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袋式除尘器的基本原理、结构和控制布置

        袋式除尘器的基本原理、结构和控制布置

 

一、 前言

在现代社会中,几乎每个家庭都离不开“布袋除尘器”。比如大家熟悉的家用吸尘器,汽车和电脑用的微型清扫器等。同样“布袋除尘器”在冶金、建材、化工、食品加工等行业中也已经得到了广泛的应用。“布袋除尘器”作为除尘设备已经有了一个世纪的历史。
  虽然布袋除尘器的使用已经有了一百多年的历史,但其在电力行业中锅炉上使用了还不到30年。自1973年,美国圣勃雷燃煤电厂(总装机容量为176MW)的四台锅炉将静电除尘改为布袋除尘器以来,布袋除尘器在大容量的电站锅炉上开始广泛地应用,特别是在美国、欧洲和澳大利亚。例如,在澳大利亚新南威尔斯州的电站锅炉中80%已经采用布袋除尘器。现在布袋除尘器不但在新设计的电厂上广泛使用,有些国家更在对原有的静电除尘器进行改造。目前安装布袋除尘器的最大机组为850MW。
  为什么布袋除尘器之所以能在电站锅炉上得到如此迅速地发展,这是因为它有其自身的优点:
1、除尘效率高,其效率一般在99.5%以上,高的能达到99.99%;
2、对亚微米级的粉尘的收集效果很好,除尘器出口的气体含尘浓度都能低于30mg/m3,好的能低于5mg/m3;
3、处理的气体量和含尘浓度的允许化范围大,且除尘效率稳定;
4、对粉尘的特性不敏感,(对煤尘来说,不受比电阻的影响);
5、设备简单,维修方便,不需要高技术的工种。
除此,其他一些重要的因素是:
1、由于科技的发展,特别是新滤料的开发,清灰技术的完善,控制技术的飞跃发展,使得布袋除尘器的滤袋寿命延长,故障率降低,清灰控制可靠,使用范围进一步扩大。
2、环保标准的提高,否定了采用高烟囱排放的措施,电厂采用低硫煤做燃料后,静电除尘的除尘效率明显降低。虽然静电除尘在本体和电源设计上作了大量的技术改进,以提高除尘效率,收到一定的效果或采取烟气调质的方法来提高除尘效率,但为达到相同的除尘效率,满足环保的排放标准,投资大大提高,综合经济技术比较后,布袋除尘器更为有利、更为经济。
3、对有些特殊的煤灰(比如低温除尘指数小于1,SiO2、Al2O3的含量之和大于90%),静电除尘不能适用。
4、随着干法脱硫技术和循环流化床在电站锅炉上的应用,需要有相应的除尘设备予以配合。
  虽然布袋除尘器在电站锅炉上有如此迅速的发展,但有过一段坎坷的历程。尤其是在我国。80年代和90年代分别两次在电站上使用的布袋除尘器都因布袋寿命短、堵灰或者烧袋导致故障率高,甚至由于影响机组安全运行而宣告失败(这里有设计、制造、滤料、运行和维护等各方面的因素),从而使布袋除尘器在电站锅炉上的应用受到了一定的限制。与此同时布袋除尘器在我国其他行业中已经得到比较普遍的应用,随着科技的不断发展,环保标准的不断提高,布袋除尘器在电站锅炉上应用将会越来越多。
  由于呼厂的煤灰比较特殊,煤灰中的SiO2、AL2O3含量都在45%左右(这两种成分之和大于90%),Na2O和MgO的含量总和小于1%(其中的Na2O的含量仅为0.01%左右),灰的比电阻高,静电除尘器对这种灰尘的处理很难达到满意的效果。现确定呼厂2×200MW机组采用的布袋除尘器,在我国电力行业是第三次使用布袋除尘器。因此,为确保呼厂使用布袋除尘器的成功投产和长期的安全运行、有必要对布袋除尘器的技术有更进一步的了解和掌握。


