毕业论文---袋式除尘器原理与应用

1、1 河北化工医药职业技术学院毕业设计河北化工医药职业技术学院毕业设计 袋式除尘器原理与应用袋式除尘器原理与应用 专业班级专业班级化机化机 10021002 班班 学学号号 姓姓名名 指导教师指导教师 成成绩绩 2 【摘【摘要】要】 人类活动引起的烟尘等有害物质主要来源有三个方面： 工艺生产过程中的有 害物、 生活过程中产生的有害物及交通运输过程中产生的有害物。燃煤锅炉以其 烟尘排放量大、废弃物多、污染大而成为烟尘污染的最主要来源。 煤粉的燃烧过程： 煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧，燃煤中的绝大部分可燃物 都能在炉内燃尽，而煤中的不燃物（主要为灰分）大量混杂在高温烟气中。这些 不燃物因受到高温作用而

2、部分熔融，同时由于其表面张力的作用，形成大量细小 的球形颗粒。在锅炉尾部应风机作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾。随着烟 气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷，呈玻璃状态，从而具 有较高的潜在活性。在引风机将烟气排入大气之前，上述这些细小的球形颗粒， 经过除尘器被分离、收集即为粉煤灰。 粉煤灰的化学成分与粘土质相似，其中以二氧化硅（ SiO 2 ）及三氧化二铝 （Al 2 O 3 ）的含量占大多数，其余为少量三氧化二铁（Fe 2 O 3 ） 、氧化钙（CaO） 、 氧化镁（MgO） 、氧化钠（Na 2 O） 、氧化钾（K 2 O）及氧化硫（SO 3 ）等。 粉煤灰的矿物成分主要有

3、莫来石、钙长石、石英矿物质和玻璃物质，还有少 量未燃炭。 粉煤灰的矿物组成主要取决于原煤的无机杂质成分（无机杂质成分主 要指含铁高的粘土物质、石英、褐铁矿、黄铁矿、方解石、长石、硫等）与含量 以及煤的燃烧状况。 表表 1-11-1燃煤锅炉烟气成分燃煤锅炉烟气成分 项目 O 2（体积比） / SO 2 煤粉炉 814 约 1600 层燃炉 617 约 1600 循环流化床 36 500 /mg/m 3 （标） 2 3 3 NO x /mg/m 6001300约 1300200600 （标） H 2 O（体积比） / 916 1 1 燃煤锅炉烟气的主要危害（在此仅介绍燃煤锅炉烟气的主要危害（在此仅

4、介绍 SOSO 2 的危害）的危害） （1） 对人体的危害 （2） SO 2 对植物的危害 （3） SO 2 对金属的腐蚀 （4） 对生态环境的影响 随着我国进入世界贸易组织和全球环保意识的加强，控制和治理 SO 2 污染 成为我国当今和今后相当一段时间内最为紧迫的环保任务之一。 因为这不仅关系 到我国社会和经济的健康和可持续发展，也由于 SO 2 和酸雨污染是全球性的， 关系到我国的国际形象。因此，加强对 SO 2 污染的治理，不但具有经济效益， 同时，它所带来的社会效益和环境效益更是不可估量的。 【关键词】【关键词】烟尘污染危害健康酸雨 3 4 目录目录 第一章 绪论5 一、工作原理及工艺

5、流程 6 二、除尘器分类 7 第二章 袋式除尘器的概述 8 一、袋式除尘器的基本构造 8 二、袋式除尘器的结构型式 9 三、滤料与清灰 10 四、袋式除尘器的特点 12 第三章 袋式除尘器的应用发展 14 一、袋式除尘器应用现状 14 二、袋式除尘器应用于国内燃煤电厂过程中存在的问题 15 三、袋式除尘器的应用前景及新技术 15 四、袋式除尘器在电厂中应用的技术特点 19 第四章 袋式除尘器的运行与维护 20 一、袋式除尘设备的运行20 二.袋式除尘设备的维护与检修 22 三、袋式除尘器如何防止粉尘爆炸 23 参考文献28 小结 29 致谢30 4 5 第一章绪论 目前, 我国燃煤电厂采用的除

6、尘设备仍以电除尘器为主。 电除尘器是利用粉 尘颗粒在电场中荷电并在电场力作用下向收尘极运动的原理实现烟气净化的, 其除尘效率受到设计水平、锅炉运行状况、燃煤煤种、粉尘的物理、化学性能等 多种因素的影响。 由于煤种多样性, 加之运行维护等方面的原因, 现役电除尘器 大多难达到设计效率。 近年来, 随着我国环保标准的进一步提高, 对烟尘的排放 要求和二氧化硫的控制力度不断加大 , 燃煤电厂改用低硫煤或采用烟气脱硫装 置以及采用循环流化床锅炉等措施 , 致使飞灰比电阻增加, 电除尘器的除尘效 率急剧下降, 很难达到新的排放标准要求, 需进行改造。 为降低除尘器的改造成 本、 减少投资和运行维护费用,

7、 分析造成电除尘器效率低的原因, 提出改造方案 并对其进行研究和技术经济比较 , 选择效率高、投资少的改造方案是十分必要 的。 除尘似乎是已经过时的话题 ,人们的关注都集中在脱硫脱硝等热门问题上 , 好像除尘技术完全过关,不存在任何问题。在火电厂大气污染物排放标准 GB13223- 2003 公布之前确实如此,一般采用四电场普通干式电除尘即能满足排 放要求, 但GB13223-2003 将烟尘排放标准提高到50mg/Nm3 以后,普通干式电除 尘难以达到排放标准。为满足新排放标准,近几年火电厂烟尘治理技术发生了重 大变化,有的通过增加电除尘电场数量 , 增加集尘面积来提高效率 ,有的采取新 技

