电1袋除尘器技术特点及方案说明

电袋复合式除尘器方案目 录1、电袋除尘器技术发展概述2、电除尘器改电袋除尘器方案（初步）3、布袋除尘器技术及特点4、布袋除尘器业绩5、布袋除尘器相关资质资料电袋除尘器技术发展概述电除尘器在我国的电力行业已有数十年的应用历史。电除尘器的基本原理是：含尘气体流经除尘器内部的高压电场时，粉尘获得离子而荷电，荷电粒子在电场力作用下，向集尘极移动并吸附在集尘极上。然后再通过机械振打集尘极（干式）或水洗（湿式）的方式，使粉尘脱离集尘极。电除尘器的特点是阻力损失小，一般只有200300Pa；除尘效率高，一般可达到99.6%；缺点是除尘效率受粉尘比电阻的影响很大，当排放要求比较严格时，特别是现在新的电厂烟气排放标准要求达到50mg/Nm3以下，比较难以保证。布袋除尘器是一种过滤式除尘设备。它的突出优点是除尘效率高并且非常稳定，不受煤种的影响，可保证出口粉尘浓度小于50mg/Nm3。布袋除尘器在国外有着非常广泛的应用，尤其是在粉尘排放要求严格的地区，几乎是作为高效除尘器的唯一选择，如澳大利亚的电厂90以上都采用了布袋除尘器。在我国的钢铁行业与水泥行业，布袋除尘器也已有数十年的应用历史。2004年开始，由于电厂烟气开始采用新的排放标准，在我国也已有很多电厂已经采用或准备采用布袋除尘器。电袋复合型除尘器是电除尘器与布袋除尘器的组合。现在世界上有2种型式的电袋复合型除尘器，一种称之为COHPAC，由美国电力研究所（EPRI）的Ramsay Chang博士开发并取得专利，Hamon Rasearch-Cottrell将之实现工业性应用。还有一种称之为Advanced Hybrid，由美国能源部的能源与环境研究中心开发并在小型试验上取得了成功。Advanced Hybrid的结构相对复杂，到现在还没有工业规模的业绩。COHPAC就是所谓“前电后袋”的复合型除尘器，根据电除尘器与布袋除尘器的连接方式，它又有分体式与一体式2种。现在我国国内采用的电袋复合型除尘器全部为COHPAC方式，*已有分体式的220MW机组的配套除尘器在投运。电袋复合型除尘器的优点在于含尘气体进入电袋复合型除尘器后，可通过电除尘器的预除尘来减小后续的布袋除尘器的负荷。一般前级电除尘器捕集80%左右的粉尘，这样后级滤袋捕集的粉尘量仅有常规布袋除尘的1/5左右。由于滤袋的粉尘负荷量大大降低，过滤速度可以适当增加，清灰周期也得以延长，滤袋的清灰次数减少，有利于延长滤袋的使用寿命。但电袋复合型除尘器也存在缺点，主要是系统同时拥有电、袋这样除尘机理及结构上相差很大的两套除尘设备，管理相对复杂。再如电除尘器发生故障时，虽然可通过小分区供电这样的措施进行弥补，但也不可能完全避免地对后级布袋除尘器的影响。另外，对一体式的除尘器来说，由于后级的布袋除尘器无法做到分室在线检修，在检修时至少要切离一台电除尘器的烟气流，旁通烟道的布置也比较困难。对分体式的除尘器来说，除尘性能及系统的安全性无与伦比，但占地面积稍大，比一体式的要长23m；同时，在将烟气通过电除尘器后封头收集，再均匀分配到各个滤室的过程中，也会产生100Pa200Pa的阻力损失。2、电除尘器改电袋除尘器方案2.1概述*采用山西电力环保设备总厂和美国环境技术公司合作生产的78400512.550型静电除尘器。总重量约2399吨，占地面积约1480。安装最高标高32.799m。由底部钢支柱、除尘器壳体、进出气烟箱及储灰系统、阴、阳极系统及其振打装置、管路系统、顶部起吊和电气部分、楼梯平台、护壳保温七大部分组成。