二、布袋除尘器的原理
  现在不对布袋除尘器的原理作深入的阐述,因为在一些教材中都已经对此作过详细的论述。不过,有必要在此把一些已经成为当今工业术语,并且对设计和评估布袋除尘器的性能非常有用的一些关键概念作一介绍。
  大家都有戴口罩的经历,口罩就是一种简易的过滤除尘设备。布袋除尘器的除尘机理很简单,它与口罩的除尘机理一样,是通过滤材料对烟气中飞灰颗粒的机械拦截来实现的。但除此之外,先收到的飞灰颗粒在滤料表面还形成了一层稳定的稠密的灰层(一般称为滤饼或滤床),它又起到了很好的过滤作用,特别是用编制布做滤袋的除尘器,这层滤床起到了主要的过滤作用。过滤元件。过滤元件可以由棉毛纤维、玻璃纤维或各种化学纤维经过纺织(或针刺)成滤料,再缝制成垂直悬挂的滤袋,不同场合要选用不同的滤料。在滤袋上收集到的粉尘通过周期性的机械抖动、过滤后的烟气反吹或压缩空气的脉冲反吹等途径使布袋变形而将灰清除。
  烟气能够通过滤袋和滤料表面所形成的滤饼(滤床)是依靠滤层两边的压差—这个压差通常称为管板压差d.p.(有时也称为滤床压差)。飞灰收集中,一个特殊的参数是过滤烟速——每分种每平方米的滤布所过滤的气量。滤床的压差d.p.是与烟速呈线性比例关系,因此也与烟气流量呈线性比例关系。这个固定的比例关系系数通常称为滤阻。按此定义,滤阻与烟气流量无关,有点类似于电阻的概念。我们把平均的过滤速度表示为,气布比——它是烟气量与整个过滤面积之比(单位用m3/m2/min表示)。这个参数在布袋除尘器的选择和设计中是一项非常重要的技术指标。
  布袋除尘器其余的压力损失是由布袋除尘器进口法兰之间的烟道和挡板门所产生的。这个压降的大小与烟气的流速的平方成正比关系,因此整个布袋除尘器的压降Δp.与烟气量是二次方的关系。
Δp total=K1Q1+K2Q2
K1=Kdrag/A(Kdrag=滤阻,A=过滤的表面积)
K2=烟气道和挡板门的压损系数
Q=烟气量
注:在设计最大的过滤压降是选择锅炉吸风机容量的约束条件
三、布袋除尘器的分类
  布袋除尘器的分类从除尘本质上讲是没有实际意义的,它只是便于人们对布袋除尘器的掌握和记忆,因此,按照不同的定义就有不同的分类。
—按气布比来划分:(仅针对电站锅炉而言)
1、高气布比的布袋除尘器,通常气布比:大于1.0m3/m2/min。
2、低气布比的布袋除尘器,通常气布比:小于0.8m3/m2/min。
布袋除尘器气布比的选定是根据布袋除尘器的使用场合、布袋的滤料、清灰的方式、需除尘介质的含尘浓度或成分、场地的大小以及布袋除尘器的布置等方面的因素来考虑的。
  —按布袋除尘器的清灰方式划分主要有:
1、烟气反吹式布袋除尘器:它是利用过滤后清洁烟气低速反向吹布袋,使得布袋变形来达到清灰的目的。布袋在袋的封口端垂直悬挂着,灰在袋内收集。该形式的除尘器在清灰时作用在布袋上的机械张力较小,适用于玻璃纤维滤袋的除尘器。
2、机械抖动式(振动式)布袋除尘器:与烟气反吹布袋除尘器一样,灰也是在袋内收集。它对滤袋的机械强度要求较高,所以对玻璃纤维滤袋不适用。