8、术措施提高电除尘效率 ,有的认为布袋除尘器将取替电除尘 ,积极推出布袋除 尘器,有的开发电- 布袋复合除尘器。 此外,近两三年烟气脱硫装置急速推广应用, 湿式脱硫装置具有一定的除尘作用,而干式脱硫装置则大量增加除尘装置入口烟 尘浓度,除尘和脱硫相互影响。 在新形势下,火电厂烟尘治理技术的应用状况及发 展动态发生了重大变化。 5 6 一、工作原理及工艺流程一、工作原理及工艺流程 1、概述 除尘器由上箱体、中箱体、灰斗、导流板、支架、滤袋组件、喷吹装置、离 线阀、卸灰装置及检测、控制系统等组成。整套除尘器还包括检修平台、照明系 统、检修电源等辅助设备。 工作原理如下： 含尘气体由进风烟道各入口阀进

9、入各单元箱体，在箱体导流 系统的引导下， 大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗、其余粉尘随气流进入中箱体过 滤区，过滤后的洁净气体透过滤袋，经上箱体、提升阀、出风烟道排出除尘器， 经过风机和烟囱直接排放到大气中。随着过滤工况的进行，当滤袋表面积尘达到 一定量时，由清灰控制装置（差压或定时、手动控制）按设定程序，控制当前单 元离线，并打开电磁脉冲阀喷吹，抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中的粉尘经由仓 泵进入气力输灰系统。结构特点如下： 本脉冲除尘器为外滤式除尘器，即含尘气体在滤袋外，洁净空气在滤袋内， 袋口向上。清灰功能利用差压或定时、手动功能控制在线清灰仓室，启动脉冲喷 吹阀喷吹，使滤袋径向变形，抖落灰尘。

10、除尘器同时具有离线检修功能。 2、工艺流程 除尘器利用滤料捕获烟气中的尘粒。 滤料捕获尘粒的能力决定除尘器的除尘 效率。 因此，整个除尘器的工艺流程可以简单描述为通过对经过除尘器的含尘气 6 7 流的阻力的控制，使滤料保持最大的捕获尘粒的能力，此控制即为周期性地对布 袋清灰，防止气流阻力过大。 气流在进入汇风箱后经过各入口阀直接进入各箱体进行过滤， 气流流量由各 过滤室的压力自行控制，压力低的过滤室气流流量将较大。因此，一旦一个过滤 室的压差过大，更多的气流（含有更多的尘粒）将被赶往其它过滤室，直到各过 滤室压差相当。在实际工况中，各过滤室的压差基本相同，如果某一过滤室的压 差较高（高于设定值

11、），该室将进入清灰程序；如果某一过滤室的压差一直较高 且清灰后无明显下降，说明该室有滤袋被堵； 如果某一过滤室的压差一直较低或 陡然下降（低于设定值），说明该室滤袋有破损。 在灰斗上部（中箱体）设有进风管，气流由此进入过滤室，灰斗进风管中的 气流分配系统将气流均匀地分布到过滤室的整个截面。 过滤室中由花板分隔成净气室（上箱体）和含尘室（中箱体）两部分。滤袋 安装在花板上。 含尘气流在穿过滤袋进入净气室（此过程即为过滤过程或称为除 尘过程）时，滤袋外表面即留下一层灰层（布粉层）。与滤袋材质相比，灰层更 为细密。事实上，小的尘粒是由灰层捕获的，否则就能穿过滤袋。因此，新的滤 袋在刚投入使用时，将有

12、极细微的尘粒穿透滤袋逃逸，在烟囱口形成羽状烟，当 布粉层形成后，羽状烟即消失。 为防止滤料的压力降过大， 必须周期性地对滤袋进行清灰。滤袋清灰并不是 将滤袋上的灰层全部彻底清除，清灰后将残余少量由极细微尘粒组成的布粉层， 用于下一除尘过程中捕获较小尘粒。清灰利用脉冲气流实现，清灰过程是逐室、 逐行进行的。过滤室执行清灰工序时处于在线状态。烟气通过滤袋，除去绝大部 分尘粒后，通过出风管和引风机，最后由烟囱排出。 二、除尘器分类二、除尘器分类 除尘器按其作用原理分成以下五类 (1)机械力除尘器包括重力除尘器、惯性除尘器、离心除尘器等。 (2)洗涤式除尘器包括水浴式除尘器、泡沫式除尘器，文丘里管除尘

13、器、水 膜式除尘器等。 (3)过滤式除尘器包括布袋除尘器和颗粒层除尘器等 7 8 (4)静电除尘器。 (5)磁力除尘器。 除尘器按照除尘方式分为： （1）干式除尘器。 （2）半干式除尘器。 （3）湿式除尘器。 现在工业中用的比较多的是电袋复合式除尘器及袋式除尘器。 第二章第二章 袋式除尘器的概述袋式除尘器的概述 在国外， 布袋除尘器作为一种过滤式除尘设备应用于燃煤电站锅炉已经有二 三十年的历史，并取得了良好的使用效果。在我国，随着滤布材料制造技术的发 展，在滤布的强度、耐高温、耐腐、耐磨等方面都有很大的提高，布袋除尘器在 燃煤电站的烟气治理中也逐渐得到应用，并收到了良好效果。而电袋复合除尘器

14、是近几年国内发展起来的一种除尘设备， 也越来越受到国内一些大型火力发电厂 的青睐。 一、袋式除尘器的基本构造一、袋式除尘器的基本构造 袋式除尘器结构主要由上部箱体、中部箱体、下部箱体（灰斗） 、清灰系统 和排灰机构等部分组成。 袋式除尘器是一种干式滤尘装置。 它适用于捕集细小、 干燥、 非纤维性粉尘。 滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成， 利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进 行过滤，当含尘气体进入袋式除尘器地，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作 用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使 8 9 气体得到净化。一般新滤料的除尘效率是不够高的。 滤料使用一段时间后，由

15、于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应，滤袋表 面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后的运动过程中，初层成了滤 料的主要过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。 随着粉尘在滤料表面的积聚，除尘器的效率和阻力都相应的增加，当滤料两侧的 压力差很大时， 会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除尘器效率下 降。另外，除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此，除尘器的阻 力达到一定数值后，要及时清灰。清灰时不能破坏初层，以免效率下降。 二、袋式除尘器的二、袋式除尘器的结构型式结构型式 1、按滤袋的形状分为：扁形袋（梯形及平板形）和圆形袋（圆筒形） 。 2、按进出