电除尘器以锅炉中心线对称布置两台，每台除尘器型式为双室五电场，布置有20个灰斗收集粉煤灰。阴、阳极系统悬吊于除尘器大板梁上。进出气喇叭、灰斗和壳体成气密系统。表21 除尘器主要性能及参数（单台） 序号参数名称单位参 数1型号EEC 78400512.5502流通面积m2475.53处理烟气量m3/s480.254烟气含尘量g/N m325.15电场内烟气流速m/s1.006烟气流经电场时间S19.87总集尘面积m2468958比集尘面积m2s/m397.869同极距mm40010阳极板型式MODULOK/INTL11阴极线型式RIGITRODE12阳极振打型式ESI顶部电磁振打13阴极振打型式ESI顶部电磁振打14烟气温度14415运行压力K P a616本体阻力Pa20017本体漏风率%2.518设计除尘效率%99.8519保证除尘效率%99.720整流变型式见电气系统设计21整流变数量台1022通道数782.2改造思路初步思路是将原电除尘器一电场保留，二、三、四、五电场內件拆除，内部将重新设计安装，改造为布袋除尘器，对保留的设备进行全面检修。2.2.1 拆除：1) 拆除二、三、四、五电场电除尘器内部所有阴阳极，顶板及起吊装置、高压。2) 拆除进、出口喇叭部分结构。3) 所有拆除物件运送至厂区内指定的地点堆放。2.2.2 设计1) 把保留的电场设计为小分区独立供电。即保证电场的可靠性，又可以达到节能功效。2) 钢支架结构、壳体、灰斗的强度校核计算及补强设计3) 每炉除尘器的后级袋区按原有除尘器横向4室布置，总过滤面积51166 m2。采用低压脉冲喷吹技术，在处理烟气量为m3/h时袋区设计的过滤风速为1.14m/min。袋区的清灰压力0.25MPa，压缩空气消耗量为25m3/min。4) 滤袋采用PPS+PTFE浸渍的针刺毡滤料，表面进行防油、防水、抗氧化处理。5) 笼骨采用自动流水线制作，焊接点牢固、无毛刺。袋笼采用分节结构，满足在净气室内部实现拆装工作。袋笼的环和筋采用20低碳钢，保证整体的强度和刚性。袋笼的表面采用有机硅粉末喷涂高温烘烤（喷塑）工艺，防腐性能更加优越。6) 花板采用厚度6，上海宝钢生产的Q235钢板，采用进口激光切割机加工，充分保证花板孔的孔径、孔位、平面度及光洁度等的精度要求。7) 气包采用无缝钢管制造，加工监造满足GB150-1998钢制压力容器要求。8) 采用ALSTOM公司原装进口的最新一代活塞式电磁脉冲阀作为清灰系统主件，满足7年或150万次的使用寿命要求。9) 压缩空气管道设计，具备过滤、减压功能。10) 设计预涂灰装置和旁路烟道，充分保证滤袋在低温或超高温时不受损坏。11) 设计完善的温度、压力、差压检测装置。12) 外护板、保温层敷设设计。布袋除尘器所有孔、门制作及装配结束后，进行密封试验，确保无变形、无泄漏。13) 对原振打、保温电加热等控制进行改造。袋区设计功能完善的上位机控制系统。 14) 出口烟道重新设计改造；15) 照明和电缆、桥架设计。16) 电气控制室电气设备布置走线设计。等。2.2.3制造及供货、安装调试：除尘器进出口范围内本体设备的拆除、设备制造和供货、安装调试，具体如下：1) 除尘器本体：前自进口烟道法兰，后至出口烟道法兰。2) 成套范围内附属设备。3) 所增加的平台、走道、扶梯、扶手以及这些部件所需的支撑结构，包括油漆。4) 除尘器改造范围内的保温和装饰板设计、供货和安装。5) 压缩空气系统的过滤、干燥6) 管道的连接件。