器的发展，滤料材质的不断改进，清灰方式也在不断的革新。目前袋式除尘器类型大多是按照清灰方式来命名的，主要分为机械振动型、大气反吹型和脉冲喷吹型三种。机械振动型袋式除尘器通常是内滤式，含尘烟气从每个单元室的底部进入袋式除尘器，向上流至单元室顶板，在每个单元室的顶部有一个清洁烟气导管作为出口将清洁烟气排出。滤袋被安装在嵌入单元顶板的一开口套管上，然后悬挂在单元室顶部的架子上。含尘烟气从滤袋内侧流向外侧，将烟尘留在滤袋内。单元室时不时地被隔离开来，振动滤袋，引起滤袋内侧的烟尘落入下部的灰斗。可见，机械振动型多采用负压、内滤、下进风方式。这种方式清灰现在基本上很少采用，在一些简易除尘或八十年代以前投运的项目中有采用的。如果去掉图2-1、2-2中的反吹（吸）风系统，改用振打滤袋上部的弹簧支撑杆，也就变成了振打式。 大气反吹型袋式除尘器正压式袋式除尘器是内滤，图2-1、2-2是标准的正压和负压袋式除尘系统。大气反吹型袋式除尘器负压、内滤、下进风方式，由灰斗、滤室、进排风母管和清灰系统等组成。清灰机构是由差压变送器（或时间控制器）向执行机构（电磁铁或电动推杆）发出指令，牵引清灰风门到开启位置，使空气进入滤室，对滤袋进行反吹，此时滤袋由园变瘪，并发生变形，使粘附在滤袋内壁上的尘饼破碎而脱落，烟尘掉入灰斗。正压式不设排风烟道。由除尘器上部的排风窗直接排入大气。脉冲型袋式除尘器通常是外滤式，如图2-3。脉冲型袋式除尘器的滤袋是悬挂在花板上的，含尘烟气从滤袋的侧向进入，流过滤袋周围，并由滤袋外侧进入滤袋内。滤袋内侧有支撑的骨架，防止滤袋瘪掉，烟尘附着在滤袋的外层。脉冲的高压空气通过开口滤袋的顶端喷入袋内，引起滤袋外侧的烟尘脱落。大脉冲型袋式除尘器有离线清灰和在线清灰两种方式，基本上均采用侧向进风。前面已经说过袋式除尘的机理很简单，它是通过滤料自身固有的以及附着在滤料表面的粉尘层的过滤特性，来截留烟气中具有一定颗粒度的粉尘。经滤袋及粉尘层过滤后的洁净烟气经排气口排出。而滤袋表层的灰可通过不同的清灰方式进行清除。脉冲喷吹袋式除尘器主要是以压力气包内的压缩空气作为清灰动力，使脉冲阀启动时形成一股脉冲气流，逆向从滤袋顶部到袋底进行脉冲抖动。其目的是通过脉冲抖动，把滤袋外侧的粘灰抖进除尘器灰斗。如果压力或流量不足，这股气流太弱，那么清灰力度不能到达滤袋底部，则积灰不能剥落，形成局部积灰，导致设备阻力增高，滤袋负荷不均匀等现象，缩短滤袋寿命。反之，如果清灰力度太强，已经渗透进滤料表层的微细颗粒将被吹出表面，产生“二次扬尘”现象。同时，滤袋也可能由于振荡力太强导致与袋笼的严重磨擦而裂袋。因此，无论采用高、中或低压的压缩气源，设备的清灰力度和流量都必须综合考虑工艺（包括烟气温度、露点、烟尘颗粒、烟气成份等）和现场环境（压缩空气供应、滤袋的长短、安装场地大小等），以及滤料性质（材质、表面处理、耐磨性、抗折性、张力范围等）来合理配置。在国外（例如美国），根据压力范围来区分的脉冲袋式除尘器并不单是其气包内压力，而在于除尘清灰原理和结构。脉冲喷吹清灰袋式除尘器的清灰型式有二种：一种是旋转式脉冲喷吹袋式除尘器；另一种是固定行喷吹脉冲袋式除尘器。固定行喷吹脉站袋式除尘器又分为气箱式喷吹和喷管式喷吹。气箱式喷吹为喷吹气流对过滤室内的数条滤袋同时喷吹，压力0.5-0.7Mpa（美国富乐公司技术）。喷吹管喷吹为通过管上若干个喷咀对每个滤袋进行喷吹。4.5旋转式脉冲喷吹与固定式行喷吹脉冲的比较大型脉冲喷吹袋式除尘器的清灰形式目前主要采用两种：即固定式行喷吹脉冲（国内采用的基本都是这种方式）和旋转式脉冲喷吹（丰泰有限发电公司2200MW机组配的袋式除尘器属此类）。固定式行喷吹脉冲袋式除尘器的特点:这种除尘器是目前国际上最普遍采用的高效脉冲袋式除尘器。其特点是在每一个脉冲阀的出口安装喷吹管，喷吹管上有设计好的喷吹孔（通常有十几个），对准安装在喷吹孔底下花板上的滤袋进行高效的脉冲喷吹清灰。喷吹管用锁紧装置固定在花板上方的除尘器壳体上。优点：可根据现场工艺的实际情况，灵活设计在线或离线的高效均匀清灰系统；可以根据工艺需要和系统压力，选择高压、中压或低压，在线或离线清灰；结构简单，选择不同尺寸的滤袋和脉冲阀，可以灵活地设计滤袋的分布，特别适合于电除尘器改造为袋式除尘器；运行费用低，脉冲阀运行可靠，采用压缩空气喷射引流，保证滤袋底部清灰压力； 造价低； 在国内外具有大量成功的例子（国内冶金、水泥行业，国外电厂采用的很多）。 