3、脉冲清灰式布袋除尘器:与前两种型式的袋除尘器不同,灰是在滤袋外被收集,滤袋靠袋内部的金属笼支撑。它的清灰是靠清洁的压缩空气周期性地喷入滤袋内,使滤袋变形,把存积在滤袋外面的灰除去。压缩空气的压力、脉冲的强度和持续时间随不同的使用场合调节,根据这些参数可以把脉冲反吹式布袋除尘器又分为:
——高压脉冲式:压缩空气压力为:0.60-0.80Mpa
——中压脉冲式:压缩空气压力为:0.20-0.40Mpa
——低压脉冲式:压缩空气压力为:0.06-0.10Mpa
这些不同形式的布袋除尘器的结构有很大的区别,其清灰方式的示意图见附图1,典型的结构将在下面介绍。
  选择什么形式的布袋除尘器,一般是根据布袋除尘器的使用场合、布袋的滤料、场地的大小、制造厂的设计特点和运行维护的管理等因素来考虑。
四、布袋除尘器的滤料
  袋除尘器的非常重要的因素之一是除尘器的布袋能否在需除尘的介质中长期(在一定的时间范围内)使用而不损坏(即布袋的使用寿命)。滤袋的损坏主要是指滤袋的破损、氧化收缩、脆化、堵塞、烧损、腐蚀、水解分化等。所以,选择滤袋就有一定的要求,比如耐温、耐腐蚀、阻力小、不易粘灰、寿命价格比好……等。大家都知道滤袋是用滤料制作的,因此,影响滤袋寿命的因素除了滤袋的结构、制作工艺、清灰方式、运行工况等外,最主要的因素就是滤料的特性和质量。
1、滤袋的特性主要有以下指标(或内容)
   ——透气性(该特性也确定了滤料的滤阻)
   ——密度
   ——抗折性能(脆性)
   ——断裂强度和断裂伸长(横向、纵向)
   ——耐温性(该特性决定了滤料的使用温度范围)
   ——热收缩率(横向、纵向)
   ——水解稳定性(分四个等级)
   ——抗酸性(分四个等级)
   ——氧化稳定性(分四个等级)
以上这些滤料的特性是与滤料的原材料(即原纤维)成分、编织工艺、滤料的各种后处理方式有关的。
2、滤料的原材料主要分三类:
  ——天然纤维:以天然棉、毛纤维为主。
  ——玻璃纤维:玻璃丝。
  ——化学纤维:种类很多,主要有:聚氯乙烯类(PC)。聚丙烯类(AC),聚酰氨类(PI),聚苯硫醚类(RYTON),聚四氟乙烯类。
3、滤料的纺编织工艺主要分为二类: 
   ——编织布(平织、斜纹织、缎织等)
   ——针刺毡(基本和针刺料可以同材料或异种材料)
4、滤料后处理主要有:
——表面烧毛或压光
——热定型
——防水防油处理
——防火处理
——涂膜处理
——抗静电处理
  为了便于对滤料具有的性能有进一步的了解,对选择滤料起到有益的指导作用,下面把六种比较典型的可用于电站锅炉的滤料做一介绍。
从表中可以看出:针织毡比编织布的透气性好,纤维的断面是非圆型的化纤类滤料则透气性更好。玻璃纤维的耐温性最好,但因为它的纤维脆易断,抗强酸碱的能力差的致命弱点而限制了它的使用范围。ACRYLIC的滤料耐温较低,且对温度很敏感,因此,使用时必须严格控制烟温,甚至需采用降温保护措施。
  TEFLON滤料的纤维特别光滑,非常有助于灰尘的去除,另外它的机械强度高,化学稳定性好,耐腐蚀,是非常好的滤料,但因为价格很贵,只有在必要的时候才考虑。现在有用TEFLON作表面涂膜处理的滤料,这种新型的滤料能达到很好的综合性能,而价格相对要低一些。其他各种滤料都各有优缺点,需根据它的性能有选择地使用,必要时也还要采取一定的保护措施。现在滤料的加工工艺进一步提高,采取一些特殊的处理,能进一步提高滤料的性能。