7) 全部密封垫片、螺栓、螺母、铆钉等比现场安装时实际数多5%。8) 调试：电袋除尘器系统的冷态、热态调试。表22机务材料清单(一台炉) 序号名 称规格型号单位数量生产厂家备注布 袋 区1壳体套2700吨2花板套280吨3气包个644旁路烟道套290吨5内部导流板2206旁路阀只247出口风门套647滤袋130X8065只155528袋笼125X8065只155529电磁脉冲阀OPTIPOW135只576瑞典10烟道进口挡板门只411气路系统套112外护板（新增部份）0.6mm套135吨13走梯平台套120吨14储气罐10m3,2m3只2折除吨位1200吨表23 电气控制设备清单序号名 称规格型号单位数量生产厂家备注1PLC控制柜面22PLC主机柜面13计算机主机台14LCD显示器21”台15以太网交换机台16PLC控制器AB Controlligix套17UPS不间断电源台18进出口风门控制箱只129就地信号控制箱只810温度变送器PT100只1211粉尘浓度监测装置套412压力变送器P30只613压力变送器1151DP只414电缆、桥架等套12.2.4 附图图一、电袋除尘器方案图图二、机务设备材料清单图三、改造工程电气、仪控设备清单图四、电袋除尘器气流分布计算机仿真模拟图3、*布袋除尘器技术及特点3.1、*布袋除尘器技术概述本次方案，*选用引进ALSTOM技术设计制作的LH型电袋除尘器。ALSTOM是世界上最大的大气环保设备供应商，在电力行业有着极高的知名度，拥有最先进的布袋除尘技术。自1975年ALSTOM首先在世界上推出LH型布袋除尘器以来， ALSTOM始终处于布袋除尘技术的国际领先地位。LH型布袋除尘器是ALSTOM专门为燃煤电厂设计的，到目前为止已取得了累计装机容量30000MW以上，最大单台机组容量为700MW的优秀业绩。单台机组容量为700MW的配套布袋除尘器也是目前世界上装机容量最大的布袋除尘器。ALSTOM在世界各地燃煤电厂长达三十年的大量LH型布袋除尘器的应用，积累了广泛而又及其重要的设计、制作、调试及运行经验，这些经验促进了LH型布袋除尘器的不断改进完善，使LH型布袋除尘器成为一个技术极其先进成熟、可靠性很好的产品。 3.2、*电袋除尘器的技术特点3.2.1 基本结构电袋除尘器由在一个壳体内的一级电除尘器区和布袋除尘器区组成，其基本结构如下：电除尘器区：一电场电除尘器，包括进口封头，箱体，均流板、导流板，极线、极板，阴阳极振打，高低压控制全套。从进口封头引出的旁路烟道和风门。布袋除尘器区：1） 壳体：箱体、灰斗、净气室、旁路烟道等；2） 过滤系统：滤袋、笼骨等；3） 清灰系统：压缩空气系统、喷吹管、脉冲喷吹阀等；4） 烟气系统：旁通烟道、一次导流板、二次导流板、风门等；5） 控制系统：温度、压力及差压变送器，破袋检测系统，PLC控制系统3.2.2 工作原理电袋除尘器是电除尘和布袋除尘器的复合体，含尘气体先进入电除尘器区，大部分（约80左右）粉尘通过静电作用被除下来。剩下粉尘经过导流板进入布袋除尘器区，通过布袋除尘器内部导流后进入各个滤室。以非常缓慢的速度穿过滤袋，随着堆积在滤袋表面粉尘厚度的增加，除尘器的阻力逐渐上升，等阻力上升到设定值，脉冲喷吹阀自动打开，压缩空气从喷吹管经喷咀喷出，并诱导数倍于喷吹气量的经净化后的烟气进入滤袋内侧。滤袋在这个空气波的作用下，发生急剧的膨胀变形。由于滤袋变形要受到本身几何尺寸的限制，在滤袋变形达到最大值时，滤袋运动膨胀运动突然停止并产生一个很大的反向加速度。