16、风方式分为：下进风上出风及上进风下出风和直流式（只限于板 状扁袋） 。 3、按袋的过滤方式分为：外滤式及内滤式。 滤料用纤维，有棉纤维、毛纤维、合成纤维以及玻璃纤维等，不同纤维织成 的滤料具有不同性能。常用的滤料有 208 或 901 涤轮绒布， 使用温度一般不超过 120，经过硅硐树脂处理的玻璃纤维滤袋，使用温度一般不超过 250，棉毛 织物一般适用于没有腐蚀性；温度在 80-90以下含尘气体。 9 10 三、滤料与清灰三、滤料与清灰 （一）滤料 随着生活水平的提高,人们对环境质量的要求也在提高。电式除尘器除尘存 在的问题不断地暴露出来。相反,袋式除尘器因为其高达 99199%1的除尘质量

17、而受到广大用户的青睐。作为袋式除尘器核心的滤料,它的发展在其中发挥着不 可估量的作用。 1滤料的选择要求 袋式除尘器要具有较高的过滤效果需要达到三方面的要求。 (1)除尘器的滤袋要采用能适应不同工作状况的优质滤料 ,同时也要注意滤 料的加工质量。 (2)要求具有强劲可靠的清灰机构,控制设备阻力 (3)具有完善合理的自动控制程序,保证除尘设备连续稳定地运转。 袋式除尘器是依据滤料固有的物理过滤特性以及附着在滤料表面粉尘层的 过滤性来截留烟气中具有一定颗粒度的粉尘。 它依赖于滤料在厚度方向的纤维密 度来决定过滤能力,成为深层过滤技术。滤料应根据生产实际情况以及过滤器的 工作要求选择。滤料是袋式除尘

18、器的核心,关系到除尘器能否长期、可靠、高效 地使用。滤料失效的形式有不可恢复性堵塞失效、高温失效、腐蚀性失效、机械 损失失效等。所以滤料的选择应主要考虑以下几个方面 1.1含尘气体对袋式除尘器滤料的影响 含尘气体对滤料产生的影响主要体现在以下方面。(1)烟气温度。袋式除尘 器主要应用在工业锅炉、流化床锅炉、窑炉及燃煤电站锅炉的烟气除尘。此类烟 气温度往往都比较高,气体通入除尘器时温度一般在 100300左右。一般的 化学纤维在这种温度下性能会受影响,影响过滤性能,所以袋式除尘器的滤料必 须采用耐高温的纤维材料。(2)烟气中酸性气体的腐蚀。当燃烧高硫煤或者烟气 未经脱硫处理,烟气中硫氧化物、 氮

19、氧化物浓度很高时,除 FT 滤料外,其他化学合 成纤维滤料均会被腐蚀损坏,使滤袋寿命缩短。(3)烟气对滤料的氧化作用。 空气 10 11 中氧气占 21%,特别是烟气的温度较高,对滤料会有不同程度的氧化作用,所以滤 料要具有抗氧化性。(4)烟气中水分的作用。 在高温状态下运行工作,当烟气中粉 尘含水量超过 25%以上时,粉尘易粘袋、堵袋,若材料的抗水解性能不高,水解作 用也会使滤料受损 1.2与清灰装置配合选择滤料 目前,袋式除尘器的清灰装置主要有反吹风清灰和脉冲清灰两种方式。(1) 反吹风清灰:其除尘方式为弱清风或者柔性清灰方式。反吹风清灰是靠缩袋式粉 尘层破裂而落仓,在粉尘粘性大,浓度高时

20、,阻力上升较快,粉尘层剥离不够完全 使滤袋磨损加剧。 所以,反吹风清灰要求滤料强度要高,并且要有一定的光滑度以 便增加粉尘剥离效率。(2)脉冲清灰:此种清灰方式具有清灰能力强、清灰效果好 的特点。目前,其在铸造、喷砂、工业锅炉、建材、化工及粮食行业得到了广泛 的应用。根据其喷吹压力的不同,可分为高压脉冲(喷吹压力 014017MPa)和低 压脉冲(喷吹压力 01050107MPa)两类。其中高压脉冲喷吹压力高,清灰能力大, 清灰效果好。但由于采用高压压缩空气,喷吹压力高,对滤袋的损伤较严重2。 因此,此种清灰方式常采用带框架的外滤圆袋或扁袋,要求选用厚实、耐磨、 抗张 力强的滤料。表 1 列出

21、了不同过滤类型滤料的抗拉伸性能指标,其中长度超过 5m 的滤袋应选用高强低伸型,例如针刺毡。 1.3其他生产实际 要求滤料的选择也受过滤速度的影响。在实际应用过程中,有的厂家采用较 高的过滤速度。 因为这样会使一次性投入降低,但是会使运行阻力加大,对滤料性 能要求较高,滤料的寿命也会降低。较低的过滤风速可使袋式除尘器保持适当的 压力降和较低的清灰频率,对滤料强度的要求就相对较低了。 当颗粒微细,如碳素 微尘,其穿透力强,采用普通结构的机织滤料往往难以达标排放,这就要求采用致 11 12 密度高的材料。 例如超细纤维制作的滤袋,或者在纤维加工过程中采用针刺技术。 为了使滤料能更有效地清灰和保持过

22、滤环境的安全性 ,其抗静电性能至关重要, 表 2 为滤料的抗静电要求。另外,滤料本身应该具有抗折叠性,特别是玻璃纤维, 它具有优异的性能,但是纤维脆性强,在安装、修补、更换、检查时容易因为碰撞 而破坏。 （二）清灰 清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一个环节， 实际上袋式除尘器是按清灰 方式命名和分类的。常用的清灰方式 1、气体清灰：气体清灰是借助于高压气体或外部大气反吹滤袋，以清除滤 袋上的积灰。气体清灰包括脉冲喷吹清灰、反吹风清灰和反吸风清灰。 2、机械振打清灰：分顶部振打清灰和中部振打清灰（均对滤袋而言） ，是借 助于机械振打装置周期性的轮流振打各排滤袋，以清除滤袋上的积灰。 3、人工敲打