玻璃纤维聚乙烯类NOMEX偏芳族聚酰氨RYTON聚苯硫醚P84聚酰亚氨TEFLON聚四氟乙烯
持续温度℃280160190240250
透气性C编织BA纤维断面非圆形BA纤维断面非圆形B
抗折叠率DBBBBA
热收缩率ABBBBB
水解稳定性ABCABA
抗酸性DBCABA
抗碱性CCCACA
氧化稳定性ABBCBA
价格较便宜便宜较贵贵很贵最贵
  备注只适用于烟气反吹袋式除尘器对温度很敏感抗腐蚀性差,煤种变化大时要谨慎对氧化敏感,严格控制烟气含氧量新材料,缺少运行经验太贵
  注:表中A、B、C、D为四个等级,A为最高,D为最低。
  在选择布袋的滤料时,烟气的温度提供了选择的初步依据。当温度超过250℃时,只有玻璃纤维的材料才能使用。当温度低于130℃时,显然要采用聚乙烯滤料是最合适的。当温度在130℃-250℃的范围内时,就要根据类烟气的温度和烟气中的成分、长期的运行情况来综合考虑选择哪一种滤料。
  选用什么形式的布袋除尘器对滤料的选择也是有影响的。玻璃纤维的滤袋抗折、耐磨性能差,在烟气反吹除尘器上使用是有效的,但在其它清灰方式的布袋除尘器上不宜使用,特别是在需要布袋必须具有足够的机械强度的机械抖动式的布袋除尘器上是不能使用的。对其他种类的滤料来说,在各种形式的布袋除尘器上都能使用。


五、布袋除尘器的结构和清灰控制
  在前面布袋除尘器的分类一节中已经介绍了根据不同的清灰方式所分的三种形式的布袋除尘器,事实上,还有其他一些清灰的方式,比如磁振动式,声波助振荡式等等。不管采用哪种形式的清灰装置,清灰的目的和需要遵循的原则是一样的。即当滤袋上的积灰不断增加,滤袋的前后压差增加到某一个值时,就要对滤袋进行清灰,使滤袋恢复到比较理想的清洁状态。有两点需注意的是:
1、清灰不能太频繁太剧烈,滤袋表面必须保存一层滤层(不能把滤料上面已经收集到的一层滤层清掉),这就要在清灰强度(包括清灰频率)设计时加以考虑。
2、需要清灰的滤袋压差设定点要根据滤袋的使用情况合理设定。压差设定点不能定得太高,否则,运行时间不长细灰颗粒就会嵌入滤袋太深,影响滤袋使用寿命。在滤袋使用寿命的后期,因细灰颗粒嵌入滤袋已较多,清灰的频率要增加。
随着科技的不断发展,清灰的控制现在都采用PLC程序控制。理论上最理想的清灰程序是每一个滤袋前后压差达到设定值时开始清灰,到压差降到某一个设定值时停止清灰。但事实上测定每个滤袋的压差是不可能的。因此,一般清灰程序都是按每个过滤单元前后的压差和压差变化的时间长短这两个参数来设计的。在正常情况下,清灰系统会根据所测量到的参数按照预先编制好的各种清灰程序进行自动清灰(“定时清灰”或“定压清灰”)。在特殊情况下(比如测量元件故障,运行工况异常……等),可以切换到手动控制进行清灰。当然PLC程序控制装置具有自动报警功能,出现异常情况会随时报警,提醒运行人员注意或采取应急措施。
  不同的清灰方式,有不同的清灰特点,自然其结构也明显不同,就是相同清灰方式的布袋除尘器,因不同的制造厂有各的技术专利,其结构也有不同,因此,在这里只可能把几种类型的布袋除尘器的清灰控制,结合其结构作简单介绍。
——烟气反吹式布袋除尘器