缺点：脉冲阀数量多；有不停的脉冲阀喷吹声音:丰泰发电有限公司200MW机组燃煤锅炉采用的就是旋转式喷吹脉冲袋式除尘器。1#炉及2#炉分别自2001年11月及2002年6月投运以来，运行稳定，效果很好。整台除尘器分四个室、八个除尘单元（袋束），每个除尘单元（袋束）只用一个大尺寸的低压脉冲阀，连接一组旋转臂作喷吹管，一边旋转一边对花板下滤袋进行喷吹清灰。优点：模块式结构，可设计在线或离线清灰；国内有200MW电厂锅炉应用的成功实例；脉冲阀数量少，运行可靠。缺点：结构复杂，安装和加工要求严（例如驱动旋转机械、花板等）；结构旋转臂会产生磨损现象，必须定时维护；造价高。4.6静电除尘器与袋式除尘器的对比静电除尘器和袋式除尘器都属于高效除尘器，由于二者的除尘机性不同，使用条件也不同，对比如下：4.6.1若烟气量不变（即引风机开度不变），烟尘浓度发生变化对电除尘器：排放浓度随烟气含尘浓度的增加而增加。对袋式除尘器：排放浓度可基本不变。4.6.2若烟气含尘浓度不变，烟气量改变（即引风机开度改变）对电除尘器：除尘效率随烟气量的增加而降低。对袋式除尘器：除尘效率基本不变；但烟气量若增加过多，由于过滤风速加大，长期运行会影响滤袋寿命。4.6.3若烟气温度变化对电除尘器：温度升高引起除尘效率降低；温度太低易结露，容易对电除尘器极板极线造成腐蚀。对袋式除尘器：温度升高不会影响除尘效率，温度升高只要不超过滤袋的使用温度范围就不会损坏滤袋；温度太低易结露，结露容易糊袋、粘袋，影响除尘器使用；总而言之，温度变化，只要不超过滤袋的使用范围，就不会影响除尘效率。4.6.4若烟气湿度变化对电除尘器：湿度大，能提高除尘效率，但要注意结露造成腐蚀。对袋式除尘器：一般说来，保证湿烟气温度高于露点10，就不会影响除尘器的正常运行。4.6.5煤种变化（引起粉尘特性的变化）对电除尘器：煤种的改变引起粉尘化学成份的变化、粉尘特性的变化等，这些都影响电除尘器的除尘效率。对袋式除尘器：不太敏感，只要滤料选择合适，除尘效率不受影响。4.6.6气流分布的均匀性对电除尘器：影响大。对袋式除尘器：不太敏感，因为其自身有一定的均布作用，但不能偏差太大。4.6.7空气预热器及管道系统漏风对电除尘器：影响除尘效率。对袋式除尘器：排放浓度基本不受影响。4.6.8停机和起动对电除尘器：只要不结露，可随时停机。对袋式除尘器：最好经常工作，经常或长时间停机会造成滤袋的氧化和腐蚀。4.6.9总的除尘效率对电除尘器：对于燃烧高硫煤等粉尘，排放浓度可达到100-200mg/Nm3，对于燃用低硫煤等煤种，烟气排放浓度就要高得多，国内外的运行实践和经验，已经证明。对于袋式除尘器：对任何煤种都能保证排放50mg/Nm3以下，一般在不高于30mg/Nm3。4.6.10对烟气含尘浓度的要求对电除尘器：太高的含尘浓度（尤其是脱硫后的烟尘）易造成电晕封闭。对袋式除尘器：含尘浓度最高可达到1000g/Nm3。4.6.11维护工作量对电除尘器：检修工作量相对小，但检修时一定要停炉。对袋式除尘器：换袋工作量相对大，可不停炉检修换袋。4.6.12能耗对电除尘器：除尘器本体需供电，电场耗电大，由于阻力小所以引风机能耗小。对袋式除尘器：除尘器本体不供电，清灰能耗小，由于除尘器本体阻力大，所以引风机能耗较大。总体比较二者差不多。4.6.13安装对电除尘器：要求严格。对袋式除尘器：容易。4.6.14操作二者都能实现自动控制。4.6.15投资：一次性投资对于燃用低硫煤，要求袋式除尘排放浓度50mg/Nm3；要求电除尘器排放浓度100mg/Nm3）、袋除尘器一次投资要省。平时的运转费由于袋式除尘器的滤袋要求34年换一次（国外运行好的有58年才换袋），投资费用要多一些。若按滤袋寿命4年计算，对于200MW机组，平均每年350万元的滤袋损耗费用。通过以上比较，大家对电除尘器和袋式除尘器的优点和使用条件有了初步的了解。根据国情，我认为在今后比较长的一个时期内，我国的燃煤电厂仍然是以采电除尘器为主，但随着环保标准的日趋严格，将会有较多的电厂采用袋式除尘器，袋式除尘技术将会得到很快的发展。对于一个除尘技术人员，一方面需要提高电除尘器运行的可靠性，比如说，新的电除尘器高压电子计算控制设备使用了双CPU（管理CPU和测量CPU）和双口RAM（调制解调器）资源公享技术，提高了火花识别的可靠程度。另一方面采取经济有效的方法解决高比电阻粉尘的捕集问题，提高电除尘器对煤种变化的适应性。为了降低滤料阻力，对采用单一细度PPS纤维制作的滤料进一步改进为采用不同细度的PPS纤维制作的具有纤维梯度