23、：是用人工拍打每个滤袋，以清除滤袋上的积灰。 四、袋式除尘器的特点四、袋式除尘器的特点 袋式除尘器应用最为广泛在钢铁、有色冶金、化工、机械、建材、电力、 轻工、纺织、粮食、交通运输等多个工业部门都有应用。 1.特点 （1） 除尘效率高， 一般在 99以上， 除尘器出口气体含尘浓度在数十 mg/m3 之内，对亚微米粒径的细尘有较高的分级效率。 （2）处理风量的范围广，小的仅 1min 数 m3，大的可达 1min 数万 m3,既可 用于工业炉窑的烟气除尘，减少大气污染物的排放。 （3）结构简单，维护操作方便。 （4）在保证同样高除尘效率的前提下，造价低于电除尘器。 （5）采用玻璃纤维、聚四氟乙烯

24、、 P84 等耐高温滤料时，可在200以上的 高温条件下运行。 （6）对粉尘的特性不敏感，不受粉尘及电阻的影响。玻纤袋式除尘器是一 种干式滤尘装置。滤料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等 效应，滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后的运动过程中， 12 13 初层成了滤料的主要过滤层，依靠初层的作用， 网孔较大的滤料也能获得较高的 过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚，除尘器的效率和阻力都相应的增加，当 滤料两侧的压力差很大时，会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除 尘器效率下降。另外，除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此， 除尘器的阻力达到一定数

25、值后，要及时清灰。清灰时不能破坏初层，以免效率下 降。 2.优缺点 袋式除尘器有以下优点 （1）除尘效率很高，一般都可以达到 99%，可捕集粒径大于 0.3 微米的 细小粉尘颗粒，能满足严格的环保要求。 （2）性能稳定。处理风量、气体含尘量、温度等工作条件的变化，对袋 式除尘器的除尘效果影响不大。 （3）粉尘处理容易。袋式除尘器是一种干式净化设备，不需用水，所以 不存在污水处理或泥浆处理问题，收集的粉尘容易回收利用。 （4） 使用灵活。 处理风量可由每小时数百立方米到每小时数十万立方米， 可以作为直接设于室内、附近的小型机组，也可做成大型的除尘室。 （5）结构比较简单，运行比较稳定，初始投资较

26、少，维护方便。 但是袋式除尘器也存在一些缺点。 （1）承受温度的能力有一定极限。棉织和毛织滤料耐温在 80-95 度，合 成纤维滤料耐温 200-260 度，玻璃纤维滤料耐温 280 度。 在净化温度更高的烟气 时，必须采取措施降低烟气的温度。 （2）有的烟气含水分较多，或者所携粉尘有较强的吸湿性，往往导致滤 袋黏结、堵塞滤料。为保证袋式除尘器正常工作，必须采取必要的保温措施以保 证气体中的水分不会凝结。 （3）某些类型的袋式除尘器工人工作条件差，检查和更换滤袋时，需要 进入箱体。 13 14 第三章第三章 袋式除尘器的应用发展袋式除尘器的应用发展 一、袋式除尘器应用现状一、袋式除尘器应用现状

27、 (1)除尘器选型不当 一个袋式除尘系统是由多个高技术的独立系统配置而成， 其中包括：烟气输 送管道系统；烟气预除尘或降温系统；滤料的选择与滤袋的加工；笼骨和花板的 设计、加工质量；除尘清灰系统；润滑系统；清灰系统；电气控制系统；卸灰系 统；风机系统；分流挡板和钢结构制作(包括采取露点保温、加热和密封措施)； 除尘器报警安全系统等等。袋式除尘器看似简单，但要做得好，用得好，仍是技 术性很强的设备。所以，如果把除尘器作为家庭用品一样简单“选型”，如果选 型不当也会在除尘设备的应用过程中经常产生各种败迹或问题。 (2)阻力偏高，耗能偏多 袋式除尘器在正常运行情况下，中小型除尘器过滤面积1000 m

28、2的运行阻力 应10001500Pa，大型除尘器的阻力12002000Pa。但是目前运行中的袋式除 尘器有相当数量超过这些数值，这是不正常的。 除尘器耗能量是压力与流量的乘 积(P=KPQ/1000 3600)，压力高 1 倍，流量不变则耗能多 1 倍。1 台处理 100 万 m3/n 的除尘器如果阻力偏高 500Pa，则每年多消耗电能约200 万元。运行 阻力偏高的原因首先是没有根据具体情况因地制宜适应除尘工艺进行设备设计， 导致应用中阻力高，运行困难。第二清灰不良，对脉冲袋式除尘器而言，脉冲阀 质量不好， 清灰周期控制不合理， 导致清灰效果差， 遇到工艺粉尘细、 含湿量大、 含尘浓度高等情

29、况，运行阻力难降到理想水平。第三是除尘器气流不均匀，流场 不合理，结构阻力偏高。中国产业协会袋式除尘委员会已把解决流场问题作为 “十一”五规划的内容。 (3)滤袋寿命较短 滤袋的寿命问题是关系维护管理费用和除尘效果优劣的关键问题。 在除尘设 备正常运行条件，国产普通滤袋使用时间应达到 2年、玻纤滤袋 12 年、 覆膜滤袋寿命更长，但是实际情况并非如此。 滤袋寿命偏短的一个原因是滤袋质 量欠佳， 如石灰窑袋式除尘器用国产滤袋寿命不到 1 年， 更换进口滤袋后滤袋寿 14 15 命延长 23 倍；滤袋使用时间偏短的另一个原因是运行参数不合理，如滤速偏 高、滤袋布置不合理、清灰不良等。 (4)配套件

30、质量差 与袋式除尘器配套的机电产品及材料，型式少、功能不齐，如国产电磁阀， 性能不好、寿命不长、气缸寿命短、动作缓慢。电动蝶阀电动头，电动推杆的故 障率偏高，卸灰阀、输灰设备寿命不长，刮板输送机链条每 12 年就要更换一 次。密封垫料，胶合料品种单一，抗老化性能差，缺乏特色产品；电器元件、仪 器仪表国产品质量差，与进口产品比差距更大。微差压变换器及其显示仪表、料 位计、粉尘浓度计、PLC 程控器等还得依赖进口。 二、袋式除尘器应用于国内燃煤电厂过程中存在的问题二、袋式除尘器应用于国内燃煤电厂过程中存在的问题 袋式除尘器在中国的燃煤电厂中的应用起步于上世纪70年代,但是在随后的 应用中出现了很多