  这种形式的布袋除尘器在美国电站使用初期用得较多。含尘烟气从布袋除尘器的下部经过进口阀后,流过灰斗上面的缓冲板进入滤袋后,滤袋为圆形。一定数量的滤袋以方阵布置组成一个除尘单元。在前面已经介绍过,布袋是在袋的封口端垂直悬挂着,下部口袋用卡环固定在管板上,袋内没有笼骨(长的滤袋有支撑环),烟气进入袋内把袋鼓起,灰在袋内收集。为了防止滤袋未张紧在底部下垂,滤袋上部的固定有弹簧式和重锤式两种,过滤后的清洁烟气经过出口提板阀排出。
  当滤袋两边压差达到设定值时进行清灰。清灰时,要被清灰的这一个除尘单元的出口提升阀关闭,打开反吹提升阀(反吹风由一个低压反吹风机提供),一股低压风进入清洁烟气室与清洁烟气一起反向吹向滤袋,使滤袋压瘪变形,灰抖落掉入灰斗达到清灰的目的。清灰结束,被清灰单元的出口提升阀打开,反吹风提升阀关闭,该单元投入运行。然后转到下一个除尘单元进行清灰。这种方式的清灰动作比较缓慢,作用在滤袋上的机械张力较小,对滤袋的损伤也较轻。但清灰效果相对而言要差一些,所以有时候需连续反吹几次再转到下一个单元清灰。
这种清灰方式所配的反吹风机的参数一般为:压头:H=50(mmH2O),流量:Q=总风量/过滤单元(m3/h)。
  另外,每个除尘单元的出口提升阀的严密性非常重要的,否则反吹风会泄露掉,影响清灰的效果。


——机械抖动式(振动式)布袋除尘器
  机械抖动式(振动式)布袋除尘器:与烟气反吹式布袋除尘器相类似;滤袋也是在袋的封口端垂直悬挂着,袋内没有笼骨(长的滤袋有支撑环),烟气进入袋内把袋鼓起,灰在袋内收集,不同的是:它是依靠滤袋顶部的支承机构的机械抖动(振动)使滤袋摆动起到变形作用,使灰从滤袋上清理下来。抖动(振动)的方式因滤袋上端的悬挂方式不同而略有不同,一般是靠马达驱动滤袋顶部反承机构抖动。
  当滤袋前后压差达到设定值时进行清灰,要被清灰的这一个单元的进出口门关闭,除尘单元处于停用状态。马达启动抖动开始(一台马达带动一片组滤袋抖动),持续一段时间后停止,达到清灰的目的。清灰结束,被除尘单元的进出口门打开,该单元投入运行,然后转到下一个除尘单元进行清灰。
  这种清灰方式的振打“强度”的设计是很重要的。振打“强度”太大对滤袋的损伤太大,因此振打“强度”不能超过极限(振打“强度”的增大并不能使滤袋清理得更干净)。相反振打“强度”太小又不能起到很好的清灰效果。
  振打“强度”是由振幅、振动频率(该两项参数也就确定了振动加速度)和振动持续时间三个主要因素所组成的,它们之间又相互影响。因此,在清灰程序的编制和有关值确定的时候,当振幅或频率确定之后,振动持续时间的长短是很重要的。在调试期间还要根据经验数据和现场情况综合考虑。
  这种清灰方式的布袋除尘器与其他方式的布袋除尘器比较,对滤袋的机械强度要求最高,而清灰效果不是最好。
  上述两种清灰形式的布袋除尘器所选用气布比都必须是低气布比,因此,体积庞大,造价高。另外,含尘烟气从袋口进入滤袋,袋口处局部烟速大,并存在涡流区,虽然管口设有防磨短管,但滤袋还是比较容易损坏。随着科技的进步,现在已经不主张采用这两种形式的布袋除尘器。


——脉冲清灰布袋除尘器
  与前两种形式的布袋除尘器明显的区别是灰在滤袋内部被收集,滤袋靠袋内部的金属笼骨支撑,上端用各种方式固定在花板上。它的清灰是靠清洁的压缩空气周期性地脉冲喷入滤袋,使滤袋变形,使积存在滤袋外面的灰去掉。