堆积在滤袋表面的粉饼层在此反向加速度及反向穿透气流的作用下，脱离滤袋表面，落入灰斗。落入灰斗后的灰再经输灰系统外排。 3.2.3 各分系统技术特点一、电除尘器区改造内容：对现有电除尘器入气流分布板进行改造，以降低烟气流速。除尘器一电场和布袋区间设置合理的隔板，以保证烟气能均匀、低速进入布袋过滤区。改造后除尘器不增加原有横向纵向跨距。原电除尘器的壳体、梁、支架和灰斗进行强度荷载核算、补强、检查检修。a) 电除尘器选型和设计技术：公司引进ABBFLAKT公司（现属ALSTOM公司）的最新选型技术，具有目前国际一流水平，整套选型技术全部由计算机自动控制，可根据各种不同的煤种、粉尘、烟气特点以及除尘要求进行计算机自动选型，并根据选型结果及其它外部受力条件进行整台电除尘器的强度计算(包括各梁、柱、型钢大小等)。目前施工图设计和工艺管理已全部采用CAD和CAPP技术。国内一般公司，电除尘器选型计算采用导依奇公式，而我公司采用了ABB FLAKT技术即麦次公式，其公式分别如下：导依奇：麦 次：一般K取0.5，k 与工作温度、湿度、进口浓度、工作压力等以下23个影响因素有关：S、NaO、K2O 、P2O5；LiOSiO2、Fe2O3、Al2O3、CiO2；CaO、MgO、S03、；k 一般在2550之间，常规3040之间，而取值仅在510之间。采用麦次公式后，提高了电除尘器选型的精度，这从值与k值之间的大小也说明了这一点。b) 独特的气流分布技术：气流分布均匀性是提高除尘效率的先决条件。目前，电除尘器中气流分布装置是在进口封头中设置多道(一般为三道)多孔板，孔的直径一般为40-50，开孔率25-35%，采用堵的办法迫使气流分布均匀。它的缺点是阻力大；局部流速高磨损大，分布板使用寿命短。同时也较难获得均匀的气流分布。我们在吸收国外先进技术的基础上采用了阻流加导流型气流分布装置，设置三层开孔率不变的孔径大到85，开孔率为45%的分布板，阻力较小，且决不会堵孔。降低了磨损，提高了寿命。而且多孔板两边设置有导流作用的折边，大大地增加了气流分布板刚性，即使在相当强的涡流作用下，也决不会像一般平板那样产生撕裂。在此基础上，在适当部位加设横向的可调整的三角形导流板，这不仅可以保证气流分布的均匀性，而且它类似于百叶窗式机械除尘器，可以对进入电除尘器的烟气进行初级除尘，其除尘效率是相当明显的。除下的灰尘，通过进口封头下底板落入第一电场的灰斗内。阻流加导流型的气流分布形式的实施先决条件是以实验室试验作为基础，该项试验在电除尘器几何相似，动力相似的前提下，从锅炉出口至引风机入口进行1:10模拟试验，确定气流分布板结构及布置，综合公司的科技成果，电场内气流分布均匀性可达到小于0.20，压力降可低于180Pa，这在国内其它厂家是无法实现的先进指标值，该项技术指标不仅关系到除尘效率的提高，也关系到设备的节能降耗。引风机运行成本降低，寿命提高。二、布袋除尘器区A、 良好的气流分布是除尘器成功的关键烟气系统的设计必须要保证除尘器内部有良好的气流分布，这是布袋除尘器性能保证的一个重要条件。在阿尔斯通实验室所作的大量试验以及计算流体力学的应用，采用FLUENT软件进行气流分布计算机仿真，使得布袋除尘器气流分布系统得到了最佳结果，该结果业已在应用于不同场合的众多布袋除尘器上得到验证，现在已经将之定型化。（见附图：气流分布计算机仿真图）滤料表面的电镜图像由于在电袋除尘器中，烟气先通过前级电除尘区后再缓慢进入后级布袋除尘区，前级电除尘捕集了大量的烟气粗粉尘，后级滤袋捕集的细粉尘，粉尘量仅有常规布袋除尘的1/4。