31、问题,使得袋式除尘器的应用一直不是很理想。存在的主要问 题有: （1）设备阻力损失较大 由于设计的原因,在除尘器的实际使用时所处理的烟气量大大超过了设计烟 气量,使得烟道流速和过滤速度大幅度增加,阻力上升。另外由于清灰效果不佳, 也导致阻力上升。 （2）滤袋破损失效 由于磨损、机械损伤、烟气超温、烟气中酸性气体的腐蚀,以及滤袋的质量 不好、制造不佳、安装不规范等都易导致滤袋的破损失效。 （3）花板积灰 由于滤袋的破损、 滤袋的连接短管和花板之间密封不好等原因导致花板不同 程度的积灰,从而影响到袋式除尘器的运行。 三、袋式除尘器的应用前景及新技术三、袋式除尘器的应用前景及新技术 袋式除尘器的除尘

32、效率最高，并且还能有效捕集对人体危害最大的5微米以 下的超细的微小颗粒。近年来，袋式除尘技术有了长足的进步，主机、滤料、自 动控制和应用技术的水平都有很大提高， 使得袋式除尘器对于烟气的高温、 高湿、 15 16 高浓度、微细粉尘、吸湿性粉尘、易燃易爆粉尘等不利工况条件有了更强的适应 性，并且在加强清灰提高效率、降低消耗、减少故障、方便维修方面达到一个新 的高度。 中国的经济规模庞大，钢铁产量、水泥产量、煤炭产量都是世界第一，发电 量世界第二，并且大部分是燃煤的火电厂。这些重化工、原材料、能源工业不少 企业还是粗放型生产， 生产工艺及设备相对落后， 资源、 能源耗费大， 污染严重， 产生的粉尘

33、、烟尘数量巨大。因此，中国的袋式除尘器潜在市场非常巨大。 我国的火电厂大型燃煤锅炉除尘， 是高效除尘设备的巨大市场。由于种种原 因，我国的袋式除尘器在这个市场还未打开局面，而国外发达国家火电厂除尘、 脱硫，袋式除尘器占有相当的份额，特别是澳大利亚火电厂除尘，绝大多数都采 用袋式除尘器，运行稳定，效果良好。目前我国对烟气中的 SO 2 加强控制，粉 尘比电阻上升， 使得电除尘器的应用变得困难和不经济，袋式除尘器成为合理的 选择。 袋式除尘器技术的发展趋势始终是围绕排放浓度低 (目视为零)、节约能源 (阻力小)和管理方便三个目标进行，为达到这些目标着重发展以下技术。 (1)发展脉冲除尘器技术 脉冲

34、袋式除尘器在我国研究开发比较早，20 世纪 70 年代已经开始，并得到 推广应用，由于当时技术指标过于夸大，脉冲阀等配件质量欠佳，运行中出现种 种问题， 所以使用范围越来越小，发展速度反而落在回转反吹风和分室反吹风袋 式除尘器的后面。随着设计水平提高，进口配件的采用和脉冲除尘器的优点的突 出， 近年来又长袋发展， 并被大量采用， 特别是大中型脉冲除尘器技术发展很快， 有代替其他型式除尘器的发展趋势。 (2)脉冲袋式除尘器大型化 分室反吹风袋式除尘器在 20 世纪 80 年代已经实现了大型化， 袋长 812m， 单台除尘器处理风量 100 万 m3/h 以上， 但脉冲除尘器袋长长时间在 3m 以

35、内徘徊， 后来到 6m，已认为是长袋脉冲袋式除尘器了，滤袋不够长，使得脉冲袋式除尘 器很难实现大型化。增长滤袋后遇到的困难是清灰不彻底。高性能脉冲阀和强力 喷吹装置的合理设计，能够使不超过 10m 长的滤袋彻底清灰。强力喷吹装置为脉 16 17 冲袋式除尘器大型化奠定了基础。 燃煤电厂引进的德国低压脉冲袋式除尘器袋长 810m。单台处理烟气量 170000 m3/h。 (3)开发新型除尘器 滤筒式除尘器和塑烧板除尘器的问世， 给除尘技术带来了新意。这种除尘器 的共同特点是：设备体积小，重量轻，占用空间和占地面积是普通袋式除尘器 的 1/31/5。使用寿命长，较一般滤袋寿命长 23 倍。适用范围

36、广，在含 油、含湿高浓度的工况条件，比其他袋式除尘器更能适应。运行稳定，压损波 动小。由于这两种除尘器的独特优点，所以尽管其价格昂贵，还是得到越来越多 的应用， 这是环保标准日益严格， 设备管理日益简化带来的必然结果和发展趋势。 (4)提高滤袋料产品质量 提高滤料产品质量 滤料的原料和织造技术影响着滤布和滤袋的质量， 影响着用户使用周期和运 行费用，有时直接影响粉尘的排放浓度。因此精选原料，提高织造工艺水平，使 国产滤袋的各项技术指标赶上世界先进水平，是滤料和滤袋发展的总趋势。对常 用的针剌毡滤料应按表 2-1 要求进行技术提升。 表表 2-12-1针剌滤料发展方向针剌滤料发展方向 提高项目

37、提高强度降低 伸长率 制作要求 高强低伸工业丝作基布，针剌密度高，纤维抱合紧密， 提高强度同时使滤毡纤维之间抱合紧密，致密度高，降低其 伸长性。高强低伸纤维作基布，使伸长性更小。 滤料呈阶梯度的层状复合式，可以解决过滤精度，阻力 及能耗的矛盾，使运行中阻力损失小，节省能耗。 滤料表面有更细的“S”型微孔，使更细的粒子无法穿 透而泄漏或堵塞滤毡，使其积灰聚在滤毡表面易抖动清灰达 减少阻力 表面处理更好 到新的过滤循环，为此应选用 0.81.5D 或更细纤维，纤维 直径降低数倍，孔径缩小，孔隙率高，过滤精度高，覆膜滤 料要改进膜布牢度及孔隙均匀度。 提高耐酸碱度 选用直接纺丝工艺的高分子量聚酯优级