前面已经讲到它们有高压脉冲、中压脉冲和低压脉冲三种形式,其结构、滤袋的固定方式、脉冲压缩空气的参数等都各不相同。
1、高压脉冲——典型产品是EEC公司生产的布袋除尘器。
  该高压脉冲布袋除尘器的特点是:阶梯式的入口总管把气体均匀地分布到每个除尘单元,并保证了进气的均匀性。
除尘器的滤袋为圆形,由抗瘪的袋笼所支撑,一定数量的滤袋以方阵布置组成一个除尘单元。每个除尘单元的进、出口配有挡板门,清灰时进出口挡板门关闭,执行离线清灰。每一个滤袋口处有一个文丘里管,文丘里管与袋笼上端固定,并用螺栓压板固定在管板上。
  每一排滤袋上面布置一根反吹压缩空气管,管上开有反吹孔,每个孔与每个滤袋——对应。每一根反吹压缩空气管上装一个由电磁阀控制的隔膜脉冲阀。当清灰时,隔膜脉冲阀迅速打开,压缩空气以一股同速气流喷入滤袋,气流经过文丘里管起到喷射作用,把周围的一部分清洁烟气吸入,在袋内形成微正压使滤袋变形,达到清灰的目的。高压脉冲压缩空气由空压机提供,气体压力为0.60~0.80Mpa,压缩空气经过压缩空气罐后和每一根反吹压缩空气管连接。
  清灰的自动控制是由PLC控制装置来执行,可自动控制和手动控制。自动控制有“定时控制”和“定压控制”两种程序,且“定压控制”优先,即运行时,按设定的时间间隔进行清灰;如果在设定的时间间隔内压差超过设定值,清灰就会马上进行。同样,该装置也设有各种异常工况的报警。
  高压脉冲清灰的压缩空气压力高,脉冲时间为0.2—0.5秒。诱导的清洁气量大,耗气量最小,但对压缩空气的品质要求也高。
  另外,这种高压脉冲清灰方式一次脉冲反吹的滤袋数量是有限的,因此,所需的隔膜脉冲阀最多,较大容量锅炉上的布袋除尘器所配的隔膜脉冲阀超过千个。这对运行维护管理不利。
  另一个典型的高压脉冲布袋除尘器是AEROPULSE的产品。它的特点是:滤袋直径小(φ114mm),布置间距大;全侧向进气有利于粉尘的沉降。文丘里管设计为凸缘卡环结构,在管板上固定和拆装快捷方便。采用在线清灰。
2、中压脉冲——典型产品是HAMON公司生产的布袋除尘器
  HAMON公司的中压脉冲布袋除尘器与EEC高压脉冲布袋除尘器是相似的,只是脉冲反吹压缩空气压力低一些,一般为0.20—0.40Mpa。它的滤袋也为圆形,由袋笼支撑,方阵布置,组成一个除尘单元。每一个滤袋口也装有文丘里管,清灰机理和清灰的自动控制与高压脉冲袋除尘器一样,这里不再重复。
  “中压”和“高压”脉冲清灰的清灰效果都是不错的,但文丘里管附近区域清灰能力差一些,对滤袋的机械强度要求也高一些。
3、低压脉冲——典型产品是LURGI公司生产的布袋除尘器。
  该低压脉冲布袋除尘器的特点是:滤袋为椭圆形,由抗瘪的袋笼所支撑,一定数量的滤袋以同心圆状布置组成一个除尘单元。每一个除尘单元的进出口挡板门可设计在除尘器本体内,也可设计安装在除尘器本体外。烟气是从除尘器下部进入后均匀地分配到滤袋的外侧,过滤的清洁烟气从滤袋内排到上部的清洁烟气室,然后经过出口挡板门排出。每一个除尘单元配一套清灰装置(包括脉冲储气罐,电磁阀,隔膜脉冲阀和反吹风支管),旋转反吹风支管由位于顶部的驱动电机带动旋转(转速大约为1转/分),风管上设有空气喷口(喷口设计时考虑到吹风的均匀性,每一布袋圈上方对应一个脉冲喷口)。低压的压缩空气(0.06-03.08Mpa)由罗茨风机提供,风机首先向集气罐冲气,再通过输气管道输送到各个脉冲储气罐。除尘器采用在线反吹清灰,由PLC控制装置执行。当PLC控制装置发出清灰指令后,隔膜脉冲阀在电磁阀的作用下迅速打开,低压压缩空气进入旋转反吹风支管,经过喷口对滤袋进行反吹清灰。它的清灰是靠一定量的低压空气进入滤袋内,使滤袋鼓起变形除尘。