这样后级滤袋的粉尘负荷量大大降低，清灰周期得以大幅度延长；粉尘经过前级电场电离荷电，荷电效应改变了滤袋粉饼结构，粉尘之间排列蓬松有序、透气性好，使滤袋阻力小、易于清灰，在运行过程中可以保持较低运行阻力。使滤袋的透气性能、清灰性能方面得到大大的改善。达到充分合理利用电除尘器和布袋除尘器各自的优点，以及两者相结合产生新的性能，同时能克服电除尘和布袋除尘的性能缺点。B、 设置合理的旁通烟道和零泄漏的旁通风门本方案从电除尘器进口封头引一条100烟气量的旁通烟道。从除尘器顶部横穿和除尘器出口连接。在烟道上装有若干个旁通风门。旁通风门采用提升阀形式，紧急状态下可在10秒钟内全部开启。旁通风门开启则净气烟道与尘气烟道短路，含尘烟气直接外排。旁通风门用双层阀板加密封空气密封，关闭时可以做到0泄漏。C、 合理的选择滤料滤料是布袋除尘器的核心部件，合适的纤维，加工良好的滤袋是保证一台布袋除尘器正常运转的必要条件。电袋复合型除尘器最早由美国电力研究所（EPRI）在1995年开发，称之为COHPAC。他们在美国做的项目，有575MW的燃煤机组，也有垃圾电厂，全部采用了PPS针刺毡。最长的滤袋使用寿命已达5年，没出现什么问题。阿尔斯通也做过几个电袋项目，全部采用PPS针刺毡。根据我们的经验及相关资料，我们推荐采用PPSPTFE浸渍处理(用PTFE作防油防水抗氧化特殊处理)的滤布，PPS针刺毡经PTFE浸渍处理后，可大大提高布袋表面的抗氧化能力及耐温性能。拒水拒油处理后的滤布注：PTFE俗称“塑料王”，是所有滤料中各项性能（抗酸、碱，抗氧化，耐温等）最好的，其耐温可达260。在电袋除尘器中，经过电除尘器的预除尘，进入布袋除尘器的粉尘浓度大幅度降低，堆积在滤袋上的粉饼层也变得更为疏松，更易于清灰。我公司在天津陈塘电厂50MW机组的电袋除尘器，采用PPSPTFE浸渍处理的滤布，出口浓度仅在3mg/Nm3左右。D、 改进的袋口和笼骨结构使设备更可靠其它厂家的袋口结构菲达的袋口结构为提高除尘效率，延长滤袋使用寿命，我们选用的滤布的单位面积重量550g/m2。滤袋袋口采用不锈钢弹簧涨圈与特制的外槽密封方式。安装可靠，使用方便，固定牢固。袋底用双层滤布加固，防止袋底过早损坏。我们的笼骨也是阿尔斯通的专利产品，采用悬挂式结构，星型断面，表面为有机硅高温涂料喷塑。滤袋在每次清灰时都会与笼骨发生碰撞，在整个使用寿命中与笼骨发生的碰撞达10万次以上。笼骨的质量对滤袋的使用寿命影响也非常大。一般笼骨都采用顶部反边搁置在花板上，花板的平面度或笼骨的直线度稍有偏差，就会造成滤袋相碰。而我们的笼骨却是悬挂在花板上自然下垂，可最大限度避免滤袋的相互碰撞。为减少滤袋与笼骨的接触点，并保证笼骨表面光滑，不受锈蚀，我们的笼骨星型断面，再用性能优异的有机硅高温涂料进行表面粉末静电喷涂，也就是笼骨表面为有机硅高温涂料喷塑，与普通涂料或有机硅涂料相比，笼骨的表面光滑度与防腐性能都大大提高。花板搁置式结构的笼骨悬挂式结构的笼骨锥形端部笼骨端部反边E、 *专门开发的特有的预涂层材料我们还采用了性能优异的预涂层材料来保护新滤袋。新滤布的阻力较小，粉尘容易进入滤布内部造成滤布阻力的永久性升高。在新滤布使用前都需喷一层粉体作为预涂层。我国目前尚无用于预覆层的专用材料，一般都用石灰作为替代用品。但石灰易于与烟气中的酸性气体发生反应，生成 CaSO31/2H2O，CaSO4等产物。CaSO31/2H2O 与CaSO4会在滤袋表面上形成硬壳，影响滤袋的透气性。