38、纤维，改善耐酸 和耐水解性。亦可用特殊处理。 17 18 增强耐磨、 耐折 性 提高滤料均匀 性 过滤精度高 增加单位体积内纤维数量多，致密度高，坚固耐磨，使 用寿命更长。玻璃滤料重点提高耐折性。 生产中把开松混合及精细的梳理使纤维网更加均匀表 面平整，纤维细且致密。 因滤毡具有细小的微孔，直径小于孔径的粒子均被阻挡 在滤料表面，难于进入滤料内部，孔径小则精度高。 增加滤料品种 由于生产工艺及尘源的多样化， 要求袋式除尘器滤料适应多样化的要求，生 产多规格多品种的滤料， 这是袋式除尘器技术的另一发展趋势。 在高温烟尘场合， 莱登滤料、P-84 滤料以及玻纤与这些滤料复合而成的新型滤料大大满足了

39、市场 要求，但在120160人称中温条件下能工作的滤料品种仍然过少，价格偏高， 滤料厂家在滤料品种的开发方面天地广阔。对玻璃纤维滤料来说，21 世纪 70 年 代研制出膨体纱滤布，80 年代研制出玻璃针剌毡，90 年代研制出玻纤覆膜滤料， 进步之快，但是耐屈挠性一直不理想，所以提高玻纤滤料的耐折性能，延长其使 用寿命是极待研究的课题。 （5）除尘器电控技术发展方向 小型除尘器实行简化控制 小型除尘器不可能像常规工业控制那样被精心地操作和维护。 这就要求控制 简单、可靠、不用调试、接上负载、插上电源就可投入正常运行，无须专人值守 和维护。 随着脉冲控制仪和小电脑控制仪可靠性的不断提高，特别是脉冲

40、控制专 用芯片的发展和应用，研制这种简化控制仪成为可能会受用户的欢迎。对反吹风 袋式除尘器而言， 控制本来就很简单， 它应同风机控制连在一起， 联锁操作运行。 大型除尘器实行识别控制 随着生产设备的大型化及控制的自动化， 对大型除尘系统的控制要求也越来 越高， 要求除尘器的控制能够在工况条件变化时自动识别控制对象的变化，自动 调节控制规律。 通过软件处理， 在中央控制室计算机屏幕上即可观察除尘器状况， 使除尘器运行在最佳工况。当除尘器设备发生故障时，电控系统不是仅仅做出报 警，而是能够自动做出判断和处理。 18 19 根据除尘技术的发展方向， 袋式除尘器最有发展前途，这是因为袋式除尘器 除尘效

41、率高， 能满足日益严格的环保标准， 运行稳定， 不因风量变化而影响性能； 应用范围广，在各行业生产环节都有应用。 分析影响袋式除尘器的各种因素， 有针对性地改进和提高技术水平和管理水 平，对节能减排、建设环保友好型企业具有重要意义。 四、袋式除尘器在电厂中应用的技术特点四、袋式除尘器在电厂中应用的技术特点 （1）烟气温度 在考虑一定安全系数的条件下,要根据常规条件下的烟气温度合理地选择滤 料，同时也应考虑事故条件下,因高温而造成的滤料失效。烟气中是否存在正在 燃烧的颗粒物也是必须注意的问题 ,若存在,可以通过加长烟气连接管或在烟气 连接管较短且没有足够空间加长的情况下设置必要的阻火装置等方式加

42、以解决。 （2）烟气特性 电厂的烟气一般都具有酸碱腐蚀性,因此应根据烟气的腐蚀性强度选择适宜 的滤料,同时也应考虑烟气通道内的防腐措施。 此外,还应采取相应的措施避免烟 气中含有的油雾、细微絮状物等粘性物质附着在滤料上造成滤料堵塞。 （3）袋式除尘器预除灰 在机组启动或低负荷稳燃时需要使用燃油 ,因此,为了避免不完全燃烧的油 烟粘袋造成滤袋堵塞,故在袋式除尘器投入使用前,应对新布袋进行预除尘(喷粉 煤灰)或设置旁通,而对老布袋则不用清灰,以保证其具有一定的灰尘层。 （4）袋式除尘器停机 若停机时间短,则不应为滤袋清灰,而需注意除尘器的保温; 若停机时间长, 则应为所有滤袋清灰,并利用引风机将袋

43、式除尘器内残留的酸性气体清除干净。 19 20 第四章第四章 袋式除尘器的运行与维护袋式除尘器的运行与维护 一、袋式除尘设备的运行一、袋式除尘设备的运行 （一）调试前的准备工作，清除除尘器箱体内的杂物，按引风机、空压机、 绞刀、减速机、油雾器的使用要求加润滑油或检查其油位，引风机、空压机、绞 刀等设备手盘、点动均正常，转向正确，且无异常声响和振动，检查压缩空气系 统密封情况，并用压缩空气清扫气路系统，手动检查提升阀安装是否正确到位， 清灰系统是否正常。 （二）试车。先接通高压气源，如高压气源是单独设置的空压机，其操作规 程按空压机的说明书操作。将储气罐压力调至 0.5-0.7MPa检查压缩空气

44、各管 路接头、三联件、脉冲阀等气动元件安装是否严密，检查并调整提升阀，使阀板 关闭严密，然后操作电控装置的开关，向电磁阀输入动作信号，检查各气动元件 是否正常，启动排灰装置，并检查是否符合工作要求，空载下起动风机，缓缓打 开引风机调节阀。使其达到工艺通风要求，并观察设备运行情况，并逐室检查脉 冲清灰效果。除尘器开始带尘运行时，先不要开启清灰装置，应使灰尘慢慢积聚 在滤袋外表面上，运行一段时间以后，再开动清灰装置，以利于滤袋表面建立原 始过滤粉尘层， 然后进行反复试验， 以确定设备运行在最佳状态所需的清灰周期， 然后按此程序固定。 在新的袋式除尘器试运行时，应特别注意检查下列各点： 1、风机的旋