  椭圆滤袋的同心圆布置结构紧凑,磨损少,清灰较均匀,滤袋设计比较长,为拆装方便袋笼分段设计,结构合理结实,拆装容易,无需特殊工具。袋笼上部装有1.6mm厚的碳钢环,可以将过滤布袋的绑锁在孔上,维护人员在孔板板面上行走也不会造成损害。在停止运行维修期间,旋转支管可以用手自由地转动。这使得布袋进行检测和更换比较方便。
  除尘器反吹清灰,可自动控制和手动控制(正常为自动控制)。自动控制时,通过监测到的花板内外(即滤袋内外)压差,按预先编制好的控制程序自动在线发出清灰的指令。一般清灰程序设计有3种反吹清灰模式来保证滤袋在整个寿命期内维持最低的除尘阻力(详细内容见下表)。
设置点的压差脉冲的时间脉冲间隔
无清灰(<0.7Kpa)N/AN/A
缓慢清灰(0.70-1.00 Kpa)200ms(毫秒)1-5分
中速清灰(1.01-1.50 Kpa)200ms(毫秒)10-60秒
快速清灰(>1.51 Kpa)200ms(毫秒)5秒
  在调试期间,可以将脉冲输出和脉冲期之间的时间间隔重新设定。在商业运行期间,也可以根据运行情况对这些设定参数进行调整。
  在运行中,当以“快速”脉冲清灰还不能使压差降低到1.8 Kpa以下时,PLC控制装置发出警报信号,运行人员可检查工艺条件以确认引起压差高的原因。这时,脉冲清灰就保持在“快速”脉冲清灰状态,直到异常排除为止。
  如果压差一直在2.0 Kpa时,说明布袋寿命已接近终点。在压差接近2.01 Kpa时,会引起报警提示需要更换布袋。
  这三种脉冲反吹式的布袋除尘器都可选用较高的气布比,也是现在国外大容量电站锅炉上常用的。但它们各有优缺点,最终选择什么样形式的布袋除尘器,还是要根据使用场合、滤料、场地的大小、制造厂的设计特点和运行维护的管理等因素来考虑。
六、布袋除尘器的保护
  布袋除尘器设备在电站中是属于重要的辅机,有必要对它采取一定的保护措施。这种保护比较简单,就是在异常的工况条件下能确保布袋除尘器不被损坏所采取的自动保护措施。这些保护措施主要有下面几种:
1、通冷风降温
  这种保护是在布袋除尘器的进口挡板门前的烟道上设有一个通低温风(一般为大气)的自动控制阀门。正常情况下该阀门是关闭的,当出现异常工况(烟温超过滤袋能承受的温度)时,该门自动打开进冷风降温起到保护滤袋的作用。
采用这种保护措施的话,要注意:
——进冷风的位置要离布袋除尘器越远越好,因为一般烟速都比较高,要让冷热风能够充分混合才能达到降温的效果。否则冷热风不能充分混合的话,反而会出现局部地方仍超温,局部地方结露的现象,更不利于布袋除尘器。我国有过因为这个原因而导致使用布袋除尘器失败的先例。
——进风量的选择要合理。因为进冷风量太大的话,所配套的引风机的容量要明显增大,除尘器的出口烟道上就必须设有足够容量的安全门。另外,进冷风量大了,对炉膛的负压影响大,不利于锅炉的稳定燃烧和机组的自动控制。