*专门开发了性能上等同于国外同类专用材料的TH型特殊反应助剂，具有良好的化学与物理稳定性，不会与酸性气体发生反应，又有非常大的比表面积，可以吸收数倍与本身重量的水分仍可保持良好的透气性，用于燃煤锅炉烟气除尘中，可使烟气中的烟尘被捕获在粉饼层的表面而不至于侵入滤布内部，可使滤布的压力损失长期维持在一个较低的数值，延长滤布使用寿命。F、 均流喷吹技术可使除尘器获得最佳的清灰效果清灰技术是布袋除尘器的关键技术，实际上一般布袋除尘器就是依据清灰方式分类的。OPTIPOW脉冲喷吹阀均流喷吹管滤袋LH型布袋除尘器的脉冲喷吹技术基于ALSTOM公司的大量实验室数据以及多年积累的工程经验，采用了ALSTOM公司的专利设备OPTIPOW脉冲喷吹阀以及经过最佳化设计的均流喷吹管，可根据现场的烟气条件与粉尘性质，确定最佳的喷吹参数，保证有效均匀地将清灰压力传递到各条滤袋上，获得最佳的清灰效果，从而保证除尘器的性能。气包脉冲阀喷吹管阿尔斯通专利产品活塞式脉冲喷吹阀LH布袋除尘器一般采用差压控制模式清灰。当除尘器的差压达到设定清灰开始阻力的上限后，差压传感器发送信号到PLC控制器，PLC控制器根据预先设定的清灰间隔与清灰顺序发送指令给一组脉冲阀依次进行清灰。一组脉冲阀清灰完成后，PLC控制器比较布袋除尘器的阻力与设定清灰开始阻力的下限。若布袋除尘器的阻力低于设定阻力的下限，就停止清灰，否则就继续清灰。这种控制模式可很好地适应锅炉负荷的变化，使滤袋上堆积的灰尘负荷与除尘器的阻力维持在一个合适的范围。有利于减少喷吹的能量消耗，延长滤布的使用寿命。差压仪有压差显示和远程控制功能。LH型布袋除尘器的另一个特点是清灰强度合适，均匀性好。清灰强度不足会使滤袋上的残留粉尘过多，导致除尘器阻力损失上升快，清灰周期缩短，甚至除尘器无法正常运行。清灰强度太大又会缩短滤袋寿命，增加压缩空气的无效消耗。过度清灰还会破坏滤布赖以除尘的“一次粉尘层”，使除尘效率下降。此外，一根喷吹管供应多只滤袋的喷吹用气。在清灰的瞬时，喷吹管内的压力随着距压缩空气进口的距离变化而变化。阿尔斯通的技术与经验保证了合适的清灰强度，均流喷吹技术可使所有的滤袋都受到相近的清灰压力，并能使8米长的滤袋在长度方向上受力也相对均匀。G、 活塞式脉冲阀寿命更长，针对电袋除尘器内布袋采用在线清灰方式情况下，其独有的“软着陆”功能可大大延长滤布的寿命。脉冲喷吹阀是脉冲式布袋除尘器的重要部件。LH型除尘器采用ALSTOM的专利产品第二代脉冲喷吹阀-“OPTIPOW”活塞式脉冲喷吹阀，结构简单，性能可靠，且具有“软着陆”功能。OPTIPOW脉冲喷吹阀的喷吹口径大，阻力小，强力短促的喷吹气流可保证8m长的滤袋得到3000Pa以上的清灰压力，使滤袋得到充分有效的清灰。清灰时滤袋脱离笼骨 回复到过滤状态OPTIPOW脉冲喷吹阀的另一个重要特点是具有“软着陆”功能。滤袋在正常过滤时，由于负压的作用，滤布是紧贴在支撑它的笼骨上的。当脉冲阀向滤袋内侧喷吹出压缩气体进行清灰时，滤袋内部的压力升高，滤布会在瞬间内发生“鼓胀”，脱离笼骨表面。当脉冲阀关闭，喷吹结束后，滤布在负压作用下又返回笼骨表面。在滤布与笼骨接触的瞬间，两者的碰撞与摩擦会使滤布纤维受到一定的损伤。所谓“软着陆”就是指在脉冲阀关闭时，控制它的关闭速度，使滤袋内部的压力不至于突然下降，从而减小滤布与笼骨的碰撞，延长滤布的寿命。这一点也是目前其它所有的脉冲喷吹阀不具备的。H、 先进的加工工艺激光切割机正在加工花板布袋除尘器本体