45、转方向、转速、轴承振动和温度。 2、处理风量和各测试点压力与温度是否与设计相符。 3、滤袋的安装情况，在使用后是否有掉袋、松口、磨损等情况发生，投运 后可目测烟囱的排放情况来判断。 4、要注意袋室结露情况是否存在，排灰系统是否畅通。防止堵塞和腐蚀发 生，积灰严重时会影响主机的生产。 5、清灰周期及清灰时间的调整，这项工作是左右捕尘性能和运转状况的重 20 21 要因素。 清灰时间过长， 将使附着粉尘层被清落掉， 成为滤袋泄漏和破损的原因。 如果清灰时间过短，滤袋上的粉尘尚未清落掉，就恢复过滤作业，将使阻力很快 地恢复并逐渐增高起来，最终影响其使用效果。 两次清灰时间间隔称清灰周期， 一般希望清

46、灰周期尽可能的长一些，使除尘 器能在经济的阻力条件下运转。因此，必须对粉尘性质、含尘浓度等进行慎重地 研究， 并根据不同的清灰方法来决定清灰周期和时间，并在试运转中进行调整达 到较佳的清灰参数。 在开始运转的时间，常常会出现一些事先预料不到情况，例如，出现异常的 温度、压力、水分等将给新装置造成损害。 气体温度的急剧变化，会引起风机轴的变形，造成不平衡状态，运转就会发 生振动。一旦停止运转，温度急剧下降，再重新起动时就又会产生振动。最好根 据气体温度来选用不同类型的风机。 设备试运转的好坏，直接影响其是否能投入正常运行，如处理不当，袋式除 尘器很可能会很快失去效用，因此，做好设备的试运转必须细

47、心和慎重。 （三）日常运行 在袋式除尘器的日常运行中， 由于运行条件会发生某些改变，或者出现某些 故障， 都将影响设备的正常运转状况和工作性能，要定期地进行检查和适当的调 节， 目的是延长滤袋的寿命， 降低动力消耗及回收有用的物料。 应注意的问题有： 1、运行记录每个通风除尘系统都要安装和备有必要的测试仪表， 在日 常运行中必须定期进行测定， 并准确地记录下来， 这就可以根据系统的压差， 进、 出口气体温度，主电机的电压、电流等的数值及变化来进行判断，并及时地排出 故障，保证其正常运行。通过记录发现的问题有：清灰机构的工作情况， 滤袋的工况（破损、糊袋、堵塞等问题） ，以及系统风量的变化等。

48、2、流体阻力U 型压差计可用来判断运行情况：如压差增高，意味着滤 袋出现堵塞、滤袋上有水汽冷凝、清灰机构失效、灰斗积灰过多以致堵塞滤袋、 气体流量增多等情况。而压差降低则意味着出现了滤袋破损或松脱、进风侧管道 堵塞或阀门关闭。箱体或各分室之间有泄漏现象、风机转速减慢等情况。 3、 安全袋式除尘器要特别注意采取防止燃烧、 爆炸和火灾事故的措施。 在处理燃烧气体或高温气体时，常常有未完全燃烧的粉尘、火星、有燃烧和爆炸 21 22 性气体等进入系统之中，有些粉尘具有自燃着火的性质或带电性，同时，大多数 滤料的材质又都是易燃烧、磨擦易产生积聚静电的，在这样的运转条件下，存在 着发生燃烧、爆炸事故的危害

49、，这类事故的后果往往是很严重的。应很好地考虑 采取防火、防爆措施，如： 在除尘器的前面设燃烧室或火星捕集器，以 便使未完全燃烧的粉尘与气体完全燃烧或把火星捕集下来。 采取防止静 电积聚的措施， 各部分用导电材料接地， 或在滤料制造时加入导电纤维。 防止粉尘的堆积或积聚，以免粉尘的自燃和爆炸。人进入袋室或管道检 查或检修前，务必通风换气，严防 CO 中毒 二、袋式除尘设备的维护与检修二、袋式除尘设备的维护与检修 （一）（一）日常运行维护 设备运行中，应设专人进行管理，并做好运行记录，管理人员应熟悉除尘器 原理、性能、使用条件，并掌握运行参数的调整和设备维修方法。减速机、输灰 装置等机械运动部件应

50、按规定加油，发现有不正常现象应及时排除，排污阀、气 源三联件中的油水分离器应每班排污一次， 油雾器要经常检查存油情况，及时加 油，脉冲阀如发生故障，应及时排除，如内部有杂质、水分等异物，应及时清理， 膜片损坏应及时更换，定期检查气缸及各法兰面情况，如发现漏气，应及时更换 密封圈，检修门上的密封条，如有老化，应及时更换，定期测定工艺参数，如烟 气量、温度、浓度等。发现异常，应查找原因并及时处理，定期检查气路系统， 排灰系统工作情况，发现异常及时排除。开机时，因先接通压缩空气至储气罐， 接通控制电源，启动排灰装置。如果系统中还有其他设备，应按工艺要求联锁控 制。停机时，在工艺系统停止后，应保持除尘

51、器和排风机继续工作一段时间，以 除去设备中的潮气和粉尘。 （二）可能发生的故障及排除方法 1运行阻力大 原因可能是结露糊袋脉冲阀不工作或损坏压缩空气压力太低 脉冲阀工作时提升阀关闭不严一个或多个提升阀处于关闭状态。 排除方法堵塞漏风提高烟气温度加强通风做好除尘器及管路的保 温工作维护或更换脉冲阀检查气路及空气压缩机检查提升阀和清 22 23 灰控制器。 2脉冲阀不工作 原因可能是电源断电或清灰控制器失灵脉冲阀内有杂物一直漏 气脉冲阀线圈烧坏压缩空气压力太低。 排除方法恢复供电或修理清灰控制器仔细清理脉冲阀更换电 磁脉冲阀线圈检查气路系统及压缩机。 3提升阀不工作 原因可能是电源断电或清灰控制器