——由于进冷空气后,烟气中的含氧量明显增加,有些滤料对烟气中的含氧量很敏感,因此在使用这种滤料的布袋除尘器上不宜采有这种降温保护措施。
2、喷水雾降温
  这种保护措施是在布袋除尘器的进口阀门烟道内设有一组降温用的雾化喷嘴,喷嘴的连通管经过自动控制的电磁阀与压力水源连接。正常情况下该电磁阀关闭,当出现异常工况(烟温超过滤袋能承受的温度)时,该电磁阀自动打开,压力水经喷嘴喷出后雾化,与烟气混合汽化吸热降低烟温,起到保护滤袋的作用。
如采用这种措施要注意:
——喷嘴的位置离布袋除尘器越远越好,因为一般烟速比较高,要让雾化水滴能和烟气充分地混合汽化吸热(一般要有几秒钟的时间才能充分汽化),才能达到降温的效果。否则,容易产生局部地方结露腐蚀的现象。
——如果采用机械雾化的话,喷嘴的选型和水源参数的选择要确保水雾化后的水滴颗粒直径越小越好。另外,水质要好,不含杂质,否则必须安装过滤器。不喷水的时候要让少量空气不断进入,防止喷嘴堵塞。
——如果采用气相雾化的话,水雾气的颗粒直径和喷嘴防堵的问题比较容易解决,但特别要避免压力水进入压缩空气系统的事情发生。
——在烟气中喷水后,水雾的颗粒在未汽化前会与烟气中的粉尘颗粒粘合沉降,或粘在烟道内壁。因此,设计时要考虑设有可检查的手段:必要时可加出灰或防腐的措施。
  在异常情况下,上述两种降温保护措施工作后,由于某种其他的特殊原因仍不能使烟温降到正常的工作范围的话,那只能紧急降负荷或停炉,避免造成不必要的事故。
3、旁路保护
  旁路保护就是在布袋除尘器的进出口烟道上设旁路阀门。当烟温超过滤袋所能承受的温度范围时,或滤袋压差大于设定值而又降不下来时,旁路阀门自动打开,布袋除尘器的进出口阀门关闭,烟气直接经过引风机排到烟囱。旁路阀有内置式和外置式两种。内置式旁路阀是在经过布袋除尘器本体的进出口烟道上设置的,结构紧凑。
  这种旁路阀保护措施虽然能对布袋除尘器起到有效的保护,但是,烟气是未经过除尘而直接到引风机的,对引风机的磨损很厉害;而且直接排放也是不允许的。因此,这种保护措施只能在烟温超限的时候起到瞬间的保护作用,然后锅炉应尽快停运。在欧美,澳大利亚一些环保要求很严的国家是不允许采纳的。
如果采取这种旁路保护措施的话,旁路阀的严密是非常重要的。因为只要旁路阀有一点点泄露的话,不需要多长时间,旁路阀的密封面会严重吹损,泄露明显增加,排放超标,吸风机严重磨损而损坏。内置式的旁路阀在温度有变化的烟气中要达到长期严密不漏是很困难的。国外为解决泄露问题,设计制造了双百叶窗式的挡板门。这种挡板阀有两层百叶,在两层百叶之间一直充低压压缩空气,并始终加热使得双百叶窗式的挡板阀不漏烟气。
  以上内容已经将布袋除尘器的原理、结构、控制和保护做了简单的介绍,大家也对布袋除尘器有了一定的认识。布袋除尘器在电站中不是一个独立的运行设备,必须把布袋除尘器和与之有关的设备及系统统一起来作为一个除尘系统,结合整个电厂的运行一起来考虑。布袋除尘器与电除尘器有许多不同之处,要使布袋除尘器能顺利地投产,投入商业运行后始终处于良好的运行状态,必须在安装、调试、运行和维护各方面都有一些特别需要注意的地方。

 

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