52、失灵气缸坏或卡死气缸电 磁换向阀线圈烧坏气缸电磁阀太脏，换气口堵塞或阀芯干涸，动不了压缩 空气压力太低。 排除方法恢复供电或修理清灰控制器仔细检查、 清理、修理气缸 更换电磁换向阀线圈检查气路系统及压缩机。 4防止滤袋损坏 一般情况下， 除尘滤袋在使用年限内是逐渐损坏的， 主要原因是粉尘的磨蚀、 高温、高湿引起的滤料变质。除尘器不能使用破损的滤袋进行工作，否则会影响 除尘效果。 三、三、袋式除尘器如何防止粉尘爆炸袋式除尘器如何防止粉尘爆炸 1、粉尘爆炸的特点 粉尘爆炸要比可燃物质及可燃气体复杂一般地， 可燃粉尘悬浮于空气中形 成在爆炸浓度范围内的粉尘云，在点火源作用下，与点火源接触的部分粉尘首

53、先 被点燃并形成一个小火球。在这个小火球燃烧放出的热量作用下，使得周围临近 粉尘被加热、温度升高、着火燃烧现象产生，这样火球就将迅速扩大而形成粉尘 爆炸。 粉尘爆炸发生之后， 往往会产生二次爆炸这是由于在第一次爆炸时，有不 少粉尘沉积在一起，其浓度超过了粉尘爆炸的上限浓度值而不能爆炸。但是，当 23 24 第一次爆炸形成的冲击波或气浪将沉积粉尘重新扬起时，在空中与空气混合，浓 度在粉尘爆炸范围内，就可能紧接着产生二次爆炸。第二次爆炸所造成的灾害往 往比第一次爆炸要严重得多。 粉尘爆炸的机理可燃粉尘在空气中燃烧时会释放出能量，井产生大量气 体， 而释放出能量的快慢即燃烧速度的大小与粉体暴露在空气

54、中的面积有关。因 此，对于同一种固体物质的粉体，其粒度越小，比表面积则越大，燃烧扩散就越 快。如果这种固体的粒度很细。以至可悬浮起来，一旦有点火源使之引燃，则可 在极短的时间内释放出大量的能量。这些能量来不及散逸到周围环境中去，致使 该空间内气体受到加热并绝热膨胀，而另一方面粉体燃烧时产生大量的气体，会 使体系形成局部高压，以致产生爆炸及传播，这就是通常称作的粉尘爆炸。 粉尘爆炸与燃烧的区别大块的固体可燃物的燃烧是以近于平行层向内部 推进，例如煤的燃烧等。这种燃烧能量的释放比较缓慢。所产生的热量和气体可 以迅速逸散。可燃性粉尘的堆状燃烧，在通风良好的情况下形成明火燃烧，而在 通风不好的情况下。

55、可形成无烟或焰的隐燃。 可燃粉尘分类粉体按其可燃性可划分为两类： 一类为可燃； 一类为非可燃。 可燃粉体的分类方法和标准在不同的国家有所不同。 2、粉尘浓度和颗粒对爆炸的影响 粉尘浓度可燃粉尘爆炸也存在粉尘浓度的上下限。 该值受点火能量、氧浓 度、粉体粒度、粉体品种、水分等多种因素的影响。采用简化公式，可估算出爆 炸极限，一般而言粉尘爆炸下限浓度为 2060g/m3，上限介于 26kg/m3。上限 受到多种因素的影响， 其值不如下限易确定， 通常也不易达到上限的浓度。 所以， 下限值更重要、更有用。 粉体粒度可燃物粉体颗粒大于 400um 时，所形成的粉尘云不再具有可爆 性。但对于超细粉体当其

56、粒度在 10um 以下时则具有较大的危险性。应引起注意 的是，有时即使粉体的平均粒度大于 400um，但其中往往也含有较细的粉体，这 少部分的粉体也具备爆炸性。 3、粉尘爆炸的技术措施。燃烧反应需要有可燃物质和氧气，还需要有一定 能量的点火源。对于粉尘爆炸来说应具备三个要素：点火源；可燃细粉尘；粉尘 悬浮于空气中， 形成在爆炸浓度范围内的粉尘云。这三个要素同时存在才会发生 24 25 爆炸。因此，只要消除其中一条件即可防止爆炸的发生。在袋式除尘器中常采用 以下技术措施。 防爆的结构设计措施本体结构的特殊设计中， 为防止除尘器内部构件可燃 粉尘的积灰，所有梁、分隔板等应设置防尘板，而防尘板斜度应

57、小于 70 度。灰 斗的溜角大于 70 度，为防止因两斗壁间夹角太小而积灰，两相邻侧板应焊上溜 料板， 消除粉尘的沉积，考虑到由于操作不正常和粉尘湿度大时出现灰斗结露堵 寒，设计灰斗时，在灰斗壁板上对高温除尘器增加蒸汽管保温或管状电加热器。 为防止灰斗蓬料，每个灰斗还需设置仓臂振动器或空气炮。 采用防静电滤袋在除尘器内部，由于高浓度粉尘随在流动过程中互相摩 擦， 粉尘与滤布也有相互摩擦都能产生静电， 静电的积集会产生火花而引起燃烧。 对于脉冲清灰方式，滤袋用涤纶针刺毡，为消除涤纶针刺毡易产生静电不足，滤 袋布料中中纺入导电的金属丝或碳纤维，在安装滤袋时，滤袋通过钢骨架和多孔 板相连，经过壳体连

58、入车间接地网。对于反吹风清灰的滤袋，已开发出MP922 等多种防静电产品。使用效果都很好。 设置安全孔（阀）为将爆炸局限于袋式除尘器内部而不向其他方面扩展， 设置安全孔和必不可少的消火设备，实为重要。 设置安全孔的目的不是让安全孔 防止发生爆炸， 而是用它限制爆炸范围和减少爆炸次数。大多数处理爆炸性粉尘 的除尘器都是在设置安全孔条件下进行运转的。正因为这样，安全孔的设计应保 证万一出现爆炸事故，能切实起到作用；平时要加强对安全孔的维护管理。 防爆板防爆板是由压力差驱动、非自动关闭的紧急泄压装置，主要用于管道或 除尘设备，使它们避免因超压或真空而导致破坏。与安全阀相比，爆破片具有 泄放面积大、动作灵敏、精度高、耐腐蚀和不容易堵塞等优点。爆破片可单独使 用，也可与安全阀组合使用。防爆阀设计安全防爆阀设计主